A réz-acetilid egy kétkomponensű fémorganikus vegyület. Ezt a képletet legalább 1856 óta ismeri a tudomány. Kristályokban monohidrátot képez Cu2C2×H2O. Termikusan instabil, hevítéskor felrobban.
Épület
A réz-acetilenid egy bináris vegyület. Feltételesen megkülönböztethető benne egy negatív töltésű rész - anion C2−2, és egy pozitív töltésű rész - réz kationok Cu +. Valójában az ilyen felosztás feltételes: a vegyületben az ionos kötésnek csak egy része van, bár az nagyobb, mint a H-C≡ kötés. De ennek a kötésnek is nagyon erős polaritása van (mint a kovalensnek), mivel a hármas kötéssel rendelkező szénatom sp hibridizációban van - relatív elektronegativitása nagyobb, mint sp3 3 hibridizációk (egyszeres kötés) vagy sp2 (kettős kötés). Ez az oka annak, hogy az acetilénben lévő szén viszonylag könnyen leválaszt magáról egy hidrogénatomot, és fématommal helyettesíti, azaz a savakban rejlő tulajdonságokat mutathatja meg.
Fogadás
A réz-acetilenid laboratóriumi előállításának legáltalánosabb módja az, hogy gáznemű acetilént vezetnek át réz(I)-klorid ammóniás oldatán. Ennek eredményeként oldhatatlan vöröses acetilenid csapadék képződik.
Réz(I)-klorid helyett használhatja a Cu2O hidroxidját is. Mindkét esetben az a fontos, hogy a tényleges reakció a réz-ammónia komplexszel történjen.
Fizikai tulajdonságok
Réz-acetilenid tiszta formájában – sötétvörös-barna kristályok. Valójában ez egy monohidrát – az üledékben minden acetilenid-molekula egy vízmolekulának felel meg (Cu2C2×H 2 O). A száraz réz-acetilenid robbanásveszélyes: hevítésre felrobbanhat (termikusan kevésbé stabil, mint az ezüst-acetilenid), valamint mechanikai igénybevétel hatására, például ütközéskor.
Ebből az alkalomból az a feltételezés, hogy a vegyiparban a rézcsövek nagy veszélyt jelentenek, mivel a hosszú távú működés során acetilenid képződik a belsejében, ami aztán erős robbanáshoz vezethet. Ez különösen igaz a petrolkémiai iparra, ahol a rezet, valamint acetilenidjeit katalizátorként is használják, ami növeli a kockázati szintet.
Kémiai tulajdonságok
Már mondtuk, hogy az acetilénben hármas kötéssel rendelkező szén sokkal elektronegatívabb, mint például a kettős kötéssel rendelkező szén (mint az etilénben) vagy az egyszeres kötésű (etánban). Az acetilén reakcióképességeegyes fémek, hidrogénion adományozása és fémionnal való helyettesítése (például a nátrium-acetilenid képződésének reakciója az acetilén és a fémes nátrium kölcsönhatása során) ezt erősíti meg. Az acetilénnek ezt a képességét a Bronsted-Lowry elmélet szerint az egyik savas tulajdonságnak nevezzük: eszerint egy anyag savasságát az határozza meg, hogy képes magáról protont leválasztani. Az acetilén savasságát (a réz-acetilenidben is) az ammóniához és a vízhez viszonyítva tekinthetjük: ha fémamid reakcióba lép az acetilénnel, acetilenid és ammónia keletkezik. Vagyis az acetilén protont ad, ami az ammóniánál erősebb savként jellemzi. A víz esetében a réz-acetilenid lebomlik, és acetilént képez - a víz protonját fogadja el, és kevésbé erős savnak mutatja magát, mint a víz. Tehát a savasság relatív sorozatában (Brönsted - Lowry szerint) az acetilén gyenge sav, valahol a víz és az ammónia között van.
A réz(I)-acetilenid instabil: vízben (mint azt már tudjuk) és savas oldatokban acetiléngáz és vörösbarna csapadék - réz(I)-oxid vagy fehér csapadék - felszabadulásával bomlik. réz(I)-klorid sósavval hígítva.
A robbanás elkerülése érdekében az acetilenid lebontását enyhe melegítéssel, nedvesen végezzük erős ásványi sav, például híg salétromsav jelenlétében.
Használja
A réz(I)-acetilenid képződési reakciója kvalitatív lehet a terminális (a végén hármas kötéssel rendelkező) alkinok kimutatására. Az indikátor az oldhatatlan vörös kicsapódása.barna acetilenid csapadék.
A nagykapacitású gyártásban - például a petrolkémiában - nem használnak réz(I)-acetilenidet, mert robbanásveszélyes és vízben instabil. Az úgynevezett finom szintézis során azonban számos specifikus reakció társul hozzá.
A réz(I)-acetilenid nukleofil reagensként is használható a szerves szintézisben. Különösen fontos szerepet játszik a poliinok szintézisében - több váltakozó hármas és egyszeres kötést tartalmazó vegyületek. A réz(I)-acetilenidek alkoholos oldatban a légköri oxigén hatására oxidálódnak, és kondenzálva diineket képeznek. Ez az 1870-ben felfedezett és később továbbfejlesztett Glaser-Ellington reakció. A réz(I) itt a katalizátor szerepét tölti be, mivel maga nem fogyasztódik el a folyamat során.
Később oxigén helyett kálium-hexaciano-ferrátot (III) javasoltak oxidálószerként.
Ellington javította a poliinok megszerzésének módszerét. Az oldatba kezdetben bevitt alkinek és réz(I)-sók, például klorid helyett például réz(II)-acetát felvételét javasolta, amely egy másik szerves oldószer - piridin - közegében oxidálja az alkint. 60-70 °C hőmérséklet.
Ez a módosítás lehetővé tette, hogy diynekből sokkal nagyobb és stabilabb molekulákat – makrociklusokat – nyerjünk.
