Иодорганические соединения

Иодорганические соединения — класс органических соединений, имеющих ковалентную полярную связь атома углерода с атомом или группой атомов иода С-I, подтвержденную структурными физико-химическими методами анализа (ЯМР, РСА, масс-спектрометрия и др.).

Структурные свойства

Имеющиеся в иодсодержащей органической молекуле группировки атомов взаимодействуют друг с другом, что приводит к электронным смещениям в ковалентных химических связях и неизбежно сказывается на физических и химических свойствах органического соединения. Взаимное влияние атомов С-I обусловливается их электроотрицательностью. Электроотрицательность — свойство, характеризующее способность атома того или иного элемента притягивать электроны. Химическая связь С-I образуется элементами с разной электроотрицательностью, именно поэтому происходит электронное смещение, в результате которого отрицательный заряд δ^- концентрируется на более электроотрицательном атоме иода, а частичный положительный заряд δ⁺ формируется на атоме углерода. Многообразие химических форм соединений иода, легкость перехода между различными валентными соединениями, легкая летучесть свободного иода обусловливают многообразие класса иодорганических веществ. К органическим соединениям иода относят также две группы веществ: соединения иодония, имеющие некоторое химическое сходство с соединениями аммония, и иодозосоединения, содержащие связанный с иодом атом кислорода. В природе стабильные соединения трехвалентного иода не обнаружены, хотя нельзя исключать, что некоторые из них являются промежуточными продуктами метаболизма иода.

Биологическая роль

Уникальные свойства иода и его соединений позволяют этому элементу присутствовать в микроколичествах во всех без исключения объектах живой и неживой природы. Соединения иода в разных валентных состояниях обладают различной миграционной способностью и действием на живые организмы, поэтому при рассмотрении судьбы микроэлемента в биосфере необходимо учитывать как его валентные состояния в конкретных объектах биосферы, так и возможные окислительно-восстановительные превращения в рассматриваемых условиях. В организме человека и животных иод присутствует как в виде неорганических соединений — иодидов, так и иодорганических — тиреоглобулина, иодированных аминокислот — моноиодтиронина и дииодтиронина, иодсодержащих (до 65 % иода) гормонов — тироксина и трииодтиронина, а также промежуточных продуктов их метаболизма. В циркулирующей крови около 75 % иода находится в виде органических соединений, а остальная часть представлена иодид-ионом. Очевидно, что в обмене иода значительную роль играет ковалентно связанный «органический иод».

Органификация иода

Всем живым существам присуще такое явление, как «органификация иода». Например, в щитовидной железе человека ежесекундно происходит ферментативное присоединение неорганического иода к аминокислотам белка — тиреоглобулина (иодирование). В результате реакции гидрофильного замещения иодид (I^-) встраивается вместо водорода в молекулу аминокислоты — тирозина, образуя прочную связь с углеродом (С — I) и при этом на атоме углерода формируется частичный положительный заряд. Именно благодаря ковалентной связанной форме «органический иод» способен проявлять многообразные биологические свойства и эффекты, в том числе через иодсодержащие гормоны — тироксин и трииодтиронин, участвующие в регуляции всех обменных процессов в организме человека. Кроме щитовидной железы процессы «органификации иода» в меньшей степени осуществляются в молочной и слюнных железах, а также других тканях и органах. Все млекопитающие, включая и человека, при рождении потребляют в основном органический, связанный с белками молока матери иод. С этим связано чрезвычайно важное значение положительного баланса иода в организме беременных и кормящих женщин. В других живых организмах органический иод присутствует также в виде моно — и дииодтирозинов. Особенно много их в морских гидробионтах, таких как морские губки, ежи, водоросли и т. д.

У человека существуют два различных механизма всасывания, усвоения и метаболизма неорганического и органического иода. В конечном итоге эти механизмы и определяют эффективность и безопасность различных подходов по профилактике иоддефицита. Следует отметить, что высказываемое многими зарубежными и отечественными исследователями мнение о главной регулирующей роли деиодиназ печени в усвоении и метаболизме органического иода сильно упрощено и спорно. Подтверждением этого является неоспоримый факт высокого содержания иода в моче японцев (1,5-10 мг/л иодид ионов), что возможно только в случае всасывания и метаболизма «органического иода». Для справки: ВОЗ принимает нормальным уровень иода 150 мкг/л. Эффективность потребления органического иода определяется сложной системой его распределения и аккумуляции в организме, слаженной работой не только деиодиназ печени, но и деиодиназ в тканях и органах, определяющих оптимальный уровень обмена иода в целом, а также работой «иодного насоса», определяющего скорость и количество усвоенного щитовидной железой иода. В 40-50-е годы XX века за рубежом и в СССР были сделаны многочисленные попытки использования иодированных белков в медицине, фармацевтической и пищевой промышленности, а также сельском хозяйстве. Но, несмотря на полученные положительные результаты, этот подход не нашел дальнейшего практического применения по следующим основным причинам:

