سيانيد النحاس (I)

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

سيانيد النحاس الأحادي ( سيانيد النحاسوز ) مركب غير عضوي صيغته الكيميائية CuCN. يوجد هذا المركب الصلب ذو اللون الأبيض المائل للصفرة في شكلين بلوريين ؛ وقد تكون العينات غير النقية خضراء اللون نتيجة وجود شوائب من النحاس الثنائي. يُستخدم هذا المركب كعامل حفاز في الطلاء الكهربائي للنحاس، وككاشف في تحضير النتريلات . [ 4 ]

بناء

سيانيد النحاس بوليمر تنسيقي . يوجد في شكلين متعددين، كلاهما يحتوي على سلاسل -[Cu-CN]- تتكون من مراكز نحاس (I) خطية مرتبطة بجسور سيانيد . في الشكل متعدد الأشكال عالي الحرارة، HT-CuCN، المتماثل بنيويًا مع AgCN ، تتراص السلاسل الخطية على شبكة سداسية، وتكون السلاسل المتجاورة مزاحة بمقدار +/- 1/3 c ، كما هو موضح في الشكل 1. [ 5 ] أما في الشكل متعدد الأشكال منخفض الحرارة، LT-CuCN، فتنحرف السلاسل عن الخطية وتتراص في طبقات متموجة تتراص بدورها بنمط AB، حيث تدور السلاسل في الطبقات المتجاورة بزاوية 49 درجة، كما هو موضح في الشكل 2. [ 6 ]

يمكن تحويل LT-CuCN إلى HT-CuCN بالتسخين إلى 563 كلفن في جو خامل. في كلا الشكلين البلوريين، يبلغ طول الرابطة بين النحاس والكربون، وبين النحاس والنيتروجين حوالي 1.85 أنغستروم، وتُظهر مجموعات السيانيد الجسرية اضطرابًا من الرأس إلى الذيل. [ 7 ]

تحضير

يتوفر سيانيد النحاسوز تجارياً ويُورّد على شكل متعدد الأشكال منخفض الحرارة. ويمكن تحضيره عن طريق اختزال كبريتات النحاس الثنائي باستخدام بيسلفيت الصوديوم عند 60  درجة مئوية، ثم إضافة سيانيد الصوديوم لترسيب LT-CuCN النقي على شكل مسحوق أصفر باهت. [ 8 ]

2 CuSO 4 + NaHSO 3 + H2O + 2 NaCN → 2 CuCN + 3 NaHSO 4

عند إضافة بيسلفيت الصوديوم، يتحول لون محلول كبريتات النحاس من الأزرق إلى الأخضر، وعندها يُضاف سيانيد الصوديوم. يُجرى التفاعل في ظروف حمضية معتدلة. تاريخيًا، كان يُحضّر سيانيد النحاس بمعالجة كبريتات النحاس الثنائي بسيانيد الصوديوم ، وفي هذا التفاعل التأكسدي والاختزالي، يتكون سيانيد النحاس الأحادي مع السيانوجين : [ 9 ]

2 CuSO₄ + 4 NaCN → 2 CuCN + (CN) ₂ + 2 Na₂SO₄

نظرًا لأن هذه الطريقة التركيبية تُنتج السيانوجين ، وتستهلك مكافئين من سيانيد الصوديوم لكل مكافئ من سيانيد النحاس المُنتَج، ولأن سيانيد النحاس الناتج يكون غير نقي، فإنها لا تُعدّ طريقة إنتاج صناعية. ويُعدّ تشابه هذا التفاعل مع التفاعل بين كبريتات النحاس ويوديد الصوديوم لتكوين يوديد النحاس الأحادي مثالًا على عمل أيونات السيانيد كشبه هاليد . كما يُفسّر هذا سبب عدم تصنيع سيانيد النحاس الثنائي (سيانيد النحاس الثنائي، Cu(CN) ₂ ).

