Réz (i) acetilenid: előkészítés és tulajdonságok

A réz-acetilenid egy fémorganikus bináris vegyület. Ezt a képletet a tudomány legalább 1856 óta ismeri. Kristályokban monohidrátot képez a CU képlettel₂C₂× H₂O. termikusan instabil, hevítéskor felrobban.

Épület

A réz-acetilenid egy bináris vegyület. Lehetőség van a negatív töltésű rész feltételesen elkülönítésére^{ebben - a C2 - 2 anion}, és a pozitív töltésű rész-cu rézkationok⁺. Valójában ez a felosztás feltételes: az ionos kötésnek csak egy töredéke van a vegyületben, bár ez nagyobb a H-C kötéshez képest!t. De ez a kötés is nagyon erős polaritással rendelkezik (mint a kovalens), mivel a hármas kötésű szénatom sp-hibridizációban van - relatív elektronegativitása nagyobb, mint sp hibridizációkban³ (egyetlen link) vagy sp² (kettős kötés). Ez lehetővé teszi, hogy az acetilénben lévő szén viszonylag könnyen lebontsa a hidrogénatomot, helyettesítse azt egy fématommal, vagyis a savakban rejlő tulajdonságokat mutassa.

Átvétel

A réz-acetilenid laboratóriumi előállításának leggyakoribb módja az acetiléngáz átadása réz-klorid(I)ammóniaoldatán keresztül. Ennek eredményeként oldhatatlan vöröses acetilén csapadék képződik.

Réz (I) - klorid helyett Cu-hidroxid is használható₂O. Mindkét esetben fontos, hogy a reakció valóban réz ammónia komplexével történjen.

Fizikai tulajdonságok

Tiszta réz-acetilenid-sötétvörös-barna kristályok. Valójában ez egy monohidrát - az üledékben az acetilén minden molekulája egy vízmolekulának felel meg (Cu-ként írva₂C₂× H₂O). A száraz réz-acetilenid robbanásveszélyes: hevítéskor felrobbanhat (kevésbé termikusan stabil, mint az ezüst-acetilenid), valamint mechanikai hatás alatt, például ütéskor.

E tekintetben feltételezhető, hogy a vegyiparban a rézcsövek nagyon veszélyesek, mivel hosszan tartó működés közben acetilén képződik benne, ami erős robbanáshoz vezethet. Ez különösen igaz a petrolkémia területén, ahol a réz és acetilenidjei katalizátorként is használatosak, ami növeli a kockázati szintet.

Kémiai Tulajdonságok

Már elmondtuk, hogy az acetilénben hármas kötésű szén sokkal elektronegatívabb, mint például a kettős kötésű szén (mint az etilénben) vagy az egyetlen kötés (etán). Az acetilén egyes fémekkel való reakcióképessége, hidrogénion kibocsátása és fémionnal való helyettesítése (például a nátrium-acetilén képződésének reakciója, amikor az acetilén kölcsönhatásba lép a nátrium-fémmel) megerősíti ezt. Az acetilén ezen képességét a brensted-Lowry elméletnek megfelelően a savas tulajdonságok egyikének nevezzük: eszerint egy anyag savassága határozza meg a képes elválasztani egy protont önmagától. Az acetilén savassága (a réz-acetilénben is) az ammóniához és a vízhez viszonyítva tekinthető: amikor a fém amid kölcsönhatásba lép az acetilénnel, acetilén és ammónia képződik. Vagyis az acetilén egy protont bocsát ki, amely jellemzi mint a erősebb sav, mint az ammónia. Víz esetén a réz-acetilenid acetilént képez-proton vizet vesz igénybe, amely kevésbé erős savnak bizonyul, mint a víz. Tehát a savasság relatív tartományában (Brensted - Lowry szerint) az acetilén gyenge sav, valahol a víz és az ammónia között.

A réz (I) acetilenid instabil: vízben (mint már tudjuk) és savas oldatokban acetiléngáz és vörösesbarna Csapadék-réz(I) - oxid vagy fehér réz(I) - klorid Csapadék-felszabadulásával bomlik sósavoldattal történő hígítás esetén.

A robbanás elkerülése érdekében az acetilén bomlását nedves formában óvatosan melegítjük erős ásványi sav, például híg salétromsav jelenlétében.

Használata

A réz(I) acetilenid képződésének reakciója kvalitatív lehet a terminális (hármas kötéssel a végén) alkinek kimutatására. A mutató az oldhatatlan vörösesbarna acetilén csapadék kicsapódása.

A nagyüzemi termelés - például a petrolkémiai - réz (I) acetilenid nem használják, mert robbanásveszélyes és instabil vízben. Az úgynevezett finom szintézis során azonban számos specifikus reakcióhoz kapcsolódik.

A réz (I) - acetilenid nukleofil reagensként is használható szerves szintézisben. Különösen fontos szerepet játszik a poliinek szintézisében - olyan vegyületek, amelyek több váltakozó hármas és egyszeres kötéssel rendelkeznek. Az alkoholos oldatban lévő réz(I) acetilenideket levegő oxigénje oxidálja, diinek képződéséhez kondenzálódik. Ez a Glazer-Ellington reakció, amelyet 1870-ben fedeztek fel, majd később javítottak. A réz (I) katalizátor szerepet játszik itt, mivel maga a folyamat nem fogyasztja el.

Később oxigén helyett kálium-hexacianoferrátot(III) javasoltak oxidálószerként.

Ellington javította a poliinek előállításának módszerét. Az oldatba kezdetben bevitt alkinek és réz(I) sók, például klorid helyett réz(II) - acetát felvételét javasolta, amely egy másik szerves oldószer - piridin-közegében oxidálná az alkint 60-70 Kb.

Ez a módosítás lehetővé tette, hogy sokkal nagyobb és stabilabb molekulákat kapjunk a diinekből-makrociklusokból.