• Сильный разброс массового содержания органического иода, а также наличие в иодированных белках больших остаточных количеств неорганического иода (в форме иодидов и молекулярного иода) не позволяли обеспечить нормирование органического иода при обогащении продуктов питания.
• Использование химических методов иодирования белков приводило к их изменению и загрязнению продуктами реакции (в том числе хлорорганическими соединениями и молекулярным иодом), что вызывало многочисленные побочные эффекты при их применении.
• Отсутствие промышленного биотехнологического оборудования и процессов (ультра- и нанофильтрации, сублимации, хроматографии и т. д.) не позволяло обеспечить физико-химические свойства и чистоту получаемых иодированных белков, тем более в промышленных масштабах.

Применение

Йодсодержащие органические соединения используют как рентгеноконтрастные вещества. Среди них выделяют водорастворимые соединения и йодированные масла. Водорастворимые йодорганические соединения, применяемые с этой целью, представляют собой трийодбензоаты (верографин, урографин, йодамид, триомбраст) и применяются при урографии, ангиографии, холеграфии. Жидкие органические соединения йода в смеси с носителями вязкости (перабродил, йодурон В, пропилйодон, хитраст) используют для бронхографии. Йодированные масла (йодолипол, йодатол, липиодол) применяют при бронхографии, лимфографии, фистулографии, метросальпингографии. Разработаны димерные и неионные водорастворимые рентгеноконтрастные соединения, оказывающие менее выраженное побочное действие (йопамидол, иопромид, омнипак и др.).

В начале XXI века ряд предприятий приступил к производству иодированных белков («Тиреоиод», «Йодказеин», «Биойод», «Йоддар»), которые начали все шире применяться для обогащения пищевых продуктов (молочные, мясные, кондитерские и хлебобулочные изделия). Особенно актуальным является аспект, насколько эти новые продукты отвечают требованиям понятия «органический йод».

Литература

1. СТРОЕНИЕ И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ. ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ АТОМОВ В МОЛЕКУЛЕ, ЭЛЕКТРОННЫЕ ЭФФЕКТЫ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ.
2. Люблинский С. Л., Савчик С. А., Смирнов СВ. Способ получения биологически активной добавки к пище. Патент на изобретение № 2212155. // Бюлл. Изобретений. 2003. № 26.
3. Савчик С. А., Жукова Г. Ф., Люблинский С. Л. Изучение свойств йодированных белков, предназначенных для профилактики йододефицитных заболеваний. // Вопросы питания. 2005. № 4. С.3-8.
4. Сергеев П. В., Свиридов Н. К., Шимановский Н. Л. Рентгеноконтрастные средства. — М., 1980. — 239 с.
5. АОАС Official Method 932.21. Iodine in Drugs. // Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists / Ed. Sidney Williams. Arlington, Virginia. 1995. USA. Ch.l8.P.10A
6. Codex Alimentarius Comission. Joint РАО/WHO Food Standard Programme. CX/MASD 92/8.
7. Haldimann M., Eastgate A., Zimmerli B. Improved measurement of iodine in food samples using inductively coupled plasma isotope dilution mass spectrometry// Analyst. 2000. Vol.125. No.ll.P.1977-1982.

Отрывок, характеризующий Иодорганические соединения

Ввечеру Михаил Иваныч, присланный от князя, пришел к княжне Марье за письмом князя Андрея, которое забыто было в гостиной. Княжна Марья подала письмо. Хотя ей это и неприятно было, она позволила себе спросить у Михаила Иваныча, что делает ее отец.
– Всё хлопочут, – с почтительно насмешливой улыбкой, которая заставила побледнеть княжну Марью, сказал Михаил Иваныч. – Очень беспокоятся насчет нового корпуса. Читали немножко, а теперь, – понизив голос, сказал Михаил Иваныч, – у бюра, должно, завещанием занялись. (В последнее время одно из любимых занятий князя было занятие над бумагами, которые должны были остаться после его смерти и которые он называл завещанием.)
– А Алпатыча посылают в Смоленск? – спросила княжна Марья.
– Как же с, уж он давно ждет.


