甲基碘，也称为碘甲烷，通常缩写为“MeI”，是化学式为CH3I的化合物。它是高密度，无色，易挥发的液体。就化学结构而言，它是甲烷一个氢原子被碘原子取代。在自然界中，水稻种植会少量排放碘甲烷。[1] 世界温带海洋中的藻类和海带每年也大量生产，估计超过214000吨，陆地上的真菌和细菌产量较少。它在有机合成中被用作甲基化试剂。
碘甲烷是通过向甲醇和红磷的混合物中加入碘时发生的放热反应形成的。[2]碘化试剂是原位形成的三碘化磷：
或者，它可由硫酸二甲酯与碘化钾在碳酸钙存在下反应制备：[2]
碘甲烷也可以通过甲醇与氢碘酸水溶液的反应来制备：
生成的碘甲烷可以从反应混合物中蒸馏出来。
碘甲烷也可以通过用氢氧化钾和硫酸二甲酯在95%乙醇下和碘仿反应来制备。[3]
像许多有机碘化合物一样，碘甲烷通常储存在深色瓶子中，以抑制光导致的碘甲烷分解，使降解的产品略带紫色。商业产品可能用铜或银线做稳定剂。 它可以通过用Na2S2O3洗涤除去碘，然后蒸馏来纯化。
碘甲烷是SN2取代反应的优良底物。亲核体对它的的进攻是没有空间位阻的，碘是一个很好的离去基团。它用于碳、氧、硫、氮和磷等亲核体的烷基化。[4] 不幸的是，它的当量很高:一摩尔碘甲烷的重量几乎是一摩尔氯甲烷的三倍。另一方面，氯甲烷和溴甲烷是气态的，因此更难处理，也是较弱的烷化剂。
虽然碘甲烷价格尚能接受，但是相对于更常见的氯化物和溴化物，碘化物还是比较昂贵；在工业生产中，优选毒性更大的硫酸二甲酯，因为它便宜并且具有更高的沸点，而碘甲烷中的碘离去基团可能会引起不必要的副反应。最后，碘甲烷具有高反应活性，但对实验室工作人员来说比相关的氯化物和溴化物更危险。
例如，它可以用于羧酸或酚的甲基化：[4]
在这些实施例中，碱(K2CO3或Li2CO3)拔除氢质子形成羧酸盐或酚盐阴离子，其在SN2取代反应中充当亲核体。
碘离子是一种“不稳定”阴离子，这意味着MeI甲基化倾向于发生在双向亲核体的“不稳定”端。例如，与硫氰酸根离子的反应倾向于在硫而不是“稳定”的氮上进攻，主要生成硫氰酸甲酯(CH3SCN)而不是异硫氰酸甲酯(CH3NCS)。这种行为与稳定烯醇盐的甲基化有关，例如那些衍生自1，3-二羰基化合物的烯醇盐。这些化合物和相关烯醇盐的甲基化反应可以发生在较稳定的氧原子或(通常需要的)碳原子上。对于碘甲烷，碳烷基化几乎总是占主导地位。
在孟山都公司的生产工艺中，MeI由甲醇和碘化氢反应原位形成。CH3I然后在铑络合物的存在下与一氧化碳反应形成乙酰碘，乙酰碘是水解后形成乙酸的前体。大多数乙酸由这种方法制备。
MeI用于制备格氏试剂甲基碘化镁(“MeMgI”)，这是“Me-”的常见来源。MeMgI的使用已经被市售的甲基锂所取代。MeI也可用于制备二甲基汞，方法是将2摩尔MeI与2/1摩尔钠汞齐(2摩尔钠，1摩尔汞)反应。
甲基碘和其他有机碘化合物确实是在严重核事故的条件下形成的，[5] 在福岛和切尔诺贝利之后，含有碘-131的有机碘化物在日本和欧洲都被检测到。[6] [7]
甲基碘也被提议用作杀真菌剂、除草剂、杀虫剂、杀线虫剂和土壤消毒剂，取代甲基溴(也称为溴甲烷)(被《蒙特利尔议定书》禁止)。甲基碘由Arysta LifeScience制造，以品牌名MIDAS销售，在美国、墨西哥、摩洛哥、日本、土耳其和新西兰注册为农药，在澳大利亚、危地马拉、哥斯达黎加、智利、埃及、以色列、南非等国家处于待注册状态。[8]2011年5月，MIDAS土壤熏蒸剂在加利福尼亚州弗雷斯诺县开始首次商业应。
2007年，甲基碘被美国环境保护局批准用作杀虫剂，作为用于控制昆虫、植物寄生线虫、土传病原体和杂草种子的种植前杀虫剂。[9] 该化合物已登记用作大田种植草莓、辣椒、番茄、葡萄藤、观赏植物、草坪和苗圃种植草莓、核果、坚果和针叶树的种植前土壤处理。在一场消费者诉讼的调查期之后，制造商撤回了熏蒸剂，理由是它缺乏市场适销性。[10]
