二茂铁衍生物的合成及性质鉴定
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1．前言
二茂铁是一种稳定且具有芳香性的金属有机化合物。它不仅在理论和结构研究上有重要意义，而且有很多的实际应用。自1951年Kealy T. J.和Pausen P L合成二茂铁以来，该类化合物有了很大的发展。
二茂铁它具有夹心式结构。铁原子被夹在两个平行的环戊二烯基之间，形成牢固的配位键，致使亚铁离子(Fe2+)的性质和环戊二烯基的性质均消失，而显示出芳香性，在茂环上可进行与苯类似的取代反应，形成多种取代基的衍生物。
二茂铁为橙色晶体，有樟脑气味，熔点为173~174℃，沸点为249℃。在高于100℃时就容易升华。它能溶于大多数有机溶剂，但不溶于水。
制取二茂铁的方法[1-3]很多。通常以DMSO为溶剂，用NaOH作环戊二烯的脱质子剂（环戊二烯是一种弱酸，pKa≈20），使它变成环戊二烯负离子（C5H5-），然后与FeCl2反应生成二茂铁：
二茂铁是最简单的共轭二茂铁衍生物，也是合成其它共轭有机金属配合物的一种重要的前体，文献报道的二茂铁乙炔的合成方法常见的有以下三种：
①先制备碘代二茂铁，再由碘代二茂铁和三甲基硅乙炔反应制备乙炔二茂铁，合成路线如图1所示：
图1 乙炔二茂铁合成路线Ⅰ
成方法产率不高、成本较昂贵，并且有重金属化合物作为反应的试剂，不是一条理想的合成路线。
②利用Wittig反应制备乙炔二茂铁，合成路线如下：
图2 乙炔二茂铁合成路线Ⅱ
此方法操作繁杂，反应条件苛刻，成本也较昂贵
③以二茂铁为初始原料，乙酸酐为亲电试剂，磷酸为催化剂，通过亲电反应得到乙酰基二茂铁，乙酰基二茂铁与三氯氧磷反应得到(2-甲酰基-1-氯乙烯基)二茂铁，然后与氢氧化钠反应、酸化后即可制得乙炔二茂铁。该条路线反应条件温和，原料易得，是一条经济合理的合成路径，具体如下：
二茂铁衍生物性质的多样性，使其应用领域非常广泛。例如在燃烧性能调节剂、不对称合成催化剂、磁性材料、液晶材料以及生化医药等诸多方面都有重要应用价值。尤其值得一提的是，二茂铁衍生物由于其独特的电化学和光学特性，以及在光电信息、通讯和集成光学等高技术领域的潜在应用价值，已经引起了研究者的广泛兴趣，并迅速成为功能材料研究领域的一个热点。
2．实验部分
2.1试剂和仪器
三颈瓶100mL1个；干燥管1个(19#)；滴液漏斗50mL1个(19#)；球形冷凝管1个；烧杯100 mL2个，250 mL2个，400 mL2个，1000 mL1个；量筒10mLl个，50mL1个，100 mL1个；固体漏斗1个(19#)；液体漏斗1个；层析柱6?×40cm1个；溶剂球1个；分液漏斗500mL1个；磨口锥形瓶500 mL4个；茄形瓶250 mL2个，500mL2个；布氏漏斗6cm 1个，9cm1个；吸滤瓶250 mL1个，500 mL1个；磨口塞(19#)3个；磨口塞(24#) 4个；抽气头(19#)2个；培养皿(9cm)4套；镍匙2把；骨匙1把；磁子2个；滴管4个；玻璃棒4根；接头(24#-19#)1个；洗瓶1个；温度计1根；容量瓶10 mL2个；层析缸2个；表面皿2个。
UV-Vis：岛津公司UV-2401pc紫外-可见光谱仪；IR：Bruker公司vector-22红外光谱仪；CV：上海称华仪器公司电化学工作站。
二茂铁C.P.；氢氧化钠C.P.；乙酸酐A.R.；石油醚(60-90℃) A.R.；无水氯化钙；硅胶(100-200目)；二氯甲烷A.R.；磷酸C.P.；乙酸钠C.P.；石英砂；乙醚A.R.。
2.2合成乙酰二茂铁