ردود الفعل

سيانيد النحاس غير قابل للذوبان في الماء، ولكنه يذوب بسرعة في المحاليل التي تحتوي على أيونات السيانيد (CN⁻ ) لتكوين أيونات [Cu(CN) ₃ ] ²⁻ و[Cu(CN) ₄ ] ³⁻ ، والتي تُظهر هندسة تنسيقية مثلثية مستوية ورباعية الأوجه على التوالي. وتختلف هذه المركبات عن مركبات سيانيد الفضة والذهب، التي تُكوّن أيونات [M(CN) ₂ ] ⁻ في المحلول. [ 10 ] يحتوي بوليمر التنسيق KCu(CN) ₂ على وحدات [Cu(CN) ₂ ] ⁻ ، التي ترتبط معًا لتكوين سلاسل أنيونية حلزونية. [ 11 ]

كما أن سيانيد النحاس قابل للذوبان في الأمونيا المائية المركزة والبيريدين و N-ميثيل بيروليدون.

التطبيقات

يُستخدم سيانيد النحاس الأحادي في الطلاء الكهربائي للنحاس . [ 4 ]

التخليق العضوي

يُعدّ سيانيد النحاس (CuCN) كاشفًا بارزًا في كيمياء النحاس العضوية . يتفاعل مع كواشف الليثيوم العضوية لتكوين "نحاسيات مختلطة" بصيغتي Li[RCuCN] وLi₂ [ R₂CuCN ] . أحدث استخدام CuCN ثورةً في استخدام كواشف النحاس العضوية الأبسط من النوع CuR وLiCuR₂ ، والمعروفة بكواشف جيلمان . في وجود السيانيد، تُصبح هذه النحاسيات المختلطة أسهل تنقيةً وأكثر استقرارًا.

تعمل مركبات الكوبرات المختلطة Li[RCuCN] وLi₂ [ R₂CuCN ] كمصادر للكربانيونات R⁻ ، ولكن بتفاعلية أقل مقارنةً بكاشف الليثيوم العضوي الأصلي. ولذلك فهي مفيدة في تفاعلات الإضافة المترافقة وبعض تفاعلات الإحلال.

يشكل CuCN أيضًا كواشف السيليل والستانيل، والتي تستخدم كمصادر لـ R3Si− و R3Sn− . [ 12 ]

يُستخدم CuCN في تحويل هاليدات الأريل إلى نتريلات في تفاعل روزنموند-فون براون . [ 13 ]

استُخدم سيانيد النحاس (CuCN) أيضًا كمصدر إلكتروفيلي معتدل للنتريل في ظل ظروف مؤكسدة، فعلى سبيل المثال، تمت معالجة الأمينات الثانوية [ 14 ] ، بالإضافة إلى الكبريتيدات وثنائي الكبريتيدات [ 15 ]، بالسيانيد بكفاءة باستخدام هذه الطريقة. ثم طُبقت هذه الطريقة الأخيرة في تفاعل متسلسل ثلاثي المكونات، مما أدى إلى تكوين 2-أمينوبنثيازولات. [ 16 ]