Когда Михаил Иваныч вернулся с письмом в кабинет, князь в очках, с абажуром на глазах и на свече, сидел у открытого бюро, с бумагами в далеко отставленной руке, и в несколько торжественной позе читал свои бумаги (ремарки, как он называл), которые должны были быть доставлены государю после его смерти.
Когда Михаил Иваныч вошел, у него в глазах стояли слезы воспоминания о том времени, когда он писал то, что читал теперь. Он взял из рук Михаила Иваныча письмо, положил в карман, уложил бумаги и позвал уже давно дожидавшегося Алпатыча.
На листочке бумаги у него было записано то, что нужно было в Смоленске, и он, ходя по комнате мимо дожидавшегося у двери Алпатыча, стал отдавать приказания.
– Первое, бумаги почтовой, слышишь, восемь дестей, вот по образцу; золотообрезной… образчик, чтобы непременно по нем была; лаку, сургучу – по записке Михаила Иваныча.
Он походил по комнате и заглянул в памятную записку.
– Потом губернатору лично письмо отдать о записи.
Потом были нужны задвижки к дверям новой постройки, непременно такого фасона, которые выдумал сам князь. Потом ящик переплетный надо было заказать для укладки завещания.
Отдача приказаний Алпатычу продолжалась более двух часов. Князь все не отпускал его. Он сел, задумался и, закрыв глаза, задремал. Алпатыч пошевелился.
– Ну, ступай, ступай; ежели что нужно, я пришлю.
Алпатыч вышел. Князь подошел опять к бюро, заглянув в него, потрогал рукою свои бумаги, опять запер и сел к столу писать письмо губернатору.
Уже было поздно, когда он встал, запечатав письмо. Ему хотелось спать, но он знал, что не заснет и что самые дурные мысли приходят ему в постели. Он кликнул Тихона и пошел с ним по комнатам, чтобы сказать ему, где стлать постель на нынешнюю ночь. Он ходил, примеривая каждый уголок.
Везде ему казалось нехорошо, но хуже всего был привычный диван в кабинете. Диван этот был страшен ему, вероятно по тяжелым мыслям, которые он передумал, лежа на нем. Нигде не было хорошо, но все таки лучше всех был уголок в диванной за фортепиано: он никогда еще не спал тут.
Тихон принес с официантом постель и стал уставлять.
– Не так, не так! – закричал князь и сам подвинул на четверть подальше от угла, и потом опять поближе.
«Ну, наконец все переделал, теперь отдохну», – подумал князь и предоставил Тихону раздевать себя.
Досадливо морщась от усилий, которые нужно было делать, чтобы снять кафтан и панталоны, князь разделся, тяжело опустился на кровать и как будто задумался, презрительно глядя на свои желтые, иссохшие ноги. Он не задумался, а он медлил перед предстоявшим ему трудом поднять эти ноги и передвинуться на кровати. «Ох, как тяжело! Ох, хоть бы поскорее, поскорее кончились эти труды, и вы бы отпустили меня! – думал он. Он сделал, поджав губы, в двадцатый раз это усилие и лег. Но едва он лег, как вдруг вся постель равномерно заходила под ним вперед и назад, как будто тяжело дыша и толкаясь. Это бывало с ним почти каждую ночь. Он открыл закрывшиеся было глаза.
– Нет спокоя, проклятые! – проворчал он с гневом на кого то. «Да, да, еще что то важное было, очень что то важное я приберег себе на ночь в постели. Задвижки? Нет, про это сказал. Нет, что то такое, что то в гостиной было. Княжна Марья что то врала. Десаль что то – дурак этот – говорил. В кармане что то – не вспомню».
– Тишка! Об чем за обедом говорили?
– Об князе, Михайле…
– Молчи, молчи. – Князь захлопал рукой по столу. – Да! Знаю, письмо князя Андрея. Княжна Марья читала. Десаль что то про Витебск говорил. Теперь прочту.
Он велел достать письмо из кармана и придвинуть к кровати столик с лимонадом и витушкой – восковой свечкой и, надев очки, стал читать. Тут только в тишине ночи, при слабом свете из под зеленого колпака, он, прочтя письмо, в первый раз на мгновение понял его значение.
«Французы в Витебске, через четыре перехода они могут быть у Смоленска; может, они уже там».
– Тишка! – Тихон вскочил. – Нет, не надо, не надо! – прокричал он.
Он спрятал письмо под подсвечник и закрыл глаза. И ему представился Дунай, светлый полдень, камыши, русский лагерь, и он входит, он, молодой генерал, без одной морщины на лице, бодрый, веселый, румяный, в расписной шатер Потемкина, и жгучее чувство зависти к любимцу, столь же сильное, как и тогда, волнует его. И он вспоминает все те слова, которые сказаны были тогда при первом Свидании с Потемкиным. И ему представляется с желтизною в жирном лице невысокая, толстая женщина – матушка императрица, ее улыбки, слова, когда она в первый раз, обласкав, приняла его, и вспоминается ее же лицо на катафалке и то столкновение с Зубовым, которое было тогда при ее гробе за право подходить к ее руке.
«Ах, скорее, скорее вернуться к тому времени, и чтобы теперешнее все кончилось поскорее, поскорее, чтобы оставили они меня в покое!»


