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銅は、通常、酸化状態が+1と+2である多種多様な化合物を形成し、それぞれ第一銅と第二銅と呼ばれます。 [1] 銅化合物は、有機錯体であろうと有機金属であろうと、数多くの化学的および生物学的プロセスを促進または触媒します。[2]
二成分化合物
他の元素と同様に、銅の最も単純な化合物は二元化合物、つまり2つの元素のみを含む化合物であり、主な例としては酸化物、硫化物、ハロゲン化物があります。第一銅と第二銅の酸化物の両方が知られています。多数の銅硫化物の中で、重要な例としては硫化銅(I)と硫化銅(II)があります。[要出典]
フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を含むハロゲン化第一銅、およびフッ素、塩素、臭素を含むハロゲン化第二銅が知られている。ヨウ化銅(II)を調製しようとすると、ヨウ化銅(I)とヨウ素しか得られない。[1]
- 2 Cu 2+ + 4 I − → 2 CuI + I 2
錯体化学
Cu–OおよびCu–N錯体
銅は配位子と錯体を形成する。水溶液中では、銅(II)は[Cu(H
2O)
6]2歳以上
この錯体は、あらゆる遷移金属アクア錯体の中で最も速い水交換速度（水配位子の付着および分離の速度）を示します。水酸化ナトリウム水溶液を加えると、淡い青色の固体水酸化銅（II）が沈殿します。簡略化した式は次のとおりです。
- Cu 2+ + 2 OH − → Cu(OH) 2
アンモニア水でも同じ沈殿物が生じます。過剰のアンモニアを加えると沈殿物は溶解し、テトラアンミン銅(II)が形成されます。
- Cu(H
2O)
4（おお）
2+ 4 NH 3 → [Cu(H
2O)
2（NH
3）
4]2歳以上
+ 2 H 2 O + 2 OH −
他の多くのオキシアニオンも錯体を形成します。これには酢酸銅(II)、硝酸銅(II)、炭酸銅(II)が含まれます。硫酸銅(II)は青色の結晶性五水和物を形成し、研究室で最もよく知られている銅化合物です。ボルドー液と呼ばれる殺菌剤に使用されます。[3]
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ポリオールは、複数のアルコール官能基を含む化合物で、一般に銅塩と相互作用します。たとえば、銅塩は還元糖の検査に使用されます。具体的には、ベネディクト試薬とフェーリング溶液を使用すると、糖の存在は青色のCu(II)から赤みがかった酸化銅(I)への色の変化によって示されます。[4]シュバイツァー試薬とエチレンジアミンや他のアミンとの関連錯体はセルロースを溶解します。[5] シスチンなどのアミノ酸は銅(II)と非常に安定したキレート錯体を形成します。[6] [7] [8]銅イオンの湿式化学検査は多数存在し、その1つはフェロシアン化カリウムで、銅(II)塩と茶色の沈殿物を生成します。[要出典]
Cu-X錯体
銅はハロゲン化物とも錯体を形成する。Cs 2 CuCl 4ではCuCl 4 2− は歪んだ（平らな）四面体構造を示すが、[Pt(NH 3 ) 4 ][CuCl 4 ] では平面構造をとる。緑色の CuBr 3 −や紫色の CuBr 4 2−も知られている。[9]一価銅は発光性の Cu n X nクラスター（X = Br、Cl、I）を形成し、多様な光学特性を示す。[10] [11]
有機銅化学
炭素-銅結合を含む化合物は有機銅化合物として知られています。これらは酸素に対して非常に反応性が高く、酸化銅(I)を形成し、化学において多くの用途があります。これらは銅(I)化合物をグリニャール試薬、末端アルキンまたは有機リチウム試薬で処理することによって合成されます。[12]特に、記載されている最後の反応ではギルマン試薬が生成されます。これらはアルキルハライドと置換されてカップリング生成物を形成できるため、有機合成の分野で重要です。銅(I)アセチリドは衝撃に非常に敏感ですが、カディオ-ホドキエヴィチカップリング[13]や薗頭カップリング[ 14]などの反応の中間体です。エノンへの共役付加[15]やアルキンのカルボ銅化[16]も有機銅化合物で達成できます。銅(I)は、特にアミン配位子の存在下で、アルケンや一酸化炭素と様々な弱い錯体を形成する。 [17]
銅(III)と銅(IV)
銅(III)は酸化物として最もよく見られます。簡単な例としては、青黒色の固体であるカリウム銅酸塩、KCuO 2があります。 [18]最も広範に研究されている銅(III)化合物は銅酸塩超伝導体です。イットリウムバリウム銅酸化物(YBa 2 Cu 3 O 7 )は、Cu(II)中心とCu(III)中心の両方で構成されています。酸化物と同様に、フッ化物は高度に塩基性の陰 イオンであり[19]、高酸化状態の金属イオンを安定化することが知られています。銅(III)フッ化物と銅(IV)フッ化物の両方が知られており、それぞれK 3 CuF 6とCs 2 CuF 6です。[1]
いくつかの銅タンパク質はオキソ錯体を形成し、これも銅(III)を特徴とします。 [ 20]テトラペプチドでは、紫色の銅(III)錯体は脱プロトン化されたアミド配位子によって安定化されます。[21]
銅(III)錯体は有機銅化合物の反応の中間体としても見出される。[22]例えば、Kharasch-Sosnovsky反応において。[要出典]
参照
参考文献
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