ヨウ化メチル

ヨウ化メチルとは

図1. ヨウ化メチルの基本情報

ヨウ化メチルとは、メタンの一ヨウ化物です。

ヨードメタン (英: iodomethane) とも呼ばれます。CAS番号は74-88-4、MITI番号は2-42です。

ヨウ化メチルは毒物及び劇物取締法で、「劇物」に指定されています。労働安全衛生法では、作業環境評価基準で定める管理濃度が2ppmであり、強い変異原性が認められた化学物質に指定されています。

労働基準法では疾病化学物質ですが、化学物質管理促進法 (PRTR法) 及び消防法では非該当の化合物です。

ヨウ化メチルの使用用途

ヨウ化メチルは、臭化メチルの代替として、殺センチュウを目的とした脂肪族ハロゲン化物の燻蒸剤として主に用いられます。細菌や糸状菌による病害に対する防除効果もあります。

適用作物には、果樹、野菜及び花き等があり、路地及び施設でのメロンやトマトのネコブセンチュウ、倉庫及び天幕でのクリのクリシギゾウムシやクリミガ等に適用可能です。

殺虫効果が得られる理由は、蒸気として土壌、作物又は木材内部に拡散し、塩基性要求核中心と反応すると、ピルビン酸脱水素酵素やコハク酸脱水素酵素などの必須酵素を阻害するためだと考えられています。

ヨウ化メチルの性質

ヨウ化メチルは無色〜褐色の液体で、特徴臭がある毒性が高い化合物です。融点は-66.45°C、沸点は42.43°Cです。

エーテルやアルコール等の各種有機溶剤によく溶解します。アセトン及びエタノールに対しても極めて溶けやすいです。水への溶解性は、冷水に対して1.4g/100mlであり、難溶です。

一部のヨウ化メチルは、空気中で光によって分解します。分解によって薄い紫色を帯びるため、褐色ビンにより暗所保存する必要があります。その際に安定化剤として、銅を使用可能です。

なお、ヨウ化メチルの化学式はCH₃I、モル質量は141.94g/mol、20°Cでの密度は2.2789g/cm³です。ヨウ化メチルの分子は、四面体形構造を取っています。

ヨウ化メチルのその他情報

1. ヨウ化メチルの反応

図2. ヨウ化メチルを用いた反応

ヨウ化メチルは、グリニャール試薬 (英: Grignard reagent) のMeMgIの前駆体です。モンサント法で、ロジウム錯体と反応すると、ヨウ化アセチルを生じます。

ヨウ化メチルはメチル化剤として、S_N2反応で良く使用されます。具体的には、カルボン酸やフェノールのメチル化などです。メチル化反応では、炭酸リチウムや炭酸カリウムのような塩基がプロトンを捕捉して、アニオンが生じ、S_N2反応のための求核剤を供給します。

2. メチル化剤としてのヨウ化メチル

有機合成化学では、ヨウ化メチルはメチル化剤としてよく利用されます。ただし、等物質量の塩化メチルと比べると、ヨウ化メチルは2倍の重量が必要です。しかし、塩化メチルは気体であり、液体のヨウ化メチルは扱いやすいです。

それに加えて、メチル化の能力も、塩化メチルより優れています。一般的なヨウ化物は塩化物や臭化物よりも高価ですが、ヨウ化メチルは安価です。その一方で、ヨウ素原子は脱離して求核剤になるため、副反応の原因になりやすいです。

3. ヨウ化メチルの合成法

図3. ヨウ化メチルの合成

メタノールと赤リンの混合物に、ヨウ素を反応させることで、ヨウ化剤の三ヨウ化リンが生じ、発熱しながらヨウ化メチルが生成します。反応混合物を蒸留して、チオ硫酸ナトリウム水溶液によってヨウ素を除去し、炭酸ナトリウム水溶液によってリン酸を除去します。乾燥したのち再度蒸留すると、ヨウ化メチルを得ることが可能です。

シリカゲルやアルミナを用いたカラムクロマトグラフィーを使用して、ヨウ化メチルを精製できます。それ以外にも、ヨウ化カリウム水溶液中に炭酸カルシウムと硫酸ジメチルを加えると、高い収率でヨウ化メチルが生成します。

参考文献
http://www.st.rim.or.jp/~shw/MSDS/09069250.pdf
https://anzeninfo.mhlw.go.jp/anzen/gmsds/74-88-4.html