2012年第4期化學教育m品幣任品m碘的應用000胡小銘1胡藝文23(1.九江學院化學與環(huán)境工程學院江西九江332005;2.江西電力職業(yè)技術學院教務處南昌330043;3.湖北工業(yè)大學計算機學院武漢430068)摘要闡述了碘在醫(yī)藥、化學催化、分子摻雜、激光等領域的應用,為從事化學教育的工作者提供借鑒與參考。關鍵詞碘碘催化碘化標記分子摻雜激光太陽能電池滅火劑1811年,法國硝石制造商人、藥劑師庫爾圖瓦將硫酸倒進海草灰溶液中,發(fā)現(xiàn)放出一股美麗的Lot紫色氣體。這種氣體在冷凝后不形成液體,卻變成OH暗黑色帶有金屬光澤的結晶體,這就是碘。OH碘具有四大生理功能:維持正常能量代謝;促進生長發(fā)育;參與蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物代謝;維持神經(jīng)系統(tǒng)的正?；顒?。健康成人體內(nèi)碘的圖2碘海醇結構式總量約為30mg。在生產(chǎn)領域,碘是無機基本原料2碘催化反應之一,廣泛應用于化學分析、試紙、照相、人工降自1953年 Cromwel首次把碘用于催化合成雨等領域,如今又在許多新領域有了開拓性進氮雜環(huán)丙烷以來,分子碘作為催化劑,逐漸受到廣展泛的關注。由于碘具有使用方便、成本低、毒性1醫(yī)療藥物低、活性高、用量少、選擇性好、反應條件溫和、由于現(xiàn)代科學技術的進步,人們早已經(jīng)不滿足反應時間短等特點,避免了對設備的嚴重腐蝕和環(huán)于碘酊、復方碘溶液、碘喉片、碘甘油、聚維酮碘境污染等問題,其催化應用也日益被人們重視。碘等簡單配劑,而是將碘引入到化學分子中,研制出催化的有機化學反應現(xiàn)已經(jīng)涉及到保護基團的縮醛各種能夠治療疾病的藥物與檢驗藥劑。例如胺碘酮(酮)反應及其去保護(如圖3);有選擇地保護醚(如圖1),具有抗心律失常和抗心絞痛作用2和去保護的反應;將烷氧化成醇、醛、酸;對硝基、肟、烯、醇、酮、亞砜進行還原;碳碳鍵形成的反應,以及雜環(huán)化合物的合成反應4(如圖4)CHOCH(OCHyCH, OH/Lr.t. 1h. 9%0圖1胺碘酮結構式又如,含碘的藥劑,在CT檢測造影技術中被圖3I2催化縮醛酮廣泛應用,如鼻咽部碘化油造影技術、胰腺疾病用CN+MN、sm/2,么ACoO碘造影技術診斷等。其中,碘海醇(又名碘苯六CouH醇)(如圖2),學名為:N,N-雙(2,3二羥基THF reflux A丙基)-5-[N-(2,3-二羥基丙基)乙酰胺基]2,4,圖4lz催化雜環(huán)合戍6三碘代異酞酰胺。就是CT掃描常用的造影3材料的摻雜作用劑,主要用于成人及兒童的尿路造影、心血管造3.1燈炮氣Ⅵ凵中國煤化工影、脊髓造影、腦池CT掃描檢查,以及成人的大白熾燈是CNMHG,人們在燈腦血管造影、外周及各種動脈造影、靜脈造影、數(shù)泡中的填充氣體里摻雜少量的碘,就可以使白熾燈字減影和CT增強掃描。也適用于各種體腔檢查,更加明亮,而且使用壽命更長,這就是碘鎢燈,可包括口服。做為舞臺、廣場、礦井、電影攝影等的照明光源化學教育2012年第4期3.2玻璃摻雜應歷程。玻璃是一種常見的材料,在玻璃中摻雜碘化5激光應用銀,會產(chǎn)生新的光學現(xiàn)象。在強光作用下,碘化銀1984年前,國外還沒有脈沖氧碘化學激光器的相晶體分解為無數(shù)碘原子和銀原子,而銀原子不透關報導,我國1983年由大連物理化學研究所研究連明,布滿玻璃,使玻璃變暗。當光線由強變?nèi)鯐r,續(xù)波氧碘化學激光獲得成功之后,就提出脈沖氧碘化銀原子與碘重新結合成微小透明的碘化銀晶體,玻學激光的研究方案,同年完成了該方案理論模型計璃也變得透明起來。用這種玻璃制成的變色眼鏡,算,于1984年4月成功地獲得了脈沖氧碘化學激光,在光線變化較大的情況下,能使人眼感到舒適柔還取得與體系化學因素有關的一些規(guī)律0。和,防止眼睛過度疲勞。