在3g二茂铁中加入10ml乙酸酐(CaCl2干燥管保护反应混合物)。搅拌下慢慢加入2 ml 85%的H3PO4，55-60℃水浴中反应30 min。将反应混合物倒入装有40g冰的烧杯中，待冰融化后，加入10%NaOH溶液中和至pH=6~7，冰浴冷却30min。过滤，水洗至滤液呈浅黄色。空气中干燥，得深橙色固体。
2.3薄层层析(TLC)以及淋洗剂的筛选
gel GF254)，边加边搅拌。直至硅胶变为均一稳定稍有粘性。将制得的层析板浆涂于载玻片(2.5cm×7.5cm)上，稍有分量地在桌边敲击，使得板浆均匀涂布在载玻片上。将一系列涂布均匀的板置于烘箱内烘干。
，配成它们的浓溶液。
，然后在色谱板上轻轻点触。
，记下各点移动的位置和溶剂前沿，并计算每一种物质在每一种溶剂中的Rf值。
2.4柱色谱分离提纯乙酰二茂铁
，搅匀。将其倒入柱中直至硅胶的高度约为15cm，再往上均匀铺洒0.5cm 石英砂。
，使主内液面再次与硅胶持平。
，将橙色的二茂铁淋洗下来；此时改换乙醚作为淋洗剂，降低柱压使得乙酰二茂铁淋洗下来。
，得到乙酰二茂铁的纯品。
2.5产品鉴定
浙江大学探究性化学实验 二茂铁酰基衍生物的合成分离及电化学性质测定 研 究 报 告 参加学生：王一贺（3120000170） 李鑫宇（3120100471） 指导教师：雷鸣 浙江大学化学实验教学中心 2015年6 月
不同酰基二茂铁的合成分离及电化学性质测定 王一贺（3120000170） 指导老师：雷鸣 摘要: 以二茂铁为原料，无水AlCl3为催化剂，制备并分离提纯了乙酰二茂铁，二乙酰二茂铁。以三氟乙酸酐为酰化剂,合成了目标产物三氟乙酰基二茂铁。并研究了二茂铁及其酰基衍生物的电化学行为,Fe原子净电荷, 对其电化学行为与前线轨道能级相对大小进行了验证。通过红外光谱对乙酰二茂铁进行表征 ,测定了合成的乙酰二茂铁的熔点 ,并用循环伏安法测定二茂铁酰基衍生物的电化学性质。 关键词: 二茂铁及其酰基衍生物，电化学，循环伏安法 引言 针对二茂铁及其衍生物的电化学特性与结构理论研究，得到了二茂铁及其衍生物前线最高被占轨道(HOMO)能量值,Fe原子净电荷,对其电化学行为与前线轨道能级相对大小进行了验证。二茂铁及其衍生物分子HOMO能量值越低 ,其吸电子能力就越强,故该化合物的氧化峰电位就越高;。二茂铁衍生物表现出良好的电化学氧化还原准可逆性，在玻碳电极上的电化学氧化还原反应为一无质子参与的单电子转移过程，并且为受扩散传质所控制的电化学准可逆过程。本次实验以二茂铁为原料，无水AlCl3为催化剂，合成了二茂铁的酰基衍生物。并且通过红外分析和电化学分析，验证相应的理论，对实验结果进行合理的分析。 1 .试剂与仪器 1.1 试剂二茂铁(C.P.)，乙酸酐(A.R.)，三氟乙酸酐(A.R.)，邻苯二甲酸
化学与环境学院 有机化学实验报告 实验名称二茂铁与乙酰二茂铁的分离 学生姓名王君学号20132401160 专业化学（师范）年级、班级13化六 指导老师曾卓日期11月17 日
实验报告书写要求 1．实验报告应妥善保存，避免水浸、墨污、卷边，保持整洁、完好、无破损、不丢失。不得缺页或挖补；如有缺、漏页，详细说明原因。 2．实验报告应用字规范，字迹工整，须用蓝色或黑色字迹的钢笔或签字笔书写，不得使用铅笔或其它易褪色的书写工具书写（实验装置图除外）。 3．实验现象必须做到及时、真实、准确、完整记录，防止漏记和随意捏造。实验结果必须如实记录，严禁伪造数据。 4．实验前必须做好实验预习。
