елементи

Пиерангело Метранголо а Джузепе Реснати честваме двегодишнината от откриването на йод - подходящо време да представим международния си проект за дефиниране и категоризиране на халогенни връзки.

Преди двеста години френският химик Бернар Куртуа случайно откри йод и изследва корозията на медни съдове. Малко след това Хъмфри Дейви и Луис-Джоузеф Гей-Люсак го идентифицират независимо като нов елемент, а през 1813 г. Гей-Люсак го кръщава на гръцката дума ιώδης. Година по-късно, отново в лабораторията на Gay-Lussac, първият нековалентен йоден адукт е приготвен чрез реакция с амоняк - но едва през 1863 г. му е присвоена структура I 2. ··· NH 3 (справка 1). ).

Много адукти с подобни атрактивни взаимодействия с видове донори на електрони са белязали историята на йода. Например наблюдението на комплекси I2 ··· ароматни съединения, образувани за ключов принос към разбирането на адуктите на донор-акцептор 2. Напоследък разработването на сенсибилизирана към багрилата технология на слънчевите клетки разчита на I-/I3-двойката предпочитан окислително-редукционен медиатор, тъй като тези клетки бяха подготвени за първи път и все още тази, която осигурява най-стабилните и ефективни устройства 3 .

Такива нековалентни атрактивни взаимодействия между електропозитивната област на ковалентно свързания халогенен атом (включително I2) и електроотрицателната област на атом или група атоми (като амоняк, ароматни или I-йони) сега се интерпретират по отношение на халоген връзка. Йодът и неговите производни са най-склонни към образуването на такива връзки и следователно е интересна съдба, че проектът IUPAC, целящ постигането на първата обща дефиниция на халогенната връзка 4, 5, трябва да завърши на двестагодишнина от откриването на йода .

халогенни връзки

Структурното разнообразие на йодсъдържащите видове е особено забележително и те обхващат широк спектър от области от науката за материалите до биомедицината. Например, ароматните йодни съединения служат като радиоконтрастни агенти в техниките за рентгеново изобразяване; йодната тинктура, обикновен дезинфектант, е 2-7% разтвор на йод заедно с йодидни соли - йодидите образуват халоген-свързан йон I3 - който е по-разтворим от елементарния йод в тази смес етанол-вода.

Йодът е от съществено значение за живите организми като микроелемент. Човешкото тяло обикновено съдържа 10 - 20 милиграма йод, от които повече от 90% се съхранява в щитовидната жлеза. Използва се за биосинтеза на тиреоиден хормон Т3 (три-йод-тирозин) и прохормон Т4 (негов тетра-йоден аналог) - и двете йод-органични биомолекули, разчитащи на халогенни връзки 6. Много сложна ензимна система предпазва тъканите от излишните хормони на щитовидната жлеза чрез поредица от йодирани/дейодирани реакции - появата на 0 - 1 халогенни връзки прави тези реакции изключително селективни за субстрата. За да се изпълняват метаболитните функции, контролирани от Т3 и Т4, е особено важно поглъщането на йод - липсата на йод в храната може да причини психични заболявания или гуша.

Тиреоидните хормони далеч не са единствените йодирани биомолекули. В момента от живи организми са изолирани около 120 организма - включително микроорганизми, водорасли, морски безгръбначни и висши животни. Техният произход, възможната биологична активност и значение са били обсъждани в над 80 000 оригинални статии, публикувани през последните 60 години според Националната медицинска библиотека на САЩ.

Реакционната способност на йода и неговите производни също се отрази на синтетичната и структурна химия. През последните 10 години броят на изследванията върху поливалентни йодни съединения се увеличи драстично. Това нарастване на интереса се дължи главно на комбинацията от техните много полезни окислителни свойства с доброкачествен екологичен характер и тяхната търговска наличност. Например, хиралните хипервалентни йодни съединения наскоро се оказаха ефективни при енантиоселективно окислително свързване при асиметрична катализа 7. Кристалните структури, изброени в базата данни за структурата на Кеймбридж, които включват йодни въглероди, са се утроили повече от последното десетилетие, включително широко използвани видове като антимикробни и противогъбични лекарства халопрогин.

Въпреки 200-годишната си история, йодът все още е част от последните разработки в различни области на химията и няма съмнение, че той ще продължи да привлича вниманието през следващите десетилетия. Пожелаваме на йода още много години успех за този юбилей.