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乙酸铜

2021-02-26 12:10:57

资料专题:乙酸铜基本信息汇总表

乙酸铜乙酸铜(II)),是化学式为Cu2(CH3COO)4的化合物,其中CH3COO指乙酸根CH3COO。Cu2(CH3COO)4是深绿色晶体,一水合物Cu2(CH3COO)4(H2O)2略带蓝绿色。

乙酸铜在古代被用作杀菌剂和绿色颜料,目前多用作无机合成中铜(II)的来源,也可在有机合成中作为催化剂或氧化剂。和所有铜化合物一样,乙酸铜的焰色反应为蓝绿色。

历史

乙酸是食物发酵的副产物,而乙酸铜最早也是在葡萄园中获得的。当时铜片夹在生产葡萄酒剩余的葡萄皮和残渣中,人们发现不久后就有蓝色物质在铜片表面生成。刮下少许后发现它可溶于水。该固体被用作颜料。它与三氧化二砷混合后生成醋酸亚砷酸铜,作为杀虫剂和杀菌剂使用,称作巴黎绿

化学合成中的应用

乙酸铜的主要用途是在有机合成中作为催化剂或氧化剂使用。例如,Cu2(CH3COO)4可以催化两个末端炔烃的偶联,生成1,3-二炔:

Cu2(CH3COO)4+2CH3−C≡CH→2CuCH3COO+{\displaystyle{\rm{Cu_{2}(CH_{3}COO)_{4}+2CH_{3}-C\!\equiv \!CH\rightarrow 2CuCH_{3}COO+\,}}}CH3C≡C−C≡CH3{\displaystyle{\rm{CH_{3}C\!\equiv \!C\!-\!C\!\equiv \!CH_{3}}}} +2CH3COOH{\displaystyle{\rm{\ +2CH_{3}COOH}}}

反应的中间体包括乙炔亚铜等,再经乙酸铜氧化,得到炔基自由基。此外,用乙酸铜来合成炔胺(含有氨基的末端炔烃)也涉及乙炔亚铜中间产物。

将无水Cu2(CH3COO)4和金属铜一起加热会得到无色易挥发的乙酸亚铜

2Cu+Cu2(CH3COO)4→4CuCH3COO{\displaystyle{\rm{2Cu+Cu_{2}(CH_{3}COO)_{4}\rightarrow 4CuCH_{3}COO}}}

乙酸铜(II)用水合肼也能还原成乙酸亚铜。

合成

乙酸铜在发现后的几个世纪内都是通过以上方法制取的。但这种方法制得的乙酸铜杂质较多。现在实验室中的制备方法分为三步,总反应为:

2CuSO4⋅5H2O+4NH3+4CH3COOH→Cu2(CH3COO)4(H2O)2{\displaystyle{\rm{2CuSO_{4}\cdot 5H_{2}O+4NH_{3}+4CH_{3}COOH\rightarrow Cu_{2}(CH_{3}COO)_{4}(H_{2}O)_{2}}}} +2(NH4)2SO4+8H2O{\displaystyle{\rm{\ +2(NH_{4})_{2}SO_{4}+8H_{2}O}}}

二水合物会在100°C真空失水:

Cu2(CH3COO)4(H2O)2→Cu2(CH3COO)4+2H2O{\displaystyle{\rm{Cu_{2}(CH_{3}COO)_{4}(H_{2}O)_{2}\rightarrow Cu_{2}(CH_{3}COO)_{4}+2H_{2}O}}}

也可以用碳酸铜乙酸反应制备乙酸铜:

2CuCO3+4CH3COOH→Cu2(CH3COO)4(H2O)2+2CO2{\displaystyle{\rm{2CuCO_{3}+4CH_{3}COOH\rightarrow Cu_{2}(CH_{3}COO)_{4}(H_{2}O)_{2}+2CO_{2}}}}

结构

Cu2(CH3COO)4(H2O)2,以及类似的Rh(II)、Cr(II)乙酸盐二聚体都采取“中国灯笼”式的结构。 每个铜原子都为四个氧原子所围绕,乙酸根的每一个氧原子都与一个铜原子键连,键长1.97Å(197pm)。两个水分子配体占上下,Cu-O键长为2.20Å(220pm)。两个五配位的铜原子之间的距离为2.65Å(265pm),与金属铜中Cu—Cu距离(255pm)相近。

两个铜原子存在很弱的共价作用,导致乙酸铜的磁矩随着温度降低而减小,比如一水合乙酸铜室温下的磁矩为1.40 B.M.,而在90K时仅为0.36 B.M.。由于自旋方向相反抵消,Cu2(CH3COO)4(H2O)2实质上是反磁性的。它对推动现代反铁磁体耦合理论发展有很重要的贡献。

参考资料

外部链接

资料专题:乙酸铜外部链接