Ιωδοβενζόλιο

Ιωδοβενζόλιο
Γενικά
Όνομα IUPAC	Ιωδοβενζένιο
Άλλες ονομασίες	Ιωδοβενζόλιο Φαινυλιωδίδιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C6H5I
Μοριακή μάζα	204,01 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	C6H5I
Συντομογραφίες	PhI
Αριθμός CAS	591-50-4
SMILES	Ic1ccccc1
InChI	1S/C6H5I/c7-6-4-2-1-3-5-6/h1-5H
PubChem CID	11575
ChemSpider ID	11087
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	>108
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	-29 °C
Σημείο βρασμού	188 °C
Πυκνότητα	1.831 kg/m3
Ιξώδες	1,124 cP (20 °C)
Εμφάνιση	Άχρωμο προς κιτρινωπό υγρό
Χημικες ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης	51 °C
Επικινδυνότητα
Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm) εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά

To ιωδοβενζόλιο ή ιωδοβενζένιο ή φαινυλιωδίδιο αρωματική χημική ένωση με χημικό τύπο C₆H₅I, που παριστάνεται συντομογραφικά ως PhBr. Είναι ένα παράγωγο του βενζολίου.

Δομή

Δεσμοί
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
C-H	σ	2sp2-1s	106 pm	3% C- H+
C-C	σ	2sp2-2sp2	147 pm
C-I	σ	2sp3-5sp3	210 pm	5‰ C+ I-
C#1...C#6'	π	2p-2p	147 pm
Κατανομή φορτίων σε ουδέτερο μόριο
C#2-#6	-0,03
I	-0,005
C#1	+0,005
H	+0,03

Παραγωγή

Με ιωδίωση βενζολίου

Με ιωδίωση βενζολίου παράγεται ιωδοβενζόλιο:

$\mathrm{PhH + I_2 \xrightarrow{FeI_3} PhI + HI}$

• Σύμφωνα με μια παραλλαγή, η αντίδραση καταλύεται από την παρουσία του νιτρικού οξέος

$\mathrm{PhH + I_2 \xrightarrow{HNO_3} PhI + HI}$

Με υποκατάσταση υδροξυλίου από ιώδιο

Με επίδραση υδροϊωδίου (HI) σε φαινόλη (PhOH) πσράγεται ιωδοβενζόλιο:

$\mathrm{PhOH + HI \xrightarrow{} PhI + H_2O}$

• Συνήθως το υδροϊώδιο παρασκευάζεται επιτόπου («in citu») με την αντίδραση:

$\mathrm{2KI + H_2SO_4 \xrightarrow{} K_2SO_4 + 2HI}$

Με υποκατάσταση άλλου αλογόνου από ιώδιο

Με επίδραση ιωδιούχου καλίου (KI) σε αλοβενζόλιο PhX, όππυ X εδώ F, Cl, Br), ιωδοβενζόλιο:

$\mathrm{PhX + KI \xrightarrow{} PhI + KX}$

Με υποκατάσταση αμινομάδας από ιώδιο

Με έμεσε υποκατάσταση της αμινομάδας ανιλίνης από ιώδιο, μέσω της αντίδρασης Sandmeyer και σχηματισμού διαζωβενζολιακού άλατος παράγεται ιωδοβενζόλιο:

$\mathrm{PhNH_2 + NaNO_2 + 2HX \xrightarrow{} [PhN_2]X + NaX + 2H_2O }$
$\mathrm{[PhN_2]X + CuI \xrightarrow{} PhI + CuX + N_2 \uparrow }$

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης

• Επειδή ο δεσμός C-I είναι ασθενέστερος από τους δεσμούς C-Br και C-Cl, το ιωδοβενζόλιο είναι πιο δρασυικό από το βρωμοβενζόλιο και το χλωροβενζόλιο.

