La química de los organoyodados es el estudio de la síntesis y las propiedades de los compuestos organoyodados u organoyoduros , compuestos orgánicos que contienen uno o más enlaces carbono - yodo . Se encuentran ampliamente en la química orgánica, pero son relativamente raros en la naturaleza. Las hormonas tiroxinas son compuestos organoyodados que son necesarios para la salud y la razón por la que el gobierno exige la yodación de la sal.
Casi todos los compuestos organoyodados tienen yoduro conectado a un centro de carbono. Estos suelen clasificarse como derivados de I − . Algunos compuestos organoyodados tienen yodo en estados de oxidación más altos. [1]
El enlace C–I es el más débil de los enlaces carbono- halógeno . Estas fuerzas de enlace se correlacionan con la electronegatividad del halógeno, disminuyendo en el orden F > Cl > Br > I. Este orden periódico también sigue el radio atómico de los halógenos y la longitud del enlace carbono-halógeno. Por ejemplo, en las moléculas representadas por CH 3 X, donde X es un haluro, los enlaces carbono-X tienen fuerzas, o energías de disociación de enlace , de 115, 83,7, 72,1 y 57,6 kcal/mol para X = fluoruro, cloruro, bromuro y yoduro, respectivamente. [2] De los haluros, el yoduro suele ser el mejor grupo saliente . Debido a la debilidad del enlace C–I, las muestras de compuestos organoyodados suelen ser amarillas debido a una impureza de I 2 .
Un aspecto destacable de los compuestos organoyodados es su alta densidad, que se debe al elevado peso atómico del yodo. Por ejemplo, un mililitro de yoduro de metileno pesa 3,325 g.
Pocos compuestos organoyodados son importantes industrialmente, al menos en términos de producción a gran escala. Los intermedios que contienen yoduro son comunes en la síntesis orgánica , debido a la fácil formación y escisión del enlace C-I. Los compuestos organoyodados industrialmente significativos, a menudo utilizados como desinfectantes o pesticidas, son el yodoformo (CHI 3 ), el yoduro de metileno (CH 2 I 2 ) y el yoduro de metilo (CH 3 I). [3] Aunque el yoduro de metilo no es un producto industrialmente importante, es un intermedio importante, siendo un intermedio generado transitoriamente en la producción industrial de ácido acético y anhídrido acético . Se ha considerado el potencial del yoduro de metilo para reemplazar la dependencia ubicua del bromuro de metilo como fumigante del suelo, sin embargo, hay información limitada disponible sobre el comportamiento ambiental del primero. [4] El ioxinil (3,5-diyodo-4-hidroxibenzonitrilo), que inhibe la fotosíntesis en el fotosistema II, es uno de los pocos herbicidas organoyodados. Miembro de la clase de herbicidas hidroxibenzonitrilos, el ioxinil es un análogo yodado del herbicida bromado bromoxinil (3,5-dibromo-4-hidroxibenzonitrilo).
Los compuestos orgánicos yodados y bromados son motivo de preocupación como contaminantes ambientales debido a la muy limitada información disponible sobre su destino en el medio ambiente. Sin embargo, informes recientes han demostrado ser prometedores en la desintoxicación biológica de estas clases de contaminantes. Por ejemplo, la yodotirosina desyodasa es una enzima mamífera con la función inusual de deshalogenación reductora aeróbica de sustratos orgánicos sustituidos con yodo o bromo. [5] Se ha demostrado que los herbicidas bromoxinil e ioxinil experimentan una variedad de transformaciones ambientales, incluida la deshalogenación reductora por bacterias anaeróbicas . [6]
Los compuestos poliyodoorgánicos se emplean a veces como agentes de contraste de rayos X , en fluoroscopia , un tipo de obtención de imágenes médicas . Esta aplicación explota la capacidad de absorción de rayos X del núcleo de yodo pesado. Hay una variedad de agentes disponibles comercialmente, muchos son derivados del 1,3,5-triyodo benceno y contienen aproximadamente un 50% en peso de yodo. Para la mayoría de las aplicaciones, el agente debe ser altamente soluble en agua y, por supuesto, no tóxico y fácilmente excretado. Un reactivo representativo es el Ioversol (Figura a la derecha), [7] que tiene sustituyentes de diol solubilizantes en agua . Las aplicaciones típicas incluyen urografía y angiografía .
Los lubricantes organoyodados se pueden utilizar con titanio , aceros inoxidables y otros metales que tienden a aglutinarse con lubricantes convencionales: los lubricantes organoyodados se pueden utilizar en turbinas y naves espaciales , y como aceite de corte en el mecanizado . [8]
En términos de salud humana, los compuestos organoyodados más importantes son las dos hormonas tiroideas tiroxina ("T 4 ") y triyodotironina ("T 3 "). [9] Los productos naturales marinos son fuentes ricas en compuestos organoyodados, como las plakohypaphorinas recientemente descubiertas de la esponja Plakortis simplex .
Se estima que la suma de yodometano producido por el medio marino, la actividad microbiana en los arrozales y la quema de material biológico es de 214 kilotoneladas por año. [10] El yodometano volátil se descompone mediante reacciones de oxidación en la atmósfera y se establece un ciclo global del yodo. Se han identificado más de 3000 compuestos organoyodados. [11]
Los compuestos organoyodados se preparan por numerosas vías, dependiendo del grado y la regioquímica de la yodación buscada, así como de la naturaleza de los precursores. La yodación directa con I 2 se emplea con sustratos insaturados:
Esta reacción se utiliza para determinar el índice de yodo , un indicador de la insaturación de las grasas y muestras relacionadas.
El anión yoduro es un buen nucleófilo y desplazará al cloruro, tosilato, bromuro y otros grupos salientes, como en la reacción de Finkelstein .
Los alcoholes se pueden convertir en los yoduros correspondientes utilizando triyoduro de fósforo . Un ejemplo ilustrativo es la conversión de metanol en yodometano : [12]
Para sustratos de alcohol voluminosos, se ha utilizado el metioduro de trifenilfosfito. [13]
Los yoduros aromáticos pueden prepararse a través de una sal de diazonio mediante tratamiento con yoduro de potasio: [14]
El benceno se puede yodar con una combinación de yoduro y ácido nítrico . [15] El monocloruro de yodo es un reactivo que a veces se utiliza para suministrar el equivalente de " I + ".
