過ヨウ素酸ナトリウム

過ヨウ素酸ナトリウムについて

過ヨウ素酸ナトリウム（NaIO₄）は、ナトリウム、ヨウ素、酸素から成る無機塩であり、分子式はNaIO₄です。無色の結晶で、300℃で分解します。水には非常によく溶けますが、有機溶媒には溶解しにくいという特性があります。分子量は213.89で、CAS登録番号は7790-28-5です。その強力な酸化力により、第1類危険物に分類されるため、取り扱いには注意が必要です。

酸化剤としての利用

過ヨウ素酸ナトリウムは、有機合成の分野で優れた酸化剤として利用されています。水にしか溶けない特性を活かし、他の溶媒と組み合わせて使用することで、さまざまな有機化合物の酸化が可能です。たとえば、メタノールやエタノール、ジオキサン、アセトニトリルなどの補助溶媒がよく使われます。

1,2-ジオールの開裂

この化合物の最も一般的な用途の一つが、1,2-ジオール（グリコール）の酸化的開裂反応です。1,2-ジオールの間にある炭素—炭素結合を切断することで、対応するアルデヒドまたはケトンを生成します。類似の反応は酢酸鉛(IV)でも行えますが、過ヨウ素酸ナトリウムを用いた場合、反応速度はやや遅いものの、α-ヒドロキシケトンの同様の切断も可能です。

また、触媒として四酸化オスミウムを少量使い、過剰の過ヨウ素酸ナトリウムと組み合わせることによって、二重結合も切断し、カルボニル化合物へと変換する手法（Lemieux-Johnson酸化）もあります。この反応では、まず四酸化オスミウムによってオレフィンがグリコールに変化し、その後過ヨウ素酸ナトリウムがそれをさらに切断します。そして、生成された6価のオスミウム酸を8価に再酸化する役割も果たします。

スルフィドの酸化

過ヨウ素酸ナトリウムは、スルフィドの酸化にも用いられ、スルホキシドへ変換することができます。反応は低温（0℃付近）で行うことでスルホンへの過剰酸化を抑えられ、他の酸化剤に比べてより良い結果を得られることが多いです。

その他の酸化反応

過ヨウ素酸ナトリウムは、フェノール類を対応するキノンへと酸化することも可能です。さらに、ヒドラゾンはC=N結合が切れて、対応するケトンに変換されます。このような酸化反応は比較的穏やかな条件下で進行し、他の官能基に対してほとんど影響を与えません。この特性のため、複雑な天然物の構造決定においても過ヨウ素酸ナトリウムが利用されます。具体的には、グリコール部分を切断して得られた化合物の断片を分析することで、構造解析の手がかりにすることがよくあります。

生化学分野では、過ヨウ素酸ナトリウムを用いて膜表面に存在する糖タンパク質を処理し、生じたアルデヒドに結合する染色剤で細胞を染色したりする方法も行われています。これにより、定量分析などに応用されています。

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