Υποκατάσταση από υδροξύλιο

Υδρόλυση με αραιό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) παράγεται φαινόλη (PhOH):

$\mathrm{PhI + NaOH \xrightarrow{} PhOH + NaI}$

Υποκατάσταση από αλκοξύλιο

Με αλκοολικά άλατα (RONa) παράγεται αλκυλοφαινυλαιθέρας (PhOR):

$\mathrm{PhI + RONa \xrightarrow{} PhOR + NaI}$

Υποκατάσταση από αλκινύλιο

Με αλκινικά άλατα (RC≡CNa) παράγεται φαινυλαλκίνιο (RC≡CPh). Π.χ.:

$\mathrm{PhI + RC \equiv CNa \xrightarrow{} RC \equiv CPh + NaI}$

Υποκατάσταση από ακύλιο

Με καρβονικά άλατα (RCOONa) παράγεται καρβονικό φαινυλεστέρας (RCOOPh):

$\mathrm{PhI + RCOONa \xrightarrow{} RCOOPh + NaI}$

Υποκατάσταση από κυάνιο

Με κυανιούχο νάτριο (NaCN) παράγεται βενζονιτρίλιο (PhCN):

$\mathrm{PhI +NaCN \xrightarrow{} PhCN + NaI}$

Υποκατάσταση από αλκύλιο

Με αλκυλολίθιο (RLi) παράγεται αλκυλοβενζόλιο:

$\mathrm{PhI + RLi \xrightarrow{} PhR + LiI}$

Υποκατάσταση από σουλφυδρίλιο

Με όξινο θειούχο νάτριο (NaSH) παράγεται θειοφαινόλη (PhSH):

$\mathrm{PhI + NaSH \xrightarrow{} PhSH + NaI}$

Υποκατάσταση από σουλφαλκύλιο

Με θειολικό νάτριο (RSNa) παράγεται αλκυλοφαινυλοθειαιθέρας (PhSR):

$\mathrm{PhI + RSNa \xrightarrow{} PhSR + NaI}$

Υποκατάσταση ιωδίου από φθόριο

Με επίδραση φθοριούχου υφυδραργύρου (Hg₂F₂) σε ιωδοβενζόλιο (PhI) πσράγεται φθοροβενζόλιο:

$\mathrm{2PhI + Hg_2F_2 \xrightarrow{} 2PhF + Hg_2I_2 \downarrow}$

Υποκατάσταση από αμινομάδα

Με αμμωνία (NH₃) παράγεται ανιλίνη (PhNH₂):

$\mathrm{PhI + NH_3 \xrightarrow{} PhNH_2 + HI}$

Υποκατάσταση από αλκυλαμινομάδα

Με πρωυτοταγείς αμίνες (RNH₂) παράγεται N-αλκυλανιλίνη (PhNHR):

$\mathrm{PhI + RNH_2 \xrightarrow{} PhNHR + HI}$

Υποκατάσταση από διαλκυλαμινομάδα

Με δευτεροταγείς αμίνες (R΄NHR) παράγεται N,N-διαλκυλομεθυλαμίνη [PhN(R)R΄]:

$\mathrm{PhI + R\acute{}\;NHR \xrightarrow{} PhN(R)R\acute{} + HI}$

Υποκατάσταση από φωσφύλιο

Με φωσφίνη σχηματίζει φαινυλοφωσφίνη:

$\mathrm{PhI + PH_3 \xrightarrow{} PhPH_2 + HI}$

Υποκατάσταση από νιτροομάδα

Με νιτρώδη άργυρο (AgNO₂) παράγεται νιτροβενζόλιο (PhNO₂):

$\mathrm{PhI + AgNO_2 \xrightarrow{} PhNO_2 + AgI}$

Παραγωγή οργανομεταλλικών ενώσεων

1. Με λίθιο (Li). Παράγεται φαινυλολίθιο:

$\mathrm{PhI + 2Li \xrightarrow{|Et_2O|} PhLi + LiI}$

2. Με μαγνήσιο (Mg) (αντιδραστήριο Grignard):

$\mathrm{PhI + Mg \xrightarrow{|Et_2O|} PhMgI}$

Αναγωγή

1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH₄) παράγεται βενζόλιο:

$\mathrm{4PhI + LiAlH_4 \xrightarrow{} 4PhH + LiI + AlI_3}$

2. Με «υδρογόνο εν τω γενάσθαι», δηλαδή μέταλλο + οξύ παράγεται βενζόλιο:

