碘的应用

2012年第4期化学教育m品币任品m碘的应用000胡小铭1胡艺文23(1.九江学院化学与环境工程学院江西九江332005;2.江西电力职业技术学院教务处南昌330043;3.湖北工业大学计算机学院武汉430068)摘要阐述了碘在医药、化学催化、分子掺杂、激光等领域的应用,为从事化学教育的工作者提供借鉴与参考。关键词碘碘催化碘化标记分子掺杂激光太阳能电池灭火剂1811年,法国硝石制造商人、药剂师库尔图瓦将硫酸倒进海草灰溶液中,发现放出一股美丽的Lot紫色气体。这种气体在冷凝后不形成液体,却变成OH暗黑色带有金属光泽的结晶体,这就是碘。OH碘具有四大生理功能:维持正常能量代谢;促进生长发育;参与蛋白质、脂肪和碳水化合物代谢;维持神经系统的正常活动。健康成人体内碘的图2碘海醇结构式总量约为30mg。在生产领域,碘是无机基本原料2碘催化反应之一,广泛应用于化学分析、试纸、照相、人工降自1953年 Cromwel首次把碘用于催化合成雨等领域,如今又在许多新领域有了开拓性进氮杂环丙烷以来,分子碘作为催化剂,逐渐受到广展泛的关注。由于碘具有使用方便、成本低、毒性1医疗药物低、活性高、用量少、选择性好、反应条件温和、由于现代科学技术的进步,人们早已经不满足反应时间短等特点,避免了对设备的严重腐蚀和环于碘酊、复方碘溶液、碘喉片、碘甘油、聚维酮碘境污染等问题,其催化应用也日益被人们重视。碘等简单配剂,而是将碘引入到化学分子中,研制出催化的有机化学反应现已经涉及到保护基团的缩醛各种能够治疗疾病的药物与检验药剂。例如胺碘酮(酮)反应及其去保护(如图3);有选择地保护醚(如图1),具有抗心律失常和抗心绞痛作用2和去保护的反应;将烷氧化成醇、醛、酸;对硝基、肟、烯、醇、酮、亚砜进行还原;碳碳键形成的反应,以及杂环化合物的合成反应4(如图4)CHOCH(OCHyCH, OH/Lr.t. 1h. 9%0图1胺碘酮结构式又如,含碘的药剂,在CT检测造影技术中被图3I2催化缩醛酮广泛应用,如鼻咽部碘化油造影技术、胰腺疾病用CN+MN、sm/2,么ACoO碘造影技术诊断等。其中,碘海醇(又名碘苯六CouH醇)(如图2),学名为:N,N-双(2,3二羟基THF reflux A丙基)-5-[N-(2,3-二羟基丙基)乙酰胺基]2,4,图4lz催化杂环合戍6三碘代异酞酰胺。就是CT扫描常用的造影3材料的掺杂作用剂,主要用于成人及儿童的尿路造影、心血管造3.1灯炮气Ⅵ凵中国煤化工影、脊髓造影、脑池CT扫描检查,以及成人的大白炽灯是CNMHG,人们在灯脑血管造影、外周及各种动脉造影、静脉造影、数泡中的填充气体里掺杂少量的碘,就可以使白炽灯字减影和CT增强扫描。也适用于各种体腔检查,更加明亮,而且使用寿命更长,这就是碘钨灯,可包括口服。做为舞台、广场、矿井、电影摄影等的照明光源化学教育2012年第4期3.2玻璃摻杂应历程。玻璃是一种常见的材料,在玻璃中掺杂碘化5激光应用银,会产生新的光学现象。在强光作用下,碘化银1984年前,国外还没有脉冲氧碘化学激光器的相晶体分解为无数碘原子和银原子,而银原子不透关报导,我国1983年由大连物理化学研究所研究连明,布满玻璃,使玻璃变暗。当光线由强变弱时,续波氧碘化学激光获得成功之后,就提出脉冲氧碘化银原子与碘重新结合成微小透明的碘化银晶体,玻学激光的研究方案,同年完成了该方案理论模型计璃也变得透明起来。用这种玻璃制成的变色眼镜,算,于1984年4月成功地获得了脉冲氧碘化学激光,在光线变化较大的情况下,能使人眼感到舒适柔还取得与体系化学因素有关的一些规律0。和,防止眼睛过度疲劳。