【实验目的】 1.了解二茂铁及乙酰二茂铁的合成方法和有关性质。 2.学习柱色谱分离技术和掌握柱色谱的操作方法。 3.学会用色谱分离法分离提纯目标化合物的方法。 4.理解色谱分离法的基本原理。 【实验原理】（包括反应机理） 硅胶层析法的分离原理是根据物质在硅胶上的吸附力不同而得到分离，一般情况下极性较大的物质易被硅胶吸附，极性较弱的物质不易被硅胶吸附，整个层析过程即是吸附、解吸、再吸附、再解吸过程。利用不同物质被吸附剂吸附能力的差异以及不同物质在流动相中溶解度的差异实现混合组分完全分离的过程。 二茂铁是一种新型的夹心过渡金属有机配合物。其茂环具有芳香性能进行亲电取代反应，可以制得二茂铁的多种衍生物，二茂铁的乙酰化形成乙酰二茂铁，根据反应条件，可以生成单乙酰二茂铁（C5H5Fe（C5H4COCH3））或双乙酰二茂铁（Fe（C5H4COCH3）2）。二茂铁的一种乙酰化反应如下： 在此反应条件下，主要生成单乙酰二茂铁，双乙酰二茂铁很少，但同时有未反应的二茂铁。本实验用柱色谱分离提纯产品。柱色谱分离提纯是根据二茂铁和乙酰二茂铁对硅胶吸附能力的差异而进行分离提纯。 柱层析是在层析柱中装入作为固定相的吸附剂，把试样流经固定相而被吸附，然后利用薄层层析中探索到的能分离组分的溶剂流经层析柱，试样中的各组在固定相和溶剂间重新分配，分配比大的组分先流出，分配比小的组分后流出，对于不易流出的组分可另选择合适的溶剂再进行洗脱，这样就可以达到各组分的分离提纯。柱色谱（柱上层析）常用的有吸附色
科研训练论文(文献综述) （ 题目：含硫杂环药物的合成意义及研究进展学生姓名：张志伟 学号：200620515019 学院：化工学院 班级：制药工程专业（1）班 二〇一〇年四月
含硫杂环药物的合成意义研究进展 杂环化合物是有机化合物的重要组成部分，自发现以来，有一个多世纪的历史，近几年随着结构分析和鉴定技术的不断发展，越来越多的杂环化合物被发现，其用途和应用范围也在不断拓展。具统计杂环化合物的数量约占现今有机化合物总数的三分之一[1]。其中含硫杂环化合物是较常见的物质，含硫的单杂环主要有噻吩，噻唑，稠环有苯并杂卓类等。以含硫单杂环，含硫稠环等为起始原料合成的多种含硫杂环化合物及其衍生物有着广泛的用途，此外一些含硫杂环结构的化合物也可拼接到一些化合物的中间体的活性结构上使药效更好，此类药物应用于农业、工业、医药等领域。农业上，可用作杀虫剂，杀菌剂[2]；工业上，有含硫系列的合成香料化合物、还可作为部分新型润滑油添加剂[3]，金属有机材料[4]等。医药上，用作杀菌、抗病毒[5,6]、抗癌症[7]，还是头孢三嗪、头孢他美和头孢地嗪等头孢类抗生素的重要原料[8]，一些苯并硫氮杂卓类药物临床上作为抗焦虑药物、催眠药物和心血管药物[9]。 含硫苯并杂环化合物有苯并噻吩，苯并噻唑类等及其衍生物自Hofmann[10]在1879年首次合成2-苯并噻唑之后，越来越多的苯并噻唑类衍生物被合成。下面对含硫苯并杂环化合物的合成进展进行综述。 一、苯并噻唑类杂环化合物的合成 （一）2-芳基苯并噻唑的合成研究进展
苯并噻唑类化合物是一类重要的双环化合物，广泛存在于自然界。其中苯并噻唑的衍生物特别是二位取代的苯并噻唑具有很强的生理活性，如杀菌、抗病毒等，因此它们在药物化学和农药方面有广泛的研究和应用。苯并噻唑作为其衍生物的重要中间体，其合成方法主要采用Jacobson环化和Hugerschoff反应，虽然这些反应能有效地合成苯并噻唑类化合物，但是该类反应中使用的赤血盐和液溴等化学试剂具有毒性大、不易操作等缺点，因此开发了新的合成方法，即合成一系列的硫代酰胺与Mn(III)在微波辐射的条件下发生自由基环加成反应，合成一系列2-芳基苯并噻唑(4a-h)，其结构经红外光谱、核磁共振光谱和质谱等得到了证实。具体方案如下：
