Metil-jodid

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Metil-jodid
Methyl-iodide-CRC-MW-IR-dimensions-2D.png
Iodomethane2.svg Iodomethane-3D-vdW.png
IUPAC-név jódmetán
Más nevek monojódmetán, MeI, Halon 10001, UN 2644
Kémiai azonosítók
CAS-szám 74-88-4
PubChem 6328
EINECS-szám 200-819-5
RTECS szám PA9450000
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet CH3I
Moláris tömeg 141,94 g/mol
Megjelenés színtelen, átlátszó, szúrós szagú folyadék
Sűrűség 2,28 g/cm³ (20 °C)[1]
Olvadáspont −66,45 °C
Forráspont 42,43 °C
Oldhatóság (vízben) 1,4 g/100 ml (20 °C)
Törésmutató (nD) 1,531
Gőznyomás 20 °C-on: 50 kPa
25,3 °C-on: 53,32 kPa
55 °C-on: 166,1 kPa
Megoszlási hányados 1,51
Veszélyek
MSDS MSDS, Oxford University
EU osztályozás Mérgező (T), lehetséges karcinogén
NFPA 704
NFPA 704.svg
1
3
1
 
R mondatok R21 R23/25 R37/38 R40
S mondatok (S1/2) S36/37 S38 S45
Robbanási határ 8,5 - 66%
LD50 0,78 mmol/kg (egér, szubkután)[1]
Ha másként nem jelöljük, az adatok
az anyag standard állapotára vonatkoznak.
(25 °C, 100 kPa)

A metil-jodid vagy jódmetán (gyakori rövidítéssel MeI) szerves jódvegyület, képlete CH3I. Ez a viszonylag nagy sűrűségű, illékony folyadék a metánból vezethető le, ha annak egyik hidrogénatomját jódatommal cseréljük le. Dipólusmomentuma 1,59 D, törésmutatója 1,5304 (20 °C, D), 1,5293 (21 °C, D). Az általában használt szerves oldószerekkel elegyedik. Színtelen, bár fény hatására a bomlás során keletkező jód miatt lilás árnyalatúvá válik. Fémréz felett tárolva a jód megkötődik. A metil-jodidot kiterjedten használják a szerves kémiai szintézisekben metilcsoport bevitelére. Ezt az átalakítást metilezésnek (metilálásnak) nevezik. A természetben kis mennyiségben metil-jodidot emittálnak a rizsültetvények.[2] Növényvédőszerként (peszticid) is felhasználják.

Kémiai tulajdonságok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A metil-jodid az SN2 szubsztitúciós reakciók kiváló szubsztrátja. A nukleofilek támadása sztérikusan nincs gátolva, a jodid pedig jó távozó csoport. Felhasználható például fenolok vagy karbonsavak metilezésére:[3]

Karbonsav vagy fenol metilezése MeI-vel

Ezekben a példákban a bázis (K2CO3 vagy Li2CO3) lehasítja a savas protont, karboxilát illetve fenoxid anion keletkezik, melyek az SN2 reakció nukleofiljei lesznek.

A jodid „szoft” anion, ami azt jelenti, hogy a MeI-vel történő metilezés ambidentát nukleofilek esetén inkább azok „szoftabb” végén fog végbemenni. A tiocianátion például inkább a kénatomon fog támadni, nem a „hard” nitrogénen, ezért a reakcióban főként metil-tiocianát (CH3SCN) keletkezik, nem pedig CH3NCS. Ez a viselkedés a stabilizált enolátok, például az 1,3-dikarbonil vegyületek származékai esetében fontos, mivel ezek és más hasonló enolátok alkileződhetnek a „hardabb” oxigénen vagy (ami többnyire kívánatosabb) a szénatomon is. Metil-jodiddal csaknem mindig a C-alkilezés van túlsúlyban.

A MeI fontos prekurzora a metil-magnézium-jodidnak („MeMgI”), mely gyakran használt reagens. Mivel a MeMgI könnyen képződik, gyakran állítják elő bevezető laboratóriumi gyakorlatok során a Grignard-reagensek illusztrációjaként. A MeMgI alkalmazását némileg felváltotta a kereskedelmi forgalomban kapható metil-lítium.

A Monsanto-féle ecetsavszintézis során metanolból és hidrogén-jodidból in situ keletkezik CH3I, ez utána ródium-komplex katalizátor jelenlétében szén-monoxiddal acetil-jodiddá alakul, melyből hidrolízissel állítják elő az ecetsavat. A legnagyobb mennyiségben ezzel az eljárással gyártanak ecetsavat.

Felhasználható dimetil-higany előállítására: 2 mol MeI 2/1-molos nátrium-amalgámmal (2 mol nátrium, 1 mol higany) történő reakciójával.

A MeI 270 °C-on hidrogén-jodid, szén-monoxid és szén-dioxid képződése közben hidrolizál.

Előállítása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Előállítható vörösfoszfor és metanol elegyéhez jódot adva. A reakció exoterm.[4] A jódozó szer a foszfor-trijodid, mely „in situ” képződik:

3 CH3OH + PI3 › 3 CH3I + H3PO3

Egy másik eljárás szerint kalcium-karbonát jelenlétében dimetil-szulfátot reagáltatnak kálium-jodiddal:[4]

(CH3O)2SO2 + KI → CH3I + CH3OSO2OK

A terméket desztillációval tisztítják, majd Na2S2O3-tal mossák, hogy eltávolítsák a jódot.