用碘分子滤波器构成的高光谱分辨率激光雷达3.3导电塑料摻杂可以分离大气分子散射和气溶胶散射,从而能够测2000年诺贝尔化学奖3名得主之一,日本著量大气后向散射比和大气风场,运用于对地球大气名化学家白川英树,在美国宾夕法尼亚大学作博士的观测。后研究期间,与黑格、马克迪尔米德教授合作,对6碘的防核辐射他的聚合物半导体—聚乙炔进行掺杂试验,经过1986年前苏联乌克兰境内的切尔诺贝利事件了无数个日日夜夜的实验与失败,终于实现了第一之后,世界卫生组织在附近儿童中发现甲状腺癌的个全有机导电聚合物——碘掺杂聚乙炔,导电性提风险显著提高。这是因为泄露的辐射物质中含有大高了7个数量级。白川英树等发现的导电性高分子量的放射性碘元素。甲状腺从血液中摄取碘的能力材料这一令人激动的研究成果,激发了许多科学家很强,甲状腺中碘的浓度比血液中高25倍还多的兴趣与探索在放射性的沾染区,放射性的碘会被富集到甲状近年来已相继硏究开发了碘掺杂聚乙炔、聚吡腺,可能会导致甲状腺癌和其他病变。如果人体摄咯、聚对苯撑、聚苯胺等结构型导电聚合物。碘作入了足够的碘,碘进入甲状腺达到饱和后,对后来为非金属掺杂剂,被应用于多壁碳钠米管、碲化进入人体的放射性的碘元素就不再吸收,直接通过锌、碲化镉等纳米材料的掺杂,如对TiO进行掺血液循环就排出了体外。从这个作用来讲,碘具有杂,可以改变光吸收性能和催化活性,在微波吸收一定的防核辐射的作用。材料、电池、敏感元件、天然橡胶等方面也得到了碘片中含碘100mg左右,按照有关规定,我广泛应用。国每千克食用盐中碘含量为20~30mg。如果想通4碘化标记过吃盐达到防核辐射的效果,需要每天吃3kg食盐碘的放射性同位素在20世纪初期发现后不才行,是不切实际的。和其他营养素一样,尽管碘久,就应用于蛋白质的碘化标记。常用的放射性碘有很多作用,也需要适量摄取,成人每天摄入碘的有1、1和3I等。在放射性药物的发展中,31总量不能超过10004g。标记化合物获得广泛的应用,如邻碘马尿酸钠和玫辐射性物质有多种。2011年3月11日,日本瑰红钠盐注射液用于肾功能检查、肝胆显像方面。福岛核电站因地震发生故障,导致核泄漏,在日本加速器放射性核素标记化合物,在医学界受到核电站周围检测到的有1I和Cs等辐射性物质。普遍重视。在放射免疫分析中31标记化合物也占而服用碘片会对引起的辐射起到一定的作用据了极重要的地位。但对3Cs等放射性元素起不到防护作用。所以,碘的性质活泼。采用放射性碘标记化合物,方碘不是“辐射解毒剂”,不要盲目服用。一方面,法简便、反应时间短、使用原料少(可用微克级原如果环境中的放射性物质不超标,就没有必要服用料)、纯化容易、活性损失小、产品收率高而且比碘。另一方面,和其他营养素一样,碘过量同样会较稳定,多用于生物医学方面的示踪研究。它在核对健康带来负面影响。长期碘摄入量过高或1次性医学中的应用尤为广泛,主要用于体内脏器的功能摄入大剂量中国煤化工包括碘致甲状测定和显像,以及体外放射免疫测定。而由于C腺功能亢进本甲状腺炎、半衰期5730年,H半衰期12.5年,121半衰期60甲状腺癌、碘过敏市呗下母CNMHG天,31的半衰期只有8.3天,碘具有独特的半衰7太阳能电池期,因此也广泛地应用于化学反应机理研究跟踪反染料敏化太阳电池121(DSSC)具有结构简2012年第4期化学教育单、理论光电转换效率高、比非晶硅电池成本更低有新的研究:日本分子科学研究所教授大森贤治带廉等优点,从而成为下一代太阳电池的研究热点。领的小组,选用直径约0.3m的碘分子,用经特殊DSSC由含染料敏化TiO2纳米晶膜的光阳极、染设计的飞秒激光脉冲,向这种分子上加载信息,并料敏化剂、电解质、对电极和导电基底等几部分组实现了一步运算,湖北警官学院以石英灯为加热器成。