
【化】 iodonium
三價碘 (sān jià diǎn) 在化學中指的是碘元素呈現+3 氧化态 的化合物。其英文對應術語為Iodine(III)。這類化合物中的碘原子通常與兩個有機基團(如芳基)和一個帶負電的配體(如鹵素、氧基、氮基等)相連,形成R₂IX 或RIX₂ 類型的結構(其中 R 通常為芳基,X 為配體)。它們屬于高價碘試劑 (Hypervalent Iodine Compounds) 的重要類别。
氧化态與結構:三價碘化合物中,碘原子外層有 10 個電子(超出八隅體),形成三角雙錐幾何構型,其中兩個位置被有機基團占據,一個位置被帶負電的配體占據,另外兩個位置是孤對電子占據的赤道位。其通式常表示為 Ar₂IX 或 ArIX₂ (Ar 代表芳基,如苯基)。例如:
反應性:三價碘化合物通常表現出溫和但高效的氧化性和親電性。它們能夠參與多種有機反應,如氧化醇為羰基化合物、氧化硫醚為亞砜或砜、烯烴的官能化(如雙羟化、氨基羟基化)、雜環合成、C-H鍵活化等。其反應性通常比傳統重金屬氧化劑(如鉻、錳試劑)更溫和、選擇性更好,且副産物(碘苯)通常無毒易處理,因此被視為綠色化學中的重要工具。
二醋酸碘苯 (Dess-Martin Periodinane, DMP):
亞碘酰苯 (Iodosylbenzene, PhIO):
碘酰苯 (2-Iodoxybenzoic acid, IBX):
三價碘化合物是一類碘處于+3氧化态的高價碘試劑,核心結構為 R₂IX 或 RIX₂。它們以其溫和、高效、高選擇性的氧化能力和親電性,以及環境友好性(副産物主要為碘苯),在現代有機合成化學中扮演着極其重要的角色。常見的代表試劑如 DMP、IBX 和 PhIO,在醇氧化、烯烴官能化、C-H鍵活化等反應中應用廣泛,是傳統有毒重金屬氧化劑的優良替代品。其研究與應用是當前綠色化學和有機方法學的重要方向之一。
三價碘指的是碘元素在化合物中呈現+3氧化态的情況。根據鹵素化合價命名規則(除氟外),其命名和常見化合物如下:
命名規則 遵循"一價次、三價亞、五價無名、七價高"的原則。因此+3價的碘稱為亞碘(如亞碘酸HIO₂)。
典型化合物
亞碘酸(HIO₂)
碘的氧化态為+3,結構式中含有兩個氧原子,屬于弱酸類物質。
三氯化碘(ICl₃)
在鹵素互化物中,碘顯示+3價,氯為-1價。該化合物為黃棕色晶體,易水解生成HCl和HIO₂。
化學特性
+3價碘的氧化性介于+1和+5價之間,在酸性條件下可發生歧化反應。例如:
$$
3HIO₂ rightarrow 2HIO₃ + HI
$$
注意
實際應用中+3價碘化合物相對少見,更常見的碘氧化态為-1(如KI)、+5(如KIO₃)和+7(如HIO₄)。
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