乙酸銅

乙酸銅
	IUPAC名; Copper(II) acetate
別名	乙酸銅(II)
識別
CAS號	142-71-2（無水） ; 6046-93-1（水合物）
PubChem	8895
ChemSpider	8555
SMILES	[Cu+2].[O-]C(=O)C.[O-]C(=O)C;
InChI	1/2C2H4O2.Cu/c21-2(3)4;/h21H3,(H,3,4);/q;;+2/p-2;
InChIKey	OPQARKPSCNTWTJ-NUQVWONBAO
性質
化學式	Cu2(CH3COO)4
莫耳質量	182 g·mol⁻¹
外觀	深綠色晶體
密度	1.88
熔點	115 °C (388 K)
沸點	240 °C (513 K)
溶解性（其他溶劑）	冷水中 7.2 g / 100 mL; 熱水中 20 g / 100 mL; 可溶於醇; 微溶於醚和甘油
結構
晶體結構	單斜
危險性
警示術語	R：R22, R36/37/38, R50/53
安全術語	S：S26, S60, S61
MSDS	Baker MSDS
NFPA 704	0 2 0
閃點	不可燃
	若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

乙酸銅（乙酸銅(II)），是化學式為Cu₂(CH₃COO)₄的化合物，其中CH₃COO⁻指乙酸根CH₃COO⁻。Cu₂(CH₃COO)₄是深綠色晶體，一水合物Cu₂(CH₃COO)₄(H₂O)₂略帶藍綠色，分子呈中國燈籠結構。

乙酸銅在古代被用作殺菌劑和綠色顏料，目前多用作無機合成中銅(II)的來源，也可在有機合成中作為催化劑或氧化劑。和所有銅化合物一樣，乙酸銅的焰色反應為藍綠色。

歷史

乙酸是食物發酵的副產物，而乙酸銅最早也是在葡萄園中獲得的。當時銅片夾在生產葡萄酒剩餘的葡萄皮和殘渣中，人們發現不久後就有藍色物質在銅片表面生成。刮下少許後發現它可溶於水。該固體被用作顏料。它與三氧化二砷混合後生成醋酸亞砷酸銅，作為殺蟲劑和殺菌劑使用，稱作巴黎綠。

化學合成中的應用

乙酸銅的主要用途是在有機合成中作為催化劑或氧化劑使用。例如，Cu₂(CH₃COO)₄可以催化兩個末端炔烴的偶聯，生成1,3-二炔：^[1]

{\rm {Cu_{2}(CH_{3}COO)_{4}+2CH_{3}-C\!\equiv \!CH\rightarrow 2CuCH_{3}COO+\,}}

{\rm {CH_{3}C\!\equiv \!C\!-\!C\!\equiv \!CH_{3}}}

{\rm {\ +2CH_{3}COOH}}

反應的中間體包括乙炔亞銅等，再經乙酸銅氧化，得到炔基自由基。此外，用乙酸銅來合成炔胺（含有氨基的末端炔烴）也涉及乙炔亞銅中間產物。

將無水Cu₂(CH₃COO)₄和金屬銅一起加熱會得到無色易揮發的乙酸亞銅：^[2]

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

乙酸銅(II)用水合肼也能還原成乙酸亞銅。

合成

乙酸銅在發現後的幾個世紀內都是通過以上方法製取的。但這種方法製得的乙酸銅雜質較多。現在實驗室中的製備方法分為三步，總反應為：

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

{\rm {\ +2(NH_{4})_{2}SO_{4}+8H_{2}O}}

二水合物會在100°C真空失水：^[3]

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

也可以用鹼式碳酸銅和乙酸反應製備乙酸銅：

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

結構

Cu₂(CH₃COO)₄(H₂O)₂，以及類似的Rh(II)、Cr(II)乙酸鹽二聚體都採取「中國燈籠」式的結構。^[4]^[5] 每個銅原子都為四個氧原子所圍繞，乙酸根的每一個氧原子都與一個銅原子鍵連，鍵長1.97Å（197pm）。兩個水分子配體占上下，Cu-O鍵長為2.20Å（220pm）。兩個五配位的銅原子之間的距離為2.65Å（265pm），與金屬銅中Cu—Cu距離（255pm）相近。

兩個銅原子存在很弱的共價作用，導致乙酸銅的磁矩隨著溫度降低而減小，比如一水合乙酸銅室溫下的磁矩為1.40 B.M.，而在90K時僅為0.36 B.M.。由於自旋方向相反抵消，Cu₂(CH₃COO)₄(H₂O)₂實質上是反磁性的。它對推動現代反鐵磁體耦合理論發展有很重要的貢獻。^[6]

參考資料

^ P. Vogel, J. Srogl "Copper(II) Acetate" in "EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis" Copper(II) Acetate, 2005 John Wiley & Sons.
^ Parish, E. J.; Kizito, S. A. "Copper(I) Acetate" Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 2001 John Wiley & Sons. DOI: 10.1002/047084289X.rc193.
^ S. J. Kirchner, Q. Fernando "Copper(I) Acetate" Inorganic Syntheses, 1980, volume XX, pages 53-55.
^ 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.
^ Wells, A.F. (1984). Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press.
^ R. L. Carlin "Magnetochemistry" Springer: Berlin, 1986

外部連結

銅綠的歷史和合成（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

[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

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