乙酸铜

乙酸铜
IUPAC名 Copper(II) acetate
别名	乙酸铜(II)
识别
CAS号	142-71-2（无水） ^Y 6046-93-1（水合物） ^Y
PubChem	8895
ChemSpider	8555
SMILES	[Cu+2].[O-]C(=O)C.[O-]C(=O)C
InChI	1/2C2H4O2.Cu/c2*1-2(3)4;/h2*1H3,(H,3,4);/q;;+2/p-2
InChIKey	OPQARKPSCNTWTJ-NUQVWONBAO
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 微溶于醚和甘油
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	0 2 0
闪点	不可燃
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

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：^[1]

${\displaystyle {\rm {Cu_{2}(CH_{3}COO)_{4}+2CH_{3}-C\!\equiv \!CH\rightarrow 2CuCH_{3}COO+\,}}}$${\displaystyle {\rm {CH_{3}C\!\equiv \!C\!-\!C\!\equiv \!CH_{3}}}}$${\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：^[2]

${\displaystyle {\rm {2Cu+Cu_{2}(CH_{3}COO)_{4}\rightarrow 4CuCH_{3}COO}}}$

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：

${\displaystyle {\rm {2CuSO_{4}\cdot 5H_{2}O+4NH_{3}+4CH_{3}COOH\rightarrow Cu_{2}(CH_{3}COO)_{4}(H_{2}O)_{2}}}}$${\displaystyle {\rm {\ +2(NH_{4})_{2}SO_{4}+8H_{2}O}}}$

二水合物会在100°C真空失水：^[3]

${\displaystyle {\rm {Cu_{2}(CH_{3}COO)_{4}(H_{2}O)_{2}\rightarrow Cu_{2}(CH_{3}COO)_{4}+2H_{2}O}}}$

也可以用碱式碳酸铜和乙酸反应制备乙酸铜：

${\displaystyle {\rm {Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}+4CH_{3}COOH\rightarrow Cu_{2}(CH_{3}COO)_{4}+2H_{2}O+CO_{2}}}}$

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。^[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

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

• 铜绿的历史和合成（页面存档备份，存于互联网档案馆）