用碘分子濾波器構成的高光譜分辨率激光雷達3.3導電塑料摻雜可以分離大氣分子散射和氣溶膠散射,從而能夠測2000年諾貝爾化學獎3名得主之一,日本著量大氣后向散射比和大氣風場,運用于對地球大氣名化學家白川英樹,在美國賓夕法尼亞大學作博士的觀測。后研究期間,與黑格、馬克迪爾米德教授合作,對6碘的防核輻射他的聚合物半導體—聚乙炔進行摻雜試驗,經(jīng)過1986年前蘇聯(lián)烏克蘭境內(nèi)的切爾諾貝利事件了無數(shù)個日日夜夜的實驗與失敗,終于實現(xiàn)了第一之后,世界衛(wèi)生組織在附近兒童中發(fā)現(xiàn)甲狀腺癌的個全有機導電聚合物——碘摻雜聚乙炔,導電性提風險顯著提高。這是因為泄露的輻射物質(zhì)中含有大高了7個數(shù)量級。白川英樹等發(fā)現(xiàn)的導電性高分子量的放射性碘元素。甲狀腺從血液中攝取碘的能力材料這一令人激動的研究成果,激發(fā)了許多科學家很強,甲狀腺中碘的濃度比血液中高25倍還多的興趣與探索在放射性的沾染區(qū),放射性的碘會被富集到甲狀近年來已相繼硏究開發(fā)了碘摻雜聚乙炔、聚吡腺,可能會導致甲狀腺癌和其他病變。如果人體攝咯、聚對苯撐、聚苯胺等結構型導電聚合物。碘作入了足夠的碘,碘進入甲狀腺達到飽和后,對后來為非金屬摻雜劑,被應用于多壁碳鈉米管、碲化進入人體的放射性的碘元素就不再吸收,直接通過鋅、碲化鎘等納米材料的摻雜,如對TiO進行摻血液循環(huán)就排出了體外。從這個作用來講,碘具有雜,可以改變光吸收性能和催化活性,在微波吸收一定的防核輻射的作用。材料、電池、敏感元件、天然橡膠等方面也得到了碘片中含碘100mg左右,按照有關規(guī)定,我廣泛應用。國每千克食用鹽中碘含量為20~30mg。如果想通4碘化標記過吃鹽達到防核輻射的效果,需要每天吃3kg食鹽碘的放射性同位素在20世紀初期發(fā)現(xiàn)后不才行,是不切實際的。和其他營養(yǎng)素一樣,盡管碘久,就應用于蛋白質(zhì)的碘化標記。常用的放射性碘有很多作用,也需要適量攝取,成人每天攝入碘的有1、1和3I等。在放射性藥物的發(fā)展中,31總量不能超過10004g。標記化合物獲得廣泛的應用,如鄰碘馬尿酸鈉和玫輻射性物質(zhì)有多種。2011年3月11日,日本瑰紅鈉鹽注射液用于腎功能檢查、肝膽顯像方面。福島核電站因地震發(fā)生故障,導致核泄漏,在日本加速器放射性核素標記化合物,在醫(yī)學界受到核電站周圍檢測到的有1I和Cs等輻射性物質(zhì)。普遍重視。在放射免疫分析中31標記化合物也占而服用碘片會對引起的輻射起到一定的作用據(jù)了極重要的地位。但對3Cs等放射性元素起不到防護作用。所以,碘的性質(zhì)活潑。采用放射性碘標記化合物,方碘不是“輻射解毒劑”,不要盲目服用。一方面,法簡便、反應時間短、使用原料少(可用微克級原如果環(huán)境中的放射性物質(zhì)不超標,就沒有必要服用料)、純化容易、活性損失小、產(chǎn)品收率高而且比碘。另一方面,和其他營養(yǎng)素一樣,碘過量同樣會較穩(wěn)定,多用于生物醫(yī)學方面的示蹤研究。它在核對健康帶來負面影響。長期碘攝入量過高或1次性醫(yī)學中的應用尤為廣泛,主要用于體內(nèi)臟器的功能攝入大劑量中國煤化工包括碘致甲狀測定和顯像,以及體外放射免疫測定。而由于C腺功能亢進本甲狀腺炎、半衰期5730年,H半衰期12.5年,121半衰期60甲狀腺癌、碘過敏市唄下母CNMHG天,31的半衰期只有8.3天,碘具有獨特的半衰7太陽能電池期,因此也廣泛地應用于化學反應機理研究跟蹤反染料敏化太陽電池121(DSSC)具有結構簡2012年第4期化學教育單、理論光電轉換效率高、比非晶硅電池成本更低有新的研究:日本分子科學研究所教授大森賢治帶廉等優(yōu)點,從而成為下一代太陽電池的研究熱點。領的小組,選用直徑約0.3m的碘分子,用經(jīng)特殊DSSC由含染料敏化TiO2納米晶膜的光陽極、染設計的飛秒激光脈沖,向這種分子上加載信息,并料敏化劑、電解質(zhì)、對電極和導電基底等幾部分組實現(xiàn)了一步運算,湖北警官學院以石英燈為加熱器成。