Iodometano

Iodometano
Nome IUPAC
iodometano
Nomi alternativi
ioduro di metile
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	CH3I
Massa molecolare (u)	141,94
Aspetto	liquido incolore dall'odore acre
Numero CAS	74-88-4
Numero EINECS	200-819-5
PubChem	6328
SMILES	CI
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	2,28
Indice di rifrazione	1,531
Solubilità in acqua	14 g/L (20 °C)
Temperatura di fusione	−66,5 °C (206,65 K)
Temperatura di ebollizione	42,5 °C (315,65 K)
Tensione di vapore (Pa) a 293,15 K	50.000
Proprietà tossicologiche
DL50 (mg/kg)	76 (orale, ratto)
Indicazioni di sicurezza
Punto di fiamma	−28 °C (245,15 K)
Simboli di rischio chimico
pericolo
Frasi H	301 - 312 - 315 - 331 - 335 - 351
Consigli P	261 - 280 - 301+310 - 311

Lo iodometano, comunemente chiamato anche ioduro di metile, è un composto chimico ottenuto sostituendo un atomo di idrogeno del metano con uno di iodio. A temperatura ambiente si presenta come un liquido incolore miscibile nei solventi organici. In natura viene emesso in piccole quantità dalle piantagioni di riso. Viene utilizzato nella sintesi organica come agente metilante e ne viene proposto l'utilizzo in agricoltura come agente fumigante in sostituzione del bromometano, bandito dal protocollo di Montréal.

Sintesi

Lo iodometano viene sintetizzato facendo reagire il metanolo con triioduro di fosforo, ottenuto in situ utilizzando iodio e fosforo rosso:

${\displaystyle {\ce {P4 + 6I2 -> 4PI3}}}$

${\displaystyle {\ce {3 CH3OH + PI3 -> 3 CH3I + H3PO3}}}$

Un metodo di sintesi alternativo sfrutta la reazione tra dimetilsolfato e ioduro di potassio in presenza di carbonato di calcio:

${\displaystyle {\ce {(CH3)2SO4 + KI -> CH3I + CH3OSO2OK}}}$

Lo iodometano può essere purificato tramite distillazione e successivo lavaggio con tiosolfato di sodio per rimuovere le tracce di iodio.

Un altro metodo di sintesi utilizza metanolo e ioduro di potassio in presenza di acido solforico:

${\displaystyle {\ce {CH3OH + KI + H2SO4 -> CH3I + KHSO4 + H2O}}}$

La reazione viene condotta a bassa temperatura e l'acqua prodotta viene assorbita dall'eccesso di acido solforico, spostando in questo modo l'equilibrio verso destra. Lo iodometano ottenuto può essere distillato dalla miscela di reazione.

Reazioni

Lo iodometano è un eccellente substrato per le reazioni S_N2, stericamente poco impedito e con lo iodio che costituisce un buon gruppo uscente. Viene utilizzato per alchilare nucleofili contenenti atomi di carbonio, ossigeno, zolfo, azoto e fosforo. Per esempio può essere utilizzato per la metilazione di fenoli e acidi carbossilici:

Un altro esempio è rappresentato dalla metilazione dell'ammoniaca, con formazione di derivati delle ammine (ioduri di metilammonio):

Lo iodometano può essere utilizzato come precursore del reattivo di Grignard CH₃MgI, il cui utilizzo è stato alquanto soppiantato dal metillitio commercialmente disponibile.

Nel processo Monsanto, lo ioduro di metile si forma in situ per reazione tra metanolo e acido iodidrico. Successivamente CH₃I reagisce con il monossido di carbonio in presenza di un complesso del rodio formando CH₃COI (ioduro di acetile), che dopo idrolisi produce acido acetico.

Sicurezza

Tossicità ed effetti biologici

Lo iodometano presenta una tossicità acuta da moderata ad alta per inalazione e ingestione. Il Centers for Disease Control and Prevention (CDC) elenca l'inalazione, l'assorbimento cutaneo, l'ingestione e il contatto con gli occhi come possibili vie di esposizione con gli organi bersaglio degli occhi, della pelle, del sistema respiratorio e del sistema nervoso centrale. I sintomi possono includere irritazione agli occhi, nausea, vomito, vertigini, atassia, linguaggio confuso e dermatite. Nella tossicità acuta ad alte dosi, come può verificarsi in incidenti sul lavoro, la tossicità include disturbi metabolici, insufficienza renale, trombosi venosa e arteriosa ed encefalopatia con convulsioni e coma, con un pattern caratteristico di danno cerebrale.

Lo iodometano ha una LD50 per la somministrazione orale ai ratti di 76 mg/kg e nel fegato subisce una rapida conversione in S-metilglutatione. È classificato come potenzialmente cancerogeno da varie agenzie attive nell'ambito medico e ambientale. Lo IARC lo pone all'interno della categoria 3 (classificazione impossibile riguardo all'azione cancerogena per l'uomo).

La sua tossicità deriva dalla sua potente azione metilante: gli enzimi contenenti gruppi solfidrili -SH risentono particolarmente dell'effetto di questo tipo di sostanze, e vengono inibiti. A risentirne in particolare è il sistema nervoso centrale, dove la mancanza di questi enzimi provoca danni gravi.

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