碘甲烷作为熏蒸剂的使用引起了关注。例如，54名化学家和医生以一封信联系了美国环保局，称“我们对美国环保局的结论表示怀疑，即大面积推广应用可能导致的甲基碘高暴露水平是‘可接受的’风险。美国环保局在风险评估中对毒理学和暴露情况做出了许多假设，但独立的科学同行评审者尚未对这些假设的充分性或准确性进行审查。此外，美国环保局的计算中没有一项考虑到未出生的胎儿和儿童对毒性侵入的额外脆弱性。”[11]环境保护局助理局长吉姆·格列佛回答说，“我们相信，通过进行如此严格的分析并制定严格的使用限制条款，就不会有令人担忧的风险，”10月份，环境保护局批准在美国使用甲基碘作为土壤熏蒸剂。
加州农药法规部(DPR)的结论是甲基碘是“剧毒的”，任何预期的农业或建筑物熏蒸使用这种药剂的情况都将导致公众暴露在甲基碘之中，从而对公众健康产生重大不利影响，在这种情况下充分控制这种化学品即便可能，也将是“非常困难的。”[12]那年12月，碘甲烷在加州被批准为杀虫剂。[13]2011年1月5日提起诉讼，质疑加州对甲基碘的批准。随后，制造商撤回熏蒸剂，并以其缺乏市场前景为由，要求加州农药管理局取消其加州注册。[10]
根据美国农业部的数据吸入和摄入甲基碘具有中度至高度急性毒性。[14]疾病控制和预防中心将吸入、皮肤吸收、摄入和眼睛接触列为可能接触眼睛、皮肤、呼吸系统和中枢神经系统的目标器官的途径。症状可能包括眼睛刺激、恶心、呕吐、头晕、共济失调、口齿不清和皮炎。[15]在工业事故中可能出现的高剂量急性毒性中，毒性包括代谢紊乱、肾衰竭、静脉和动脉血栓形成以及伴有癫痫发作和昏迷的脑病，具有脑损伤的特征。[16]
碘甲烷对大鼠口服LD50剂量为76毫克/千克，在肝脏中迅速转化为硫甲基谷胱甘肽。[17]
在甲基碘的风险评估中，美国环保局对过去100年报告的由该化合物引起的人类中毒案例进行了详尽的科学和医学文献搜索。加州农药管理部门引用环境保护局作为其来源，总结道:“在过去的一个世纪里，只有11起碘甲烷中毒事件被报道在已出版的文献中。”(Hermounet, C. et al. 1996 & Appel, G.B. et al. 1975)“2007年5月30日碘甲烷中毒的最新文献检索只产生了一个额外的病例报告。”(Schwartz MD, et al. 2005)。除一例外，所有案例都是工业事故，而不是农业事故，剩下的中毒案例据报道是自杀。碘甲烷经常用于工业过程以及大多数大学和学院的化学系，用于研究和学习各种有机化学反应。
美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)、美国职业安全与健康管理局和美国疾病控制与预防中心认为它是一种潜在的职业致癌物。[18]国际癌症研究机构根据碘甲烷被列入第65号提案后进行的研究得出结论:“碘甲烷对人类的致癌性不可分类(第3组)。”自2007年起，环境保护局将其归类为“在没有改变甲状腺激素稳态的情况下，对人类不太可能致癌”，即它是一种人类致癌物，但剂量仅足以破坏甲状腺功能(通过过量碘)。[19]然而，这一发现受到农药行动网络（PAN）的质疑，该组织称环境保护局的癌症评级“似乎仅基于一项大鼠吸入研究，其中66%的对照组和54-62%的其他组的大鼠在研究结束前死亡”。他们接着说:“环保局似乎驳回了早期的同行评审研究，转而支持注册人进行的两项在设计和执行上有缺陷的非同行评审研究。”[20]尽管美国环保局要求农药行动网络提供他们声称的科学证据，但他们没有这样做。
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