Chlorure de cuivre(I)

Chlorure de cuivre(I)
Général
Synonymes	Chlorure cuivreux
N CAS	7758-89-6
N EINECS	231-842-9
PubChem	62652
Apparence	poudre blanche d'aspect verdâtre dû à la présence de traces de chlorure cuivrique
Propriétés chimiques
Formule brute	ClCu CuCl
Masse molaire	98,999 ± 0,005 g·mol
Propriétés physiques
T° fusion	426 °C (703 K)
T° ébullition	1 490 °C (1760 K) (décomp.)
Solubilité	0,062 g·l d'eau (20 °C)
Masse volumique	4,145 g·cm
Point d’éclair	inflammable
Cristallographie
Structure type	Zinc blende structure
Propriétés optiques
Indice de réfraction	1.930
Précautions
Directive 67/548/EEC

Xn

N

Phrases R : 22, 50/53,
Phrases S : 2, 22, 60, 61,
NFPA 704
0 3 0
Écotoxicologie
DL	140 mg·kg
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le chlorure de cuivre(I), communément appelé chlorure cuivreux est le plus bas chlorure du cuivre avec la formule CuCl. Ce solide incolore est un précurseur versatile de nombreux autres composés du cuivre dont certains d'une importance commerciale. Il apparaît naturellement dans le minerai rare, la nantokite (en). Contrairement aux autres halogénures de métaux de transition de la première ligne, il forme des complexes stables avec le monoxyde de carbone (CO). Il cristallise dans un motif diamantoïde (en) qui reflète la tendance du cuivre(I) de former des complexes tétrahédriques.

CuCl est plus facilement disponible et moins toxique que d'autres acides de Lewis doux. De plus, le cuivre présente de nombreux degrés d'oxydation tels que I, II et III. La combinaison de ces propriétés définit certains des usages du chlorure cuivreux. C'est un acide de Lewis doux. Ainsi, il tend à former des complexes stables avec des bases de Lewis douces comme la triphénylphosphine:

CuCl + P(C₆H₅)₃ → [CuCl(P(C₆H₅)₃)]₄

bien que CuCl soit insoluble dans l'eau, il se dissous dans des solutions aqueuses contenant des molécules donneuses adéquates. Il forme des complexes avec les ions halogénures, par exemple H₃O CuCl₂ dans l'acide chlorhydrique concentré. Il se dissous aussi dans des solutions contenant des cyanures (CN) ou des thiosulfates (S₂O₃) ou de l'ammoniac (NH₃) et forme alors des complexes.

Cependant, ses solutions aqueuses sont instable vis à vis de la dismutation en cuivre et chlorure de cuivre (II) (CuCl₂). Ceci explique en particulier la couleur verdâtre des échantillons comme le montre la photo dans la chimiebox.

Ses solutions dans l'acide chlorhydrique ou ammoniacales absorbent le monoxyde de carbone pour former des complexes incolores comme le dimère à pont chlorure, [CuCl(CO)]₂. Les même solutions dans l'acide chlorhydrique peuvent réagir avec l'éthyne (HC≡CH) pour former [CuCl(C₂H₂)] tandis que les solutions ammoniacales forme de l'éthylénure de cuivre (I) , explosif. Les complexes de CuCl avec des alcènes peuvent être préparés par réduction du chlorure de cuivre (II) (CuCl₂) avec le dioxyde de soufre (SO₂) en solution alcoolique et en présence d'alcènes. Les complexes avec des diènes comme le 1,5-cyclooctadiène sont particulièrement stables:

La principale utilisation du chlorure de cuivre(I) est qu'il est un précurseur de l'oxychlorure de cuivre (en), un fongicide. Pour cela, le chlorure de cuivre (I) est obtenu par codismutation et oxydation par l'oxygène de l'air:

Cu + CuCl₂ → 2 CuCl

6 CuCl + 3/2 O₂ + 3 H₂O → 2 Cu₃Cl₂(OH)₄ + CuCl₂

L'affinité de CuCl pour le monoxyde de carbone est exploité dans le procédé COPure.

En synthèse organique

Le chlorure de cuivre(I) catalyse une grande variété de réactions organiques.

Dans la réaction de Sandmeyer (en), le traitement d'un sel d'arènediazonium (en) avec CuCl produit un chlorure d'aryle, par exemple :

Cette réaction a une large gamme d'emploi et donne habituellement de bons rendements.

D'anciens chercheurs ont observés que le chlorure de cuivre(I) catalyse l'addition-1,4 d'organo-magnésiens sur les cétones α,β-insaturées ce qui mena au développement des réactifs organocuivreux (en) qui ont, aujourd'hui, un très large emploi en synthèse organique:

Par exemple, CuCl régit avec le méthyllithium(CH₃Li) pour former un réactif de Gilman (en), (CH₃)₂CuLi qui a de très nombreux emplois en synthèse organique. Les organomagnésiens réagissent de la même façon. Cependant, même si d'autres composés du cuivre(I) comme l'iodure de cuivre(I) (en) sont maintenant préférés pour ce type de réaction, Le chlorure de cuivre (I) est encore recommandé dans certains cas, comme :

Ici, Bu correspond au groupe butyle. Sans CuCl, l'organo-magnésien seul donne un mélange des produits additionnés en 1,2- et 1,4- i.e. le butyle s'additionne sur l'atome de carbone le plus près du carbonyle C=O.

En chimie des polymères

Le chlorure de cuivre (I) est aussi un intermédiaire issu du chlorure de cuivre(II) dans le procédé Wacker (en). CuCl est utilisé comme catalyseur dans la polymérisation radicalaire par transfert d'atomes (ATRP).