Il diiodometano o ioduro di metilene è un dialometano geminale avente formula molecolare CH2I2. La sua struttura è quella del metano in cui due atomi di idrogeno sono stati sostituiti da altrettanti atomi di iodio. Nella serie CH4-nIn è il composto di composizione intermedia tra lo ioduro di metile CH3I e lo iodoformio CHI3. Si distingue da questi anche perché l'atomo di carbonio è allo stato di ossidazione 0.

In natura è presente nell'acqua di mare in concentrazione di poche pmol/molVogt, Rainer, et al. Iodine chemistry and its role in halogen activation and ozone loss in the marine boundary layer: A model study., Journal of Atmospheric Chemistry 32.3 (1999): 375-395. ed è inoltre presente in alcune alghe (Mastocarpus stellatus e Ascophyllum nodosum).

Proprietà e struttura molecolare Lo ioduro di metilene è un composto endotermico, ΔHƒ° = +68,5 kJ/mol. A temperatura ambiente si presenta come un liquido molto denso (3,325 g/mL), incolore se puro e con odore che ricorda un po' il cloroformio. Lo ioduro di metilene è fotosensibile: l'esposizione alla luce provoca una parziale decomposizione, con liberazione di iodio che impartisce un colore bruno al resto del liquido. In acqua è pochissimo solubile (0,8 g/L a 25 °C), molto meno dello ioduro di metile (14 g/L a 20 °C) mentre, come quest'ultimo, è molto solubile nei comuni solventi organici. Può sciogliere lo zolfo (10 g/100 g).

Nello ioduro di metilene è notevole l'elevato indice di rifrazione (1,737) e una tensione superficiale di 0,0508 N·m−1, (8.10.2009) tra le più alte per i comuni solventi.

Struttura molecolare La molecola dello ioduro di metilene è di tipo tetraedrico (C ibridato sp3), ma con simmetria molecolare C2v. La molecola è alquanto polare, con momento dipolare μ =1,15 D, valore che risulta compreso tra quello dello ioduro di metile (1,63 D) e quello dello iodoformio (0,80 D). Il suo potenziale di ionizzazione è di 9,46 eV, un po' minore di quello dello ioduro di metile (9,54 eV) ed entrambi questi valori sono minori rispetto a quello dell'atomo di iodio isolato (10,45 eV).

Dati strutturali Da un'indagine di spettroscopia rotazionale nella regione delle microonde (59-69 GHz e 167-338 GHz) è stato possibile ricavare, tra l'altro, distanze (r) ed angoli (∠) di legame:

r(C−H) = 106,6 pm; r(C−I) = 213,5 pm;

∠(H-C-H) = 111,6°; ∠(H-C-I) = 107,85°; ∠(I-C-I) = 113,9°.

I legami C−H nello ioduro di metilene sono apprezzabilmente più corti del valore standard (109 pm) e anche rispetto a quelli nello ioduro di metile (108,4 pm), mentre i legami C−I hanno sostanzialmente lunghezza normale (214 pm) e molto simile a quella nello ioduro di metile (213,6 pm).

L'angolo H-C-H è più ampio del valore ideale atteso per l'ibridazione sp3 dell'atomo centrale di carbonio (109,5°) e molto simile a quello in CH3I (111,4°), ma anche l'angolo I-C-I è più ampio e con differenza maggiore.

Reattività L'idrolisi dello ioduro di metilene, a differenza di quella dello ioduro di metile che produce metanolo, fornisce invece formaldeide, in accordo al diverso stato di ossidazione del carbonio.

Dal trattamento di CH2I2 con magnesio metallico in solventi eterei in opportune condizioni si possono preparare soluzioni di bis reattivi di Grignard geminali (I−Mg−CH2−Mg−I); queste soluzioni possono essere usate su aldeidi o chetoni per produrre alcheni con rese accettabili o buone.

Nella molecola dello ioduro di metilene ci sono due atomi di iodio che sono due potenziali e ottimi gruppi uscenti in sostituzioni nucleofile SN2, gruppi uscenti migliori degli atomi di bromo nell'analogo e meno costoso bromuro di metilene, e questo fatto viene utilizzato in sintesi organica.Lo ioduro di metilene è il reagente, insieme allo zinco metallico, con rame come catalizzatore, usato nella sintesi di Simmons-Smith,H. E. Simmons, T. L. Cairns, S. A. Vladuchick, C. M. Hoiness: Review of its use in the cyclopropanation of olefins, in: Org. React., 1973, 20, S. 1–131. una reazione di ciclopropanazione, dove si forma una specie carbenoide (≈ I−Zn−CH2−I) come intermedio, il quale agisce da sorgente di metilene singoletto (carbene, :), per eliminazione di ioduro di zinco.Smith, R. D.; Simmons, H. E., Norcarane, vol. 5, pag. 855, prep cv5p0855.Ito, Y.; Fujii, S.; Nakatuska, M.; Kawamoto, F.; Saegusa, T., Norcarane, vol. 6, pag. 327, 1988, prep cv6p0327, One-Carbon Ring Expansion Of Cycloalkanones To Conjugated Cycloalkenones: 2-Cyclohepten-1-one

Riscaldato a 200 °C insieme al pirrolo, in presenza di metossido di sodio, fornisce la piridina.

Preparazione Si tratta di un prodotto disponibile commercialmente. Può essere preparato per riduzione dello iodoformio con fosforo elementare o arsenito di sodio:Roger Adams, C. S. Marvel, Methylene Iodide, vol. 1, pag. 358, prep cv1p0358, 1941.

CHI3 + Na3AsO3 + NaOH -> CH2I2 + NaI + Na3AsO4

Si può preparare anche dal diclorometano per azione dello ioduro di sodio in acetone nella reazione di Finkelstein (una doppia SN2):

CH2Cl2 + 2 NaI -> CH2I2 + 2 NaCl Si può ottenere anche dall'ossidazione dell'acido iodoacetico con perossidisolfato.

Applicazioni e reattività L'alta densità dello ioduro di metilene viene sfruttata per la determinazione della densità di minerali e altri campioni solidi. Viene utilizzato anche come liquido di contatto nella rifrattometria gemmologica per determinare l'indice di rifrazione di alcune gemme.

Sicurezza Gli ioduri alchilici sono agenti alchilanti e va evitato il contatto diretto.

Note

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