乙酸铜

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，分子呈中國燈籠結構。

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：

$\mathrm{C}{\mathrm{u}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{-}\mathrm{C}\mathrm{\equiv }\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{+}$$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{\equiv }\mathrm{C}\mathrm{-}\mathrm{C}\mathrm{\equiv }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}$$\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}$

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：

$\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{u}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\to }\mathrm{4}\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}$

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：

$\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\cdot }\mathrm{5}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{\to }\mathrm{C}{\mathrm{u}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{4}}\mathrm{(}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}$$\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{(}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{8}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

二水合物会在100°C真空失水：

$\mathrm{C}{\mathrm{u}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{4}}\mathrm{(}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }\mathrm{C}{\mathrm{u}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

也可以用碱式碳酸铜和乙酸反应制备乙酸铜：

$\mathrm{C}{\mathrm{u}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{\to }\mathrm{C}{\mathrm{u}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

乙酸铜的双核结构

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。

外部链接

• 铜绿的历史和合成Template:Wayback