双(2,2'-联吡啶)铜
[CAS 16787-11-4]

基本信息

• 产品分类: 医药中间体 >> 杂环化合物中间体 >> 吡啶类化合物
• 产品名称: 双(2,2'-联吡啶)铜
• 英文名: Bis(2,2'-bipyridine)copper
• 别名: copper bis(2-pyridin-2-ylpyridine)
• 分子式: C₂₀H₁₆CuN₄⁺²
• 分子量: 375.91
• CAS 登录号: 16787-11-4
• 分子行输入简码SMILES: C1=CC=NC(=C1)C2=CC=CC=N2.C1=CC=NC(=C1)C2=CC=CC=N2.[Cu+2]

安全数据

• 危险品标志: GHS07 警告
• 危害标签: H315-H319-H335
• 防护标签: P262-P280-P305+P351+P338-P304+P340-P403+P233-P501

发现和应用

双(2,2′-联吡啶)铜是由铜离子与双齿配体2,2′-联吡啶形成的配位化合物。根据氧化态和抗衡离子的不同，最常见的形式包括铜(I)配合物（通常表示为[Cu(bpy)₂]⁺）及相关的铜(II)物种。该化合物属于一大类金属-多吡啶配合物；由于其结构明确、具有氧化还原活性及光物理性质，这类配合物在配位化学领域受到了广泛研究。

铜-联吡啶配合物的发展与19和20世纪配位化学的扩展历程紧密相关。过渡金属离子能与含氮配体（如联吡啶）形成稳定配合物的发现，极大地促进了人们对金属-配体成键作用的理解。2,2′-联吡啶是一种含有两个吡啶环的刚性双齿配体，已被证实能与包括铜在内的多种过渡金属形成稳定的螯合环。这种螯合能力赋予了所得配合物良好的稳定性及特征性的几何构型。

在双(2,2′-联吡啶)铜体系中，每个联吡啶配体通过其两个氮原子与铜中心配位，形成五元螯合环。在铜(I)氧化态下，该配合物通常呈现四面体配位几何构型，两个联吡啶配体环绕在金属中心周围。对于铜(II)配合物，为了满足其偏好的配位环境，体系中可能存在额外的配体或抗衡离子；根据配体场的不同，其构型通常为畸变八面体或平面正方形。

双(2,2′-联吡啶)铜配合物最重要的特性之一是其氧化还原行为。铜(I)/铜(II)的相互转化是一个被深入研究的氧化还原电对，而联吡啶配体的存在能够稳定这两种氧化态。这种氧化还原的灵活性使得铜-联吡啶配合物在电子转移研究及配位化学领域极具应用价值。配体通过配位作用影响电子密度，从而调节铜中心的氧化还原电位。

此外，这些配合物在光化学和光物理领域也受到了广泛研究。铜(I)-联吡啶配合物在吸收光能后，可呈现金属到配体电荷转移（MLCT）激发态。这些激发态之所以备受关注，是因为它们能够参与电子转移过程，从而使此类配合物在光氧化还原化学和光驱动催化等领域具有重要意义。联吡啶配体的电子性质在稳定这些激发态方面起着关键作用。

双(2,2'-联吡啶)铜配合物也被作为催化剂或催化剂前体用于有机合成研究。铜基催化体系广泛应用于氧化偶联、叠氮化物-炔烃环加成以及其他碳-杂原子键形成反应中。在许多情况下，联吡啶配体被用来稳定活性铜物种，并调控反应活性与选择性。配体环境能够显著影响催化效率和反应路径。

另一个重要的应用领域是分析化学和生物化学研究。铜-联吡啶配合物常被用作模型体系，用于研究DNA相互作用、生物系统中的电子转移以及配位驱动的分子识别。联吡啶的平面芳香结构使其能够产生π-π堆积相互作用，这种相互作用在与生物分子的结合过程中具有重要意义。

从结构角度来看，双(2,2'-联吡啶)铜配合物的性质已通过紫外-可见光谱、核磁共振波谱和X射线晶体学等光谱及结构分析方法得到了充分表征。这些技术提供了关于成键、几何构型和电子结构的详细信息。联吡啶产生的强配体场导致了与电荷转移跃迁相关的特征吸收带。

总体而言，双(2,2'-联吡啶)铜是一类重要的配位化合物，其中过渡金属离子由螯合型氮供体配体稳定。其重要性体现在配位化学、氧化还原研究、光物理研究及催化作用等多个方面。无论是在化学还是生物化学领域，该化合物始终是理解金属-配体相互作用及电子转移过程的重要模型体系。