Лысые Горы, именье князя Николая Андреича Болконского, находились в шестидесяти верстах от Смоленска, позади его, и в трех верстах от Московской дороги.
В тот же вечер, как князь отдавал приказания Алпатычу, Десаль, потребовав у княжны Марьи свидания, сообщил ей, что так как князь не совсем здоров и не принимает никаких мер для своей безопасности, а по письму князя Андрея видно, что пребывание в Лысых Горах небезопасно, то он почтительно советует ей самой написать с Алпатычем письмо к начальнику губернии в Смоленск с просьбой уведомить ее о положении дел и о мере опасности, которой подвергаются Лысые Горы. Десаль написал для княжны Марьи письмо к губернатору, которое она подписала, и письмо это было отдано Алпатычу с приказанием подать его губернатору и, в случае опасности, возвратиться как можно скорее.
Получив все приказания, Алпатыч, провожаемый домашними, в белой пуховой шляпе (княжеский подарок), с палкой, так же как князь, вышел садиться в кожаную кибиточку, заложенную тройкой сытых саврасых.
Колокольчик был подвязан, и бубенчики заложены бумажками. Князь никому не позволял в Лысых Горах ездить с колокольчиком. Но Алпатыч любил колокольчики и бубенчики в дальней дороге. Придворные Алпатыча, земский, конторщик, кухарка – черная, белая, две старухи, мальчик казачок, кучера и разные дворовые провожали его.
Дочь укладывала за спину и под него ситцевые пуховые подушки. Свояченица старушка тайком сунула узелок. Один из кучеров подсадил его под руку.
– Ну, ну, бабьи сборы! Бабы, бабы! – пыхтя, проговорил скороговоркой Алпатыч точно так, как говорил князь, и сел в кибиточку. Отдав последние приказания о работах земскому и в этом уж не подражая князю, Алпатыч снял с лысой головы шляпу и перекрестился троекратно.
– Вы, ежели что… вы вернитесь, Яков Алпатыч; ради Христа, нас пожалей, – прокричала ему жена, намекавшая на слухи о войне и неприятеле.
– Бабы, бабы, бабьи сборы, – проговорил Алпатыч про себя и поехал, оглядывая вокруг себя поля, где с пожелтевшей рожью, где с густым, еще зеленым овсом, где еще черные, которые только начинали двоить. Алпатыч ехал, любуясь на редкостный урожай ярового в нынешнем году, приглядываясь к полоскам ржаных пелей, на которых кое где начинали зажинать, и делал свои хозяйственные соображения о посеве и уборке и о том, не забыто ли какое княжеское приказание.
Два раза покормив дорогой, к вечеру 4 го августа Алпатыч приехал в город.
По дороге Алпатыч встречал и обгонял обозы и войска. Подъезжая к Смоленску, он слышал дальние выстрелы, но звуки эти не поразили его. Сильнее всего поразило его то, что, приближаясь к Смоленску, он видел прекрасное поле овса, которое какие то солдаты косили, очевидно, на корм и по которому стояли лагерем; это обстоятельство поразило Алпатыча, но он скоро забыл его, думая о своем деле.