氘代碘甲烷的合成与应用

氘代碘甲烷，英文名为Deuterated iodomethane，常温常压下是无色液体。氘代碘甲烷是碘甲烷中的甲基三个氢原子被氘原子取代的衍生物，具有和碘甲烷类似的物理化学性质。该化合物可与常见的有机溶剂混溶，微溶于水，溶于乙醇、乙醚，常用于氘代甲基的前体化合物，可在药物分子或者活性分子结构中引入氘代甲基，多用于有机化学反应机理研究。

合成方法

氘代碘甲烷大多是通过氘代甲醇的碘化反应制备而来，根据碘化试剂的种类不同可以有不同的合成方法。

图1 氘代碘甲烷的合成路线

方法一

将红磷试剂（50.0克，1.6摩尔）、H2O（100毫升）和单质碘（250.0克，1.0摩尔）在-15℃下经过0.5小时缓慢地注入装有回流冷凝器且干燥的250毫升烧瓶中。然后再向反应混合物中逐渐地加入氘代甲醇（30.0克，0.8摩尔）。将反应混合物加热至65℃，持续搅拌反应大约2小时。反应结束后将反应混合物冷却至室温。最后将反应混合物在45℃下蒸馏，收集相应的馏分即可得到目标产物分子D3-碘甲烷。[1]

方法二

在一个20毫升的圆底烧瓶中，往干燥的二氯甲烷（10毫升）中加入氘代甲醇（CD3OD）（0.5克，1.13毫升，0.0138摩尔）。然后再往所得的反应溶液中加入TMSI（2.77克，1.98毫升，0.0138摩尔），所得的反应混合物慢慢地在0℃下搅拌反应若干个小时，然后将其转移至室温，并在室温下搅拌反应混合物8小时。反应结束后无需进一步的纯化，反应所得的氘代碘甲烷可以直接用于下一步反应。[2]

应用

氘代碘甲烷是一种含有氘原子的有机化合物，其化学性质与碘甲烷类似，但由于其中的氘原子替代了其中的氢原子，因此一些反应的速率和性质可能会发生变化，可在药物分子或者活性分子结构中引入氘代甲基，多用于有机化学反应机理研究。此外，氘代碘甲烷还可作为核磁共振（NMR）光谱学中的重要标准物质之一，用于分析和表征有机化合物。

参考文献

[1] Tu, Yahui et al Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals, 59(13), 546-551; 2016

[2] Sasane, Amit Vijay et al Organic Letters, 24(28), 5220-5225; 2022