Bakreni acetilenid( ipo): dobivanje i svojstva

Bakreni acetilenid je organometalni binarni spoj. Ova je formula poznata znanosti barem od 1856. godine. U kristalima tvori monohidrat s formulom Ace₂C₂×H₂O. Toplinski nestabilan, eksplodira zagrijavanjem.

Struktura

Bakreni acetilenid je binarni spoj. U njemu se može uvjetno razlikovati negativno nabijeni dio-anionski Ocean²⁻₂, i pozitivno nabijena - bakreni kationi⁺. Zapravo je takva podjela proizvoljna: u spoju postoji samo djelić ionske veze, iako je veća u usporedbi s vezom Ina-Ina. Ali i spomenuta veza ima vrlo jak polaritet (kao i za kovalentnu) zbog činjenice da je atom ugljika s trostrukom vezom u hibridizaciji-njegova relativna elektronegativnost veća je nego u hibridizacijama na internetu³ (jednostruka veza) ili oceani² (dvostruka veza). To je ono što omogućuje ugljiku u acetilenu da relativno lako odvoji atom vodika od sebe i zamijeni ga atomom metala, odnosno da pokaže svojstva svojstvena kiselinama.

Dobivanje

Najčešći način pripreme bakrenog acetilenida u laboratoriju je propuštanje plina acetilena kroz otopinu amonijaka bakrenog klorida(Cop). Rezultat je netopivi talog acetilenida crvenkaste boje.

Umjesto bakrenog klorida (Ipaina), može se koristiti i njegov Hidroksidpaina₂O. U oba slučaja važno je da se reakcija zapravo odvija s amonijačnim kompleksom bakra.

Fizička svojstva

Bakreni acetilenid u čistom obliku-tamno crveno-smeđi kristali. To je zapravo monohidrat - u precipitatu svaka molekula acetilenida odgovara jednoj molekuli vode (napisana u obliku Ace₂C₂×H₂O). Suhi bakreni acetilenid je eksplozivan: može detonirati zagrijavanjem (manje je toplinski stabilan od srebrnog acetilenida), kao i mehaničkim djelovanjem, poput udara.

Ovom prilikom postoji pretpostavka da bakrene cijevi u kemijskoj proizvodnji nose veliku opasnost, jer se tijekom dugotrajnog rada unutar nje stvara acetilenid, što onda može dovesti do jake eksplozije. To se posebno odnosi na područje petrokemije, gdje se bakar, kao i njegovi acetilenidi, također koriste kao katalizatori, što povećava razinu rizika.

Kemijska svojstva

Već smo rekli da je ugljik s trostrukom vezom u acetilenu mnogo elektronegativniji od, na primjer, ugljika s dvostrukom vezom (kao u etilenu) ili jednostrukom (u etanu). Sposobnost acetilena da reagira s nekim metalima donirajući vodikov ion i zamjenjujući ga metalnim ionom (na primjer, reakcija stvaranja natrijevog acetilenida kada acetilen reagira s metalnim natrijem) to potvrđuje. Ovu sposobnost acetilena nazivamo jednim od kiselih svojstava prema Brenstead-Laurijevoj teoriji: prema njoj, kiselost tvari određuje ga sposobnost odvajanja protona od sebe. Kiselost acetilena (u bakrenom acetilenidu također) može se uzeti u obzir u odnosu na amonijak i vodu: kada metalni amid reagira s acetilenom, nastaju acetilenid i amonijak. Odnosno, acetilen donira proton, što ga karakterizira kao više jača kiselina od amonijaka. U slučaju vode, bakreni acetilenid se razgrađuje stvarajući acetilen - prihvaća proton vode, pokazujući se manje jakom kiselinom od vode. Dakle, u relativnom nizu kiselosti (prema Brenstead - Lourieu) acetilen je slaba kiselina, koja se nalazi negdje između vode i amonijaka.

Bakreni acetilenid (ipa) je nestabilan: u vodi (kao što već znamo) i u otopinama kiselina razgrađuje se oslobađanjem plina acetilena i crveno-smeđeg taloga-bakrenog oksida (IPA) ili bijelog taloga bakrenog klorida(IPA) u slučaju razrjeđivanja otopinom klorovodične kiseline.

Da bi se izbjegla eksplozija, razgradnja acetilenida provodi se nježnim zagrijavanjem u mokrom obliku u prisutnosti jake mineralne kiseline, na primjer razrijeđene dušične kiseline.

Upotreba

Reakcija stvaranja bakrenog acetilenida (Ipas) može biti kvalitativna za otkrivanje terminalnih (trostruko vezanih na kraju) alkina. Pokazatelj je taloženje netopivog crveno-smeđeg acetilenidnog taloga.

U proizvodnji velike tonaže - na primjer u petrokemiji-ne koristi se bakreni acetilenid(Ipas) jer je eksplozivan i nestabilan u vodi. Međutim, s njim je povezano nekoliko specifičnih reakcija u takozvanoj finoj sintezi.

Bakreni acetilenid (IPA) također se može koristiti kao nukleofilni reagens u organskoj sintezi. Konkretno, igra važnu ulogu u procesu sinteze poliina-spojeva s nekoliko izmjeničnih trostrukih i jednostrukih veza. Bakreni acetilenidi (Ipas) u alkoholnoj otopini oksidiraju se atmosferskim kisikom, kondenzirajući se u diine. Ovo je Glaser-Ellingtonova reakcija, otkrivena 1870. godine, a kasnije usavršena. Bakar (Ina Ina) ovdje igra ulogu katalizatora, tako da kao i sama u procesu se ne troši.

Kasnije je umjesto kisika predložen kalijev heksacijanoferrat(OCEANOFERRAT) kao oksidans.

Ellington je usavršio metodu za proizvodnju poliina. Umjesto alkina i bakrenih soli(Ipaid), na primjer klorida, koji su u početku uvedeni u otopinu, predložio je uzimanje bakrenog acetata (IPAID), koji bi oksidirao alkin u mediju drugog organskog otapala - piridina - na temperaturi od 60-70 ipaid C.

Takva modifikacija omogućila je dobivanje mnogo većih i stabilnijih molekula - makrocikla-iz diina.