$\mathrm{PhI + Zn + HI \xrightarrow{} PhH + ZnII}$

3. Με υδροϊώδιο (HI):

$\mathrm{RI + HI \xrightarrow{} PhH + I_2}$

4. Με σιλάνιο, παρουσία τριιωδιούχου βορίου παράγεται βενζόλιο:

$\mathrm{PhI + SiH_4 \xrightarrow{BI_3} PhH + SiH_3I}$

Αντιδράσεις προσθήκης

1. Σε αλκένια. Π.χ. με αιθένιο (CH₂=CH₂) παράγει 2-φαινυλο-1-ιωδαιθάνιο (PhCH₂CH₂I):

$\mathrm{PhI + CH_2=CH_2 \xrightarrow{} PhCH_2CH_2I}$

2. Σε αλκίνια. Π.χ. με αιθίνιο (HC≡CH) παράγει 2-φαινυλο-1-ιωδαιθένιο (PhCH=CHI):

$\mathrm{PhI + HC \equiv CH \xrightarrow{} PhCH=CH_2I}$

3. Σε κυκλοαλκάνια που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο παράγει 3-φαινυλο-1-ιωδοπροπάνιο:

$\mathrm{+ PhI \xrightarrow{} PhCH_2CH_2CH_2I}$

4. Σε αλκαδιένια. Π.χ. με βουταδιένιο-1,3 παράγει 4-φαινυλο-1-ιωδο-2-βουτένιο.

$\mathrm{PhI + CH_2=CHCH=CH_2 \xrightarrow{} PhCH_2CH=CHCH_2I}$

5. Σε ετεροκυκλικές ενώσεις που έχουν τριμελή ή τετραμελή δακτύλιο. Π.χ. με εποξυαιθάνιο παράγει φαινοξυ-2-ιωδαιθάνιο:

$\mathrm{+ PhI \xrightarrow{} ICH_2CH_2OPh}$

Αντιδράσεις ηλεκτρονιόφιλης υποκατάστασης

• Η παρουσία του ιωδίου απενεργοποιεί μερικώς τον αρωματικό χαρακτήρα, κάνοντας τις παρακάτω αντιδράσεις πιο αργές σε σύγκριση με τις αντίστοιχες του βενζολίου. Παράγονται, ωστόσο ορθο- και παρα- παράγωγα.

Νίτρωση

Με νίτρωση παράγει ορθοιωδονιτροβενζόλιο και παραιωδονιτροβενζόλιο:

$\mathrm{PhI + HNO_3 \xrightarrow{\pi.H_2SO_4} \frac{2}{3} o-C_6H_4(NO_2)I + \frac{1}{3} \pi-C_6H_4(NO_2)I + H_2O}$

Σουλφούρωση

Με σουλφούρωση παράγει ορθοιωδοβενζοσουλφονικό οξύ και παραιωδοβενζοσουλφονικό οξύ:

$\mathrm{PhI + H_2SO_4 \xrightarrow{} \frac{2}{3} o-C_6H_4(I)SO_3H + \frac{1}{3} \pi-C_6H_4(I)SO_3H + H_2O}$

Αλογόνωση

Με αλογόνωση παράγει ορθοαλοιωδοβενζόλιο και παρααλοιωδοβενζόλιο:

$\mathrm{PhI + X_2 \xrightarrow{FeX_3} \frac{2}{3} o-C_6H_4(I)X + \frac{1}{3} \pi-C_6H_4(I)X + HX}$

• όπου Χ I ή I. Τα άλλα φαινυλαλονονίδια προκύπτουν σε δεύτερη φάση με υποκατάσταση αυτών με χρήση KI ή Hg₂F₂, αντίστοιχα.

