Ιωδοβενζόλιο

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

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
Χημικές ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης	51 °C
Επικινδυνότητα
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

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:

$\mathrm {PhOH+HI{\xrightarrow {}}PhI+H_{2}O}$

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

$\mathrm {2KI+H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}K_{2}SO_{4}+2HI}$

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:

$\mathrm {PhNH_{2}+NaNO_{2}+2HX{\xrightarrow {}}[PhN_{2}]X+NaX+2H_{2}O}$
$\mathrm {[PhN_{2}]X+CuI{\xrightarrow {}}PhI+CuX+N_{2}\uparrow }$

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:

$\mathrm {2PhI+Hg_{2}F_{2}{\xrightarrow {}}2PhF+Hg_{2}I_{2}\downarrow }$

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:

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

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

$\mathrm {PhI+Mg{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}PhMgI}$

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:

$\mathrm {PhI+SiH_{4}{\xrightarrow {BI_{3}}}PhH+SiH_{3}I}$

Αντιδράσεις προσθήκης

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

$\mathrm {PhI+CH_{2}=CH_{2}{\xrightarrow {}}PhCH_{2}CH_{2}I}$

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

$\mathrm {PhI+HC\equiv CH{\xrightarrow {}}PhCH=CH_{2}I}$

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

$\mathrm {+PhI{\xrightarrow {}}PhCH_{2}CH_{2}CH_{2}I}$

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

$\mathrm {PhI+CH_{2}=CHCH=CH_{2}{\xrightarrow {}}PhCH_{2}CH=CHCH_{2}I}$

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

$\mathrm {+PhI{\xrightarrow {}}ICH_{2}CH_{2}OPh}$

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:

$\mathrm {PhI+HNO_{3}{\xrightarrow {\pi .H_{2}SO_{4}}}{\frac {2}{3}}o-C_{6}H_{4}(NO_{2})I+{\frac {1}{3}}\pi -C_{6}H_{4}(NO_{2})I+H_{2}O}$

Σουλφούρωση

Με σουλφούρωση παράγει ορθοιωδοβενζοσουλφονικό οξύ και παραιωδοβενζοσουλφονικό οξύ:

$\mathrm {PhI+H_{2}SO_{4}{\xrightarrow {}}{\frac {2}{3}}o-C_{6}H_{4}(I)SO_{3}H+{\frac {1}{3}}\pi -C_{6}H_{4}(I)SO_{3}H+H_{2}O}$

Αλογόνωση

Με αλογόνωση παράγει ορθοαλοιωδοβενζόλιο και παρααλοιωδοβενζόλιο:

$\mathrm {PhI+X_{2}{\xrightarrow {FeX_{3}}}{\frac {2}{3}}o-C_{6}H_{4}(I)X+{\frac {1}{3}}\pi -C_{6}H_{4}(I)X+HX}$

• 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:

$\mathrm {PhI+RX{\xrightarrow {AlX_{3}}}{\frac {2}{3}}o-C_{6}H_{4}(R)I+{\frac {1}{3}}\pi -C_{6}H_{4}(R)I+HX}$

Ακυλίωση

Με ακυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει ορθοακυλοιωδοβενζόλιο και παραακυλοιωδοβενζόλιο:

$\mathrm {PhI+RCOX{\xrightarrow {AlX_{3}}}{\frac {2}{3}}o-C_{6}H_{4}(I)COR+{\frac {1}{3}}\pi -C_{6}H_{4}(I)COR+HX}$

Υδροξυλίωση

Με υδροξυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει ορθοιωδοφαινόλη και παραιωδοφαινολη:

$\mathrm {PhI+XOH{\xrightarrow {AlX_{3}}}{\frac {2}{3}}o-C_{6}H_{4}(I)OH+{\frac {1}{3}}\pi -C_{6}H_{4}(I)OH+HX}$

Αμίνωση

Με αμίνωση κατά Friedel-Crafts παράγει ορθοιωδοανιλίνη και παραιωδοανιλίνη:

$\mathrm {PhI+NH_{2}X{\xrightarrow {AlX_{3}}}{\frac {2}{3}}o-C_{6}H_{4}(I)NH_{2}+{\frac {1}{3}}\pi -C_{6}H_{4}(I)NH_{2}+HX}$

Καρβοξυλίωση

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

$\mathrm {PhI+XCOOH{\xrightarrow {AlX_{3}}}{\frac {2}{3}}o-C_{6}H_{4}(I)COOH+{\frac {1}{3}}\pi -C_{6}H_{4}(I)COOH+HX}$

Αναγωγή

Με υδρογόνωση παράγει ιωδοκυκλοεξάνιο:

$\mathrm {PhI+3H_{2}{\xrightarrow {Pt}}C_{6}H_{11}I}$

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:

$\mathrm {PhI+H_{2}C=O+HX{\xrightarrow {ZnX_{2}}}{\frac {2}{3}}o-C_{6}H_{4}(I)CH_{2}X+{\frac {1}{3}}\pi -C_{6}H_{4}(I)CH_{2}X+H_{2}O}$

Επίδραση καρβενίων

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

$\mathrm {PhI+CH_{3}I+KOH{\xrightarrow {}}{\frac {5}{11}}C_{6}H_{4}(I)CH_{3}+{\frac {6}{11}}C_{7}H_{7}I+KI+H_{2}O}$

Εφαρμογές

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

$\mathrm {PhI+Mg{\xrightarrow {|Et_{2}O|}}PhMgI{\xrightarrow {+CO_{2}}}PhCOOMgI{\xrightarrow {+H_{2}O}}PhCOOH+Mg(OH)I}$

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