Иодметан

Иодметан — органическое соединение с формулой CH₃I, продукт замещения иодом одного из атомов водорода в молекуле метана. Представляет собой тяжёлую летучую жидкость. В высоких концентрациях — ядовит. Часто используется в органическом синтезе для метилирования. В природе выделяется в небольшом количестве рисом.

Свойства

Тяжёлая подвижная жидкость, желтеющая при стоянии, особенно на свету из-за выделения I₂. Для предотвращения этого иодметан хранят в тёмной посуде над медной проволокой, поглощающей иод.

Получение

Получают по экзотермической реакции между метанолом и трииодидом фосфора, который получается in situ из красного фосфора:

3 CH₃OH + PI₃ → 3 CH₃I + H₃PO₃

или

CH3OH + H3PO4 + KI → CH3I + KH2PO4 + H2O (3-4 ч. t под ОХ рефлюкс, перемешивание)

Также получают реакцией иодида калия с диметилсульфатом в присутствии карбоната кальция:

(CH₃)₂SO₄ + KI → K₂SO₄ + 2 CH₃I

Для очистки CH₃I может быть обработан Na₂S₂O₃ для удаления иода. Очистку также можно осуществить обработкой раствором соды с последующей сушкой над плавленным хлористым кальцием и перегонкой.

Также его можно получить реакцией иодида калия с метилтозилатом:

KI + CH₃OSO₂C₆H₄CH₃ → CH₃I + KOSO₂C₆H₄CH₃

Применение

Иодметан является отличным реагентом для реакций замещения S_N2. Он стерически открыт для атак нуклеофилам, к тому же иод является хорошей уходящей группой.

В представленных реакциях основные карбонаты K₂CO₃ или Li₂CO₃ удаляют кислые протоны, в результате чего образуются карбоксильный и фенольный карбанион, который выступает в роли нуклеофила в S_N2 реакции. Иодиды являются более «мягкими» реагентами в нуклеофильных реакциях в силу более слабой связи с внешними электронами и более лёгкой поляризуемости иодида. В силу этого он предпочитает более «мягкие» нуклеофилы. Так, при алкилировании тиоционата происходит алкилирование по сере, но никак не по азоту с образованием CH₃SCN, но никак не CH₃NCS. Это также наблюдается при алкилировании 1,3-дикарбонильных соединений, метилирование енолятов этих соединений практически полностью идёт по углеродному атому, хотя заряд сосредоточен больше на атомах кислорода.

Иодметан легко образует метилмагнийиодид. Он широко распространён на практике из-за лёгкости получения и часто используется в учебных лабораториях. В процессе Monsanto иодметан образуется in situ из метанола и иодоводорода. CH₃I затем реагирует с окисью углерода в присутствии родиевых комплексов с образованием ацетилиодида, прекурсора уксусной кислоты после гидролиза. Большое количество уксусной кислоты получается таким способом.

Токсикология и безопасность

Ярко выраженный канцероген. ЛД50 при ингаляции для крыс составляет 76 мг/кг. В печени метилиодид быстро превращается в S-метилглутатион. Вдыхание большого количества паров иодметана вызывает поражение лёгких, печени, почек и центральной нервной системы, что приводит к тошноте, головокружению, кашлю и рвоте. Длительный контакт с кожей вызывает химические ожоги. Большие дозы при ингаляции вызывают отёк лёгких.

Пределы взрываемости воздушных смесей 8.5—66 %.

Предельно допустимая концентрация иодистого метила в воздухе рабочей зоны по ГОСТ 12.1.005-76 составляет 1 мг/м³.

В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 иодметан относится ко II классу опасности.