Metil-jodid előállítható metanol és kálium-jodid savkatalizált reakciójával is:

CH3OH + KI + H2SO4 → CH3I + K2SO4 + H2O

A reakciót alacsony hőmérsékleten hajtják végre. A keletkezett vizet a kénsav feleslege megköti, így a reakció nem megfordítható. A képződött metil-jodid kidesztillálható a reakcióelegyből.

Felhasználása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Metilezőszerként[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A metil-jodid kiváló metilezőszer, de használatának vannak hátrányai. Nagy az egyenértéksúlya: egy mol metil-jodid majdnem háromszor akkora súlyú, mint egy mol metil-klorid. A metil-klorid ugyanakkor (a metil-bromidhoz hasonlóan) gázállapotú, emiatt körülményesebb dolgozni vele, mint a folyékony halmazállapotú metil-jodiddal. A metil-klorid gyengébb metilezőszer, bár gyakran így is megfelel a kívánt célra.

A jodidok általában drágábbak a viszonylag gyakrabban használt kloridokhoz és bromidokhoz képest, bár a metil-jodid elfogadható árú. Ipari léptékben inkább a mérgező dimetil-szulfátot használják, mivel olcsó, és ez is folyadék halmazállapotú. A metil-jodid távozó csoportja, a jodidion, mint erős nukleofil, mellékreakciókban vehet részt. Végül, mivel a metil-jodid rendkívül reakcióképes, sokkal nagyobb veszélyt jelent a laboratóriumi dolgozókra, mint a megfelelő kloridok és bromidok. A metil-jodidot helyettesítő anyagok kiválasztásánál figyelembe kell venni az árat, a kezelés körülményességét, a kockázatot, a kémiai szelektivitást és a reakcióelegy feldolgozásának nehézségét.

Egyéb alkalmazások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Metilezőszerként történő felhasználása mellett javasolták gomba-, gyom-, rovar- és fonalféregirtó szerként, valamint tűzoltó anyagként történő alkalmazását is. Ezeken kívül használható még talajfertőtlenítésre metil-bromid helyett (a metil-bromid felhasználását a Montreali jegyzőkönyvben betiltották). Nagy törésmutatója miatt a mikroszkópiában is alkalmazható. Ellentmondásos 2007 októberi döntésében az USA Környezetvédelmi Hivatala egyes esetekben engedélyezte talajgázosító szerként történő alkalmazását, bár Kaliforniában, Washingtonban és New Yorkban állami jóváhagyás híján még nem alkalmazható.[5][6]

Toxicitása és biológiai hatása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Patkányoknak szájon át adagolva LD50 értéke 76 mg/kg. A májban gyorsan átalakul S-metilglutationná.[7] Az ACGIH vagy NTP besorolás alapján lehetséges karcinogén, míg az USA Környezetvédelmi Hivatala szerint nem az.[8]

A metil-jodid gőzök belégzése tüdő, máj, vese és idegrendszeri károsodásokat okozhat. Hányingert, szédülést, köhögést és hányást okozhat. Bőrrel tartósabban érintkezve égési sérülést okoz. Nagy mennyiségben belélegezve tüdővizenyőt okoz.

Fordítás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Methyl iodide című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

Hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. ^ a b Merck Index, 11th Edition, 6002
  2. K. R. Redeker, N.-Y. Wang, J. C. Low, A. McMillan, S. C. Tyler, and R. J. Cicerone (2000.). „Emissions of Methyl Halides and Methane from Rice Paddies”. Science 290, 966–969. o. DOI:10.1126/science.290.5493.966. PMID 11062125.  
  3. Avila-Zárraga, J. G., Martínez, R. (2001. January). „Efficient methylation of carboxylic acids with potassium hydroxide/methyl sulfoxide and iodomethane”. Synthetic Communications 31 (14), 2177–2183. o. DOI:10.1081/SCC-100104469.  
  4. ^ a b King, C. S.; Hartman, W. W. (1943.). „Methyl Iodide”. Org. Synth..  ; Coll. Vol. 2: 399
  5. EPA approves new pesticide despite scientists' concerns”, Los Angeles Times, 2007. október 6. 
  6. California sun and spray”, High Country News, 2009. augusztus 4. 
  7. Johnson, M. K. (1966.). „Metabolism of iodomethane in the rat”. Biochem. J. 98, 38–43. o.  
  8. Methyl Iodide (Iodomethane)

További források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

March, Jerry (1992), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (4th ed.), New York: Wiley, ISBN 0-471-60180-2

  • Sulikowski, G. A.; Sulikowski, M. M. (1999). in Coates, R.M.; Denmark, S. E. (Eds.) Handbook of Reagents for Organic Synthesis, Volume 1: Reagents, Auxiliaries and Catalysts for C-C Bond Formation New York: Wiley, pp. 423–26.
  • Bolt H. M., Gansewendt B. (1993.). „Mechanisms of carcinogenicity of methyl halides.”. Crit Rev Toxicol. 23 (3), 237–53. o. DOI:10.3109/10408449309105011. PMID 8260067.  

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]