مراجع

  1. ↑ ليد، ديفيد ر.، محرر. (2006). دليل سي آر سي للكيمياء والفيزياء (الطبعة 87  ). بوكا راتون، فلوريدا: مطبعة سي آر سي . رقم ISBN 0-8493-0487-3.
  2. ↑ جون رامبل (18 يونيو 2018). دليل سي آر سي للكيمياء والفيزياء ( الطبعة 99). مطبعة سي آر سي. الصفحات 5-188 . ISBN   978-1138561632.
  3. 1 2 3 دليل الجيب الخاص بالمعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) حول المخاطر الكيميائية. "#0150" . المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH).
  4. 1 2 هـ. واين ريتشاردسون "مركبات النحاس" في موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية، وايلي-في سي إتش، فاينهايم، 2005. doi : 10.1002/14356007.a07_567
  5. ↑ إس جيه هيبل؛ إس إم تشين؛ إيه سي هانون؛ إس جي إيفرزفيلد (2002). "CuCN: مادة متعددة الأشكال. بنية أحد أشكالها من حيود النيوترونات الكلي". الكيمياء غير العضوية 41 (20): 8040-8048 . doi : 10.1021/ic0257569 . PMID 12354028 . 
  6. ↑ إس جيه هيبل؛ إس جي إيفرزفيلد؛ إيه آر كولي؛ إيه إم تشيبينديل (2004). "سيانيد النحاس الأحادي: مركب بسيط ذو بنية معقدة وتفاعلية مذهلة في درجة حرارة الغرفة". Angew. Chem. Int. Ed. 43 (5): 628–630 . doi : 10.1002/anie.200352844 . PMID 14743423 . 
  7. ↑ إس. كروكر؛ آر إي واسيلشن؛ جيه في هانا (1999). "بنية سيانيد النحاس (I) الصلب: دراسة متعددة النوى المغناطيسية والرنين الرباعي الأقطاب". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 121 (7): 1582-1590 . doi : 10.1021/ja983253p .
  8. ↑ إتش جيه باربر (1943). "سيانيد النحاس الأحادي: ملاحظة حول تحضيره واستخدامه". مجلة الجمعية الكيميائية : 79. doi : 10.1039/JR9430000079 .
  9. ↑ جيه في سوبنيفسكي وبي إل سالزبرغ (1941). "سيانيد الأليل" . التخليق العضويالمجلدات المجمعة ، المجلد 1، صفحة 46  .
  10. ↑ شارب، أ. ج. (1976). كيمياء معقدات السيانو للمعادن الانتقالية . دار النشر الأكاديمية. ص 265. ISBN  0-12-638450-9.
  11. ↑ هاوسكروفت، كاثرين إي.؛ شارب، آلان جي. (2008) الكيمياء غير العضوية (الطبعة الثالثة)، بيرسون: برنتيس هول. ISBN 978-0-13-175553-6.
  12. ↑ ديتر، آر كيه في الكيمياء العضوية النحاسية الحديثة؛ كراوس، ن.، محرر؛ وايلي-في سي إتش: مورلينباك، ألمانيا، 2002؛ الفصل 3.
  13. ↑ ستيفن هـ. بيرتز، إدوارد هـ. فيرتشايلد، كارل ديتر، "سيانيد النحاس (I)" في موسوعة الكواشف للتخليق العضوي 2005، جون وايلي وأولاده. doi : 10.1002/047084289X.rc224.pub2
  14. ^ تنغ ، فان. يو، جين تاو؛ جيانغ، يان؛ يانغ، هايتاو؛ تشنغ، جيانغ (2014). "تفاعل N-cyanation التأكسدي بوساطة النحاس" . الاتصالات الكيميائية . 50 (61): 8412-8415 . دوى : 10.1039/c4cc03439b . ISSN 1364-548X . بميد 24948488 .  
  15. ↑ كاستانهيرو، توماس؛ جوليا، ميهايلا؛ دونارد، مورغان؛ سافيرت، جان (2014). "الوصول العملي إلى ثيوسيانات عطرية عن طريق السيانيد التأكسدي الهوائي المباشر للثيوفينولات وثنائي كبريتيد ثنائي الأريل بوساطة سيانيد النحاس" . المجلة الأوروبية للكيمياء العضوية . 2014 (35): 7814-7817 . doi : 10.1002/ejoc.201403279 . ISSN 1099-0690 . S2CID 98786803 .  
  16. ↑ كاستانهيرو، توماس؛ سوفرت، جان؛ جوليا، ميهايلا؛ دونارد، مورغان (2016). "نهج دومينو ثلاثي المكونات بوساطة النحاس الهوائي لمشتقات 2-أمينوبنزوثيازول" . رسائل عضوية . 18 (11): 2588-2591 . doi : 10.1021/acs.orglett.6b00967 . ISSN 1523-7060 . PMID 27192105 .