乙酸铜

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乙酸铜
IUPAC名
Copper(II) acetate
别名 乙酸铜(II)
识别
CAS号 142-71-2 (无水)
6046-93-1 (一水)
性质
化学式 Cu2(CH3COO)4
摩尔质量 182 g·mol⁻¹
外观 深绿色晶体
密度 1.88
熔点 115 °C (388 K)
沸点 240 °C (513 K)
溶解性(其他溶剂) 冷水中 7.2 g / 100 mL
热水中 20 g / 100 mL
可溶于醇
微溶于甘油
结构
晶体结构 单斜
危险性
警示术语 R:R22, R36/37/38, R50/53
安全术语 S:S26, S60, S61
MSDS Baker MSDS
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
2
0
 
闪点 不可燃
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

乙酸铜乙酸铜(II)),是化学式为Cu2(CH3COO)4化合物,其中CH3COO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[编辑]

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[编辑]

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偶联,生成1,3-二炔[1]

\rm Cu_2(CH_3COO)_4+2CH_3-C\! \equiv \!CH \rightarrow 2CuCH_3COO+\,\rm CH_3C\! \equiv \!C\!-\!C\! \equiv \! CH_3\rm \ +2CH_3COOH

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[2]

\rm 2Cu+Cu_2(CH_3COO)_4\rightarrow4CuCH_3COO

乙酸铜(II)用水合肼也能还原成乙酸亚铜。

合成[编辑]

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:

\rm 2CuSO_4\cdot 5H_2O+4NH_3+4CH_3COOH \rightarrow Cu_2(CH_3COO)_4(H_2O)_2\rm \ +2(NH_4)_2SO_4+8H_2O

二水合物会在100°C真空失水:[3]

\rm Cu_2(CH_3COO)_4(H_2O)_2\rightarrow Cu_2(CH_3COO)_4+2H_2O

也可以用碳酸铜乙酸反应制备乙酸铜:

\rm 2CuCO_3+4CH_3COOH \rightarrow Cu_2(CH_3COO)_4(H_2O)_2+2CO_2
乙酸铜的双核结构

结构[编辑]

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。[4][5] 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。[6]

参考资料[编辑]

  1. ^ P. Vogel, J. Srogl "Copper(II) Acetate" in "EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis" Copper(II) Acetate, 2005 John Wiley & Sons.
  2. ^ Parish, E. J.; Kizito, S. A. "Copper(I) Acetate" Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 2001 John Wiley & Sons. DOI: 10.1002/047084289X.rc193.
  3. ^ S. J. Kirchner, Q. Fernando "Copper(I) Acetate" Inorganic Syntheses, 1980, volume XX, pages 53-55.
  4. ^ van Niekerk, J. N.; Schoening, F. R. L. “X-Ray Evidence for Metal-to-Metal Bonds in Cupric and Chromous Acetate” Nature 1953, volume 171, pages 36-37. doi:10.1038/171036a0.
  5. ^ Wells, A.F. (1984). Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press.
  6. ^ R. L. Carlin "Magnetochemistry" Springer: Berlin, 1986

外部链接[编辑]