電解質(zhì)含I/l3氧化還原電對,處于兩個電的碘熱升華噴槍,被應用于金屬建材墻體等上的手極之間,起到聯(lián)通光陽極和對電極作用,使DS印顯現(xiàn)和痕跡檢驗;楊桂林在《中國照明電器》上光電轉換過程順利進行。報導,高純碘化鉈在照明燈具上用作綠色發(fā)光材8飼料添加劑料。在廣大科技工作者的不斷努力探索之下,必將碘鹽作為人體健康的重要食品,已經(jīng)在全國推開發(fā)出更多新的用途廣應用。碘酸鉀鹽作為飼料添加劑1,也被人們參考文作為研究的對象,添加到動物飼料中,有助于動物[1]楊華.化學教育17(6):12-13的健康生長,如雞食用碘飼料所產(chǎn)的高碘雞蛋膽固2]htp://ww.hm/dic/a/ zqxxswms. html醇含量低,對預防和治療人的糖尿病及高血壓、高3]htp:/ /baike. baidu. com/vew/458199hm血脂等疾病有一定功效。也有文獻報導,用天[4]王宏社,苗建英,趙立芳.有機化學,2005,25(6):615然酪蛋白經(jīng)碘化處理作為飼料添加劑喂養(yǎng)家禽,可[5張占輝,劉慶彬化學進展,206,18(2,3):270-239幫助消化吸收,促進動物生長,提高飼料轉化率。[6]諸平,張文根,大學化學,200,18(1);60-629滅火劑[7]郭國霖.步入化學新天地,石家莊:河北科學技術出版社除了常規(guī)滅火劑以外,氟碘烴也是一種替代哈2000:155-159龍產(chǎn)品的新型滅火劑,它除了具有阻斷火焰?zhèn)鱗8]何灝,聶登攀.貴州化工,2009,34(6):14-16[9]http://www.chinabaike.oom/z/keji/shiyanjishu/2011/0116/播自由基的鏈反應功能,還有強大的吸熱能力,從161993.hml而達到冷卻滅火的作用。它不僅有很好的滅火性10]張榮耀,陳方,宋雪琴中國激光,200,14(8):460能,而且不會對人體健康造成任何損害。另外,由11hp://wr,/jw/gw/20107010322-5081607于酸值低,對保護物體基本沒有腐蝕作用,滅火后不留任何殘渣,對大氣臭氧層也不會造成影響,是[12]蘭章,吳季懷等.中國科學:化學,2010,40(11):1649種清潔干凈的滅火劑。[13]于沛沛,趙書煌等,飼料與畜牧,2010,(10):19-21碘在許多領域中都有著新的應用。如:人們用14余達人江西飼料,2004,(6):17-19碘粒子植入法來對腫瘤進行治療;在計算機領域也[15]馬洋博,呂劍.化工生產(chǎn)與技術,200,714(4):8-10歡迎訂閱2012年《化學教育》中央級全國中文核心期刊郵發(fā)代號:2106每期定價:10元年定價:120元2012年《化學教育》在繼承優(yōu)良傳統(tǒng)、保證優(yōu)異品質(zhì)的前提下,將緊跟基礎教育課程改革步伐,開拓創(chuàng)新、加強策劃,為化學教師的專業(yè)化發(fā)展提供更強有力的支持!重點報道化學新課程改革的新成果新經(jīng)驗,注重實效性;探索新課程高考復習的有效策略和方法;提供最新的化學教育理論、教學方法、教學策略和教學設計;報道化學學科的新成就和新發(fā)展;關注與社會、生活緊密聯(lián)系的化學知識,提供STS教育資源;報道最新的化學實驗教學成果,實驗探究案例,獨特的實驗改進方法和實驗設計方案;探討化學教學中的各種疑難問題;報道與化學教育有關的國內(nèi)外信息及各項化學競賽;報道最新的信息技術在化學領域的應用,信息技術與化學教育教學的整合;介紹化學重讀者和單位到當?shù)剜]局訂閱。直接匯款到編輯部訂閱,可享受8折優(yōu)YHt中國煤化工等。請廣大CNMHG另付郎費),中國化學會會員享受7折優(yōu)惠(年定價84元,不用另付郵費)。同時,x有餉!匯款地址:100875北京西區(qū)北京師范大學化學學院《化學教育》編輯部孫秀麗(收)咨詢電話:010-58807875