醋酸铜,一水物为蓝绿色粉末性结晶,240℃时脱去结晶水,可溶于乙醇,微溶于乙醚丙三醇。用作分析试剂、色谱分析试剂,还用作有机合成催化剂、油漆快干剂、农药助剂、瓷釉颜料原料等。

结构

一水合醋酸铜(II),以及类似的Rh(II)、Cr(II)四冰醋盐都采取“中国灯笼”式的结构。如图,每个醋酸根离子的一个氧原子都与一个铜原子键连,O键长为197pm;两个水分子配体占上下,Cu-O键长为220pm。两个五配位的铜原子之间的距离为265pm,与金属铜中Cu-Cu距离(255pm)相近。这种Cu2(OAc)4(H2O)2二聚单元结构在晶体中主要通过氢键结合,其它的小分子配体如1,4-二恶烷吡啶类和苯胺类均可取代上面二聚体中的水分子。

两个铜原子互相作用,在室温时磁矩为1.40B.M.,但随温度降低而减小(如93K时为0.36B.M.),在253K时磁化率呈现出极大值,由此计算得相邻的铜原子间的交换作用为286cm-1,表明二聚体中的铜原子间是以很弱的共价键相结合。由于自旋方向相反抵消,Cu2(OAc)4(H2O)2实质上是反磁性的,该结构对推动现代反铁磁体耦合理论发展有很重要的贡献。

方法与性质

合成方法

实验室中的制备方法:

将50g五水合硫酸铜溶于500ml水中,过滤,另取57g十水合碳酸钠溶于240ml水,加热至60℃,慢慢加入硫酸铜溶液,并不断搅拌。静置,滤出沉淀,用热水洗涤至无硫酸为止,将沉淀放在300ml水中,加入2ml氨水搅拌,静置,倾出上层溶液,如此洗涤、沉淀数次。在烧杯中加入180ml水,热至60℃,加入22g乙酸,然后加入上述洗好的碱式碳酸铜,直至容器底部略有剩余。过滤,滤液蒸发浓缩至原体积的1/3时,冷却,过滤,用2ml水洗涤,于室温干燥,得成品。母液继续蒸发,并在快出结晶时加入5ml25%冰醋,又可获得部分成品。其得32-35g。

总反应为:

2 CuSO4·5H2O + 4 NH3 + 4 HOAc → Cu2(OAc)4(H2O)2 + 2 (NH4)2SO4 + 8 H2O

化学性质

水合物会在100°C真空失水:

Cu2(OAc)4(H2O)2 → Cu2(OAc)4 + 2 H2O

在非水溶剂中用铜、水合肼等还原乙酸铜,会得到无色易挥发的乙酸亚铜:

2 Cu + Cu2(OAc)4 → 2 Cu2(OAc)2

2 Cu2(OAc)4 + N2H4·H2O == 2 Cu2(OAc)2 + 4 HOAc + N2

注:冰醋(CH3COOH)可表示为HOAc

应用

有机合成

乙酸铜更多的是在有机合成中作为催化剂氧化剂使用。例如,Cu2(OAc)4可以催化两个末端炔烃的偶联,产物是1,3-二炔:

Cu2(OAc)4 + 2 RC≡CH → 2 CuOAc + RC≡C-C≡CR + 2 HOAc

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。

制作标本

反应原理:

去镁叶绿素中的H+再被Cu2+取代,就形成铜代叶绿素,颜色比原来的叶绿素更鲜艳稳定。根据这一原理可用醋酸铜处理来保存绿色植物标本。

标本制法:

用50%食用醋酸溶液配制的饱和醋酸铜溶液浸渍植物标本(处理时可加热)

技术指标

物质毒性

无毒至轻度毒性,一数据为LD50(口服,啮齿-鼠)为710 mg/kg

,另一数据为LDLo(口服,啮齿-鼠)为1600 mg/kg

注意事项

应贮存于通风干燥库房中。袋口必须密封扎牢,防止受潮。严禁明火、易燃物

参考资料