Αλκυλίωση

Με αλκυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει ορθοαλκυλοιωδοβενζόλιο και παρααλκυλοιωδοβενζόλιο:

$\mathrm{PhI + RX \xrightarrow{AlX_3} \frac{2}{3} o-C_6H_4(R)I + \frac{1}{3} \pi-C_6H_4(R)I + HX}$

Ακυλίωση

Με ακυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει ορθοακυλοιωδοβενζόλιο και παραακυλοιωδοβενζόλιο:

$\mathrm{PhI + RCOX \xrightarrow{AlX_3} \frac{2}{3} o-C_6H_4(I)COR + \frac{1}{3} \pi-C_6H_4(I)COR + HX}$

Υδροξυλίωση

Με υδροξυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει ορθοιωδοφαινόλη και παραιωδοφαινολη:

$\mathrm{PhI + XOH \xrightarrow{AlX_3} \frac{2}{3} o-C_6H_4(I)OH + \frac{1}{3} \pi-C_6H_4(I)OH + HX}$

Αμίνωση

Με αμίνωση κατά Friedel-Crafts παράγει ορθοιωδοανιλίνη και παραιωδοανιλίνη:

$\mathrm{PhI + NH_2X \xrightarrow{AlX_3} \frac{2}{3} o-C_6H_4(I)NH_2 + \frac{1}{3} \pi-C_6H_4(I)NH_2 + HX}$

Καρβοξυλίωση

Με καρβοξυλίωση κατά Friedel-Crafts προς ορθοιωδοβενζοϊκό οξύ και παραιωδοβενζοϊκό οξύ:

$\mathrm{PhI + XCOOH \xrightarrow{AlX_3} \frac{2}{3} o-C_6H_4(I)COOH + \frac{1}{3} \pi-C_6H_4(I)COOH + HX}$

Αναγωγή

Με υδρογόνωση παράγει ιωδοκυκλοεξάνιο:

$\mathrm{PhI + 3H_2 \xrightarrow{Pt} C_6H_{11}I}$

Οζονόλυση

Με Οζονόλυση παράγει αιθανοδιάλη και φορμυλοαιθανοϋλοιωδίδιο:

$\mathrm{PhI + 2O_3 \xrightarrow{} 2O=CHCH=O + OCHCOI}$

Αλομεθυλίωση

Με αλομεθυλίωση κατά Blanc παράγει ορθοαλομεθυλοιωδοβενζόλιο και παρααλομεθυλοιωδοβενζόλιο:

$\mathrm{PhI + H_2C=O + HX \xrightarrow{ZnX_2} \frac{2}{3} o-C_6H_4(I)CH_2X + \frac{1}{3} \pi-C_6H_4(I)CH_2X + H_2O}$

Επίδραση καρβενίων

Με μεθυλένιο προς ορθοιωδοτολουόλιο, μεταιωδοτολουόλιο, παραιωδοτολουόλιο, 1-ιωδοκυκλοεπτατρένιο, 2-ιωδοκυκλοεπτατρένιο και 3-ιωδοκυκλοεπτατρένιο:

$\mathrm{PhI + CH_3I + KOH \xrightarrow{} \frac{5}{11} C_6H_4(I)CH_3 + \frac{6}{11} C_7H_7I + KI + H_2O }$

Εφαρμογές

Το ιωδοβενζόλιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή του ιωδομαγνησιοβενζόλιου, που αντιδρά με διοξείδιο του άνθρακα, παράγοντας βενζοϊκό οξύ:

$\mathrm{PhI + Mg \xrightarrow{|Et_2O|} PhMgI \xrightarrow{+CO_2} PhCOOMgI \xrightarrow{+H_2O} PhCOOH + Mg(OH)I}$

Μπορεί ακόμη να χρησιμοποιηθεί, όπως και το βρωμοβενζόλιο, για αντιδράσεις «ζευγαρώματος», όπως η αντίδραση Σουζούκι:

$\mathrm{2PhI \xrightarrow[NaOH]{Pt} Ph_2 + I_2}$

Τέλος, το ιωδοβενζόλιο αντιδρά με το χλώριο σχηματίζοντας το σύμπλοκο διχλωριούχο ιωδοβενζόλιο (PhICl₂), που χρησιμοπποιείται ως ένα οξειδωτικό:

$\mathrm{PhI + Cl_2 \xrightarrow{} PhICl_2}$

Πηγές

• Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
• Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
• SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
• Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982
• Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985