双氢氧化乙二胺铜的应用简述

2025/11/7 9:19:02 作者:钟毓

双氢氧化乙二胺铜(Cupriethylenediamine)是一种重要的有机铜配合物,其中铜离子与两个乙二胺分子及两个水分子配位形成稳定的四面体结构。这种独特的配位结构使它在多个领域展现出优异的性能,包括纸浆分析、有机合成催化和材料科学等[1,3]

一、分子结构与配位特性

双氢氧化乙二胺铜的分子式为C₄H₁₆CuN₄·2H₂O,分子量为121.63,呈深蓝色液体或固体。其核心结构为[Cu(en)₂(H₂O)₂]²⁺型螯合物(en=乙二胺)。在该配合物中,乙二胺作为双齿配体,与铜离子形成两个稳定的五元环螯合结构[3],这种螯合作用显著增强了配合物的稳定性。每个铜(II)离子通过两个乙二胺分子和两个水分子进行配位,形成四面体几何构型。

双氢氧化乙二胺铜

二、应用领域与功能

1. 纸浆分析领域

双氢氧化乙二胺铜溶液在测定纤维素聚合度方面具有重要应用,是纸浆和浆粕分析的标准试剂[4]。主要原理是铜乙二胺溶液与纤维素分子中的羟基发生络合反应,破坏纤维素分子内和分子间的氢键网络,溶解后的纤维素溶液可通过粘度计测量流出时间,结合标准公式计算纤维素的聚合度。相比铜氨溶液,铜乙二胺溶液在测定不同原料聚合度时具有更低的偏差率。

2. 有机合成催化领域[1,2,3]

作为高效催化剂,双氢氧化乙二胺铜在多种有机合成反应中表现出优异性能:

氧化反应:催化烯烃环氧化、醇类氧化等反应,具有高选择性和催化效率。

Ullmann缩合:用于芳香胺与卤代烃的偶联反应,尤其在酸性条件下表现良好。

除氧反应:与二乙基羟胺复配使用时,可显著提高除氧效率,在pH≥7或30-70℃条件下除氧率可达95%以上。

缓蚀作用:在除氧过程中,铜乙二胺溶液能形成保护膜,提高对金属材料的缓蚀性能。

3. 材料科学领域[2,4,5]

在材料科学中,双氢氧化乙二胺铜展现出广泛的应用潜力:

光催化材料:用于修饰聚氧杂酸盐(多金属氧酸盐,POM),在光催化氢气生产中具有潜在应用前景。

染料敏化太阳能电池:作为染料敏化剂或电子传输层材料,提高太阳能电池的光电转换效率。

纳米材料合成:作为前驱体用于合成铜纳米线等纳米材料,为电子浆料、电磁屏蔽材料提供基础。

粘土材料研究:用于评估粘土材料的阳离子交换能力(CEC),是粘土矿物分析的重要试剂。

参考文献

[1]Changyong Sun, Pan Zeng, Mingheng He, Xiujuan He, Xiaowei Xie, Morphological effect of non-supported copper nanocrystals on furfural hydrogenation, Catalysis Communications (2016).

[2]Moazami, A., Montazer, M. & Dolatabadi, M.K. Rapid Discoloration of Methyl Orange in Water by Conductive Cu/Cu2O/rGO Modified Polyester Fabric. J Polym Environ 26, 2502–2513 (2018).

[3]康伟,邓兆鹏,高山.双核铜(Ⅰ)配合物的合成、晶体结构与性质研究[J].无机化学学报,2011,27(4):655-658.

[4]汤灵辉,孟超然,张琳,沈根,傅佳佳.氧化脱胶体系对亚麻纤维理化性能的影响[J].丝绸,2023,60(3):46-53.

[5]李航伟,杨翔,罗小飞,郭晓亚,孔令照.双金属离子水热催化转化葡萄糖制备乳酸[J].上海大学学报(自然科学版),2021,27(2):379-388.

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