电解质含I/l3氧化还原电对,处于两个电的碘热升华喷枪,被应用于金属建材墙体等上的手极之间,起到联通光阳极和对电极作用,使DS印显现和痕迹检验;杨桂林在《中国照明电器》上光电转换过程顺利进行。报导,高纯碘化铊在照明灯具上用作绿色发光材8饲料添加剂料。在广大科技工作者的不断努力探索之下,必将碘盐作为人体健康的重要食品,已经在全国推开发出更多新的用途广应用。碘酸钾盐作为饲料添加剂1,也被人们参考文作为研究的对象,添加到动物饲料中,有助于动物[1]杨华.化学教育17(6):12-13的健康生长,如鸡食用碘饲料所产的高碘鸡蛋胆固2]htp://ww.hm/dic/a/ zqxxswms. html醇含量低,对预防和治疗人的糖尿病及高血压、高3]htp:/ /baike. baidu. com/vew/458199hm血脂等疾病有一定功效。也有文献报导,用天[4]王宏社,苗建英,赵立芳.有机化学,2005,25(6):615然酪蛋白经碘化处理作为饲料添加剂喂养家禽,可[5张占辉,刘庆彬化学进展,206,18(2,3):270-239帮助消化吸收,促进动物生长,提高饲料转化率。[6]诸平,张文根,大学化学,200,18(1);60-629灭火剂[7]郭国霖.步入化学新天地,石家庄:河北科学技术出版社除了常规灭火剂以外,氟碘烃也是一种替代哈2000:155-159龙产品的新型灭火剂,它除了具有阻断火焰传[8]何灏,聂登攀.贵州化工,2009,34(6):14-16[9]http://www.chinabaike.oom/z/keji/shiyanjishu/2011/0116/播自由基的链反应功能,还有强大的吸热能力,从161993.hml而达到冷却灭火的作用。它不仅有很好的灭火性10]张荣耀,陈方,宋雪琴中国激光,200,14(8):460能,而且不会对人体健康造成任何损害。另外,由11hp://wr,/jw/gw/20107010322-5081607于酸值低,对保护物体基本没有腐蚀作用,灭火后不留任何残渣,对大气臭氧层也不会造成影响,是[12]兰章,吴季怀等.中国科学:化学,2010,40(11):1649种清洁干净的灭火剂。[13]于沛沛,赵书煌等,饲料与畜牧,2010,(10):19-21碘在许多领域中都有着新的应用。如:人们用14余达人江西饲料,2004,(6):17-19碘粒子植入法来对肿瘤进行治疗;在计算机领域也[15]马洋博,吕剑.化工生产与技术,200,714(4):8-10欢迎订阅2012年《化学教育》中央级全国中文核心期刊邮发代号:2106每期定价:10元年定价:120元2012年《化学教育》在继承优良传统、保证优异品质的前提下,将紧跟基础教育课程改革步伐,开拓创新、加强策划,为化学教师的专业化发展提供更强有力的支持!重点报道化学新课程改革的新成果新经验,注重实效性;探索新课程高考复习的有效策略和方法;提供最新的化学教育理论、教学方法、教学策略和教学设计;报道化学学科的新成就和新发展;关注与社会、生活紧密联系的化学知识,提供STS教育资源;报道最新的化学实验教学成果,实验探究案例,独特的实验改进方法和实验设计方案;探讨化学教学中的各种疑难问题;报道与化学教育有关的国内外信息及各项化学竞赛;报道最新的信息技术在化学领域的应用,信息技术与化学教育教学的整合;介绍化学重读者和单位到当地邮局订阅。直接汇款到编辑部订阅,可享受8折优YHt中国煤化工等。请广大CNMHG另付郎费),中国化学会会员享受7折优惠(年定价84元,不用另付邮费)。同时,x有饷!汇款地址:100875北京西区北京师范大学化学学院《化学教育》编辑部孙秀丽(收)咨询电话:010-58807875