实验1 二茂铁得绿色合成 题目: 实验1 二茂铁得绿色合成 姓名: 学号: 课件密码: 1 前言 1、1 实验目得 通过二茂铁得绿色合成,不但使学生了解一些易对环境造成污染得化合物得绿色合成方法,力求把对环境得影响降到最低限度,培养学生在从事科研与生产活动中绿色、环保理念,掌握用微型合成装置合成、提纯二茂铁得操作技术,并且学会通过熔点得测定来分析鉴定二茂铁。 1、2 实验意义 二茂铁又名双环戊二烯基铁,学名二环戊二烯基铁,属于金属有机化合物,它就是由两个环戊二烯基阴离子与一个二价铁阳离子组成得具有夹心形状得化 合物(如图1),其分子式为(C 5H 5 ) 2 Fe。二茂铁易溶于甲醇、乙醇、乙醚、石油醚、 汽油、二氯甲烷、苯等常用有机溶剂,溶于浓硫酸,在沸腾得烧碱与盐酸溶液中不溶解、不分解;二茂铁具有高度热稳定性、化学稳定性与耐辐射性;二茂铁具有芳香性,100℃以上能升华, 不容易发生加成反应,易发生取代反应;此外二茂铁还有低毒性,在溶液中两个环可以自由旋转等特点。正就是基于二茂铁得这种稳定性、芳香性、低毒、亲油性、富电性、氧化还原性与易取代等特点,使得自二茂铁出现以来就引起了广大科研工作者极大得兴趣,对于二茂铁及其衍生物得合成、结构及性质与应用得研究一直以来都就是大家所关注得热点。二茂铁得出现极大得推动了金属有机化学得发展,被认为就是近代化学发展得里程碑。 图1 1.2.1 二茂铁及其衍生物得应用[1-2] 1.2.1、1 用作燃料添加剂 将二茂铁及其衍生物添加到固体、液体或气体燃料中,能发挥其助燃、消烟与抗爆等作用,尤其就是对燃烧时产生大量烟尘得烃类,效果更为显著。添加到火箭得固体燃料中,能促进燃料得充分燃烧与起到消烟作用。在柴油中加入0、1%(质量分数)得二茂铁,能起到消烟助燃作用,降低柴油发动机得排烟量与尾气中一氧化碳得含量,可减轻排放气体对环境得污染,增强发动机得功率。二茂铁还能清除柴油机引擎燃烧室表面得沉积炭,并能沉积一层氧化铁膜,该膜能有效地
精品文档 整理 2011年9月21号
二茂铁及其衍生物的合成方法和色谱分离 一、实验目的 1、了解二茂铁及其衍生物的合成方法和有关性质 2、熟悉并掌握色谱分离的技术 3、掌握无水操作的一般方法 二、实验原理 1、二茂铁又名环戊二烯合铁逗号是环状多烯烃和过渡金属形成的配合物中最有代表性的一种化合物逗号具有夹心结构。
2、二茂铁的性质 （1）物理性质 在常温下为橙色晶体逗号有樟脑气味逗号熔点为173~174℃逗号沸点为249℃逗号高于100℃就容易分解逗号加热至400℃亦不分解逗号能溶于苯乙醚石油醚等大多数有机溶剂逗号不溶于水。 （2）化学性质 具有芳香性逗号在环上能进行酰化反应逗号烷基化反应等芳香环所具有的反应特性。特别是它的带有手性的衍生物逗号可以作为手性配体逗号用于手性化合物催化合成的辅助配体。它对碱和非氧化性酸稳定。 3、用途 二茂铁及其衍生物可以作为火箭燃料的添加剂逗号以改善其燃烧性能；还可以作为汽油的抗震剂、硅胶脂和橡胶的防老剂及紫外线的吸收剂等。 4、制备
二茂铁的合成方法很多逗号实验室常用的制备方法有无水无氧合成 法逗号即在无水无氧的惰性气氛下逗号以四氢呋喃为溶剂逗号用铁 粉将三氯化铁还原为氯化亚铁；在二乙胺的存在下逗号氯化亚铁与环戊二烯反应生成二茂铁. 二、主要仪器与试剂 三颈烧瓶（150mL）、滴液漏斗、直形冷凝管、酸式滴定管、砂芯漏斗、梨形具刺分馏烧瓶。 环戊二烯、甲亚砜(DMSO)、氢氧化钾、氯化亚铁(FeCl2.4H2O)四合物、乙酐、磷酸、水乙醚、GF硅胶、苯、丙酮、乙酸乙酯、石油醚（b.p.60~80℃）。 四、实验步骤 1、环戊二烯的解聚 如右安装仪器逗号在圆底烧瓶（50mL）中加入环戊二烯30 mL逗号在接受瓶中加入少量无水氯化钙；电热套加热逗号收集40~44馏分逗号取4 mL备用。 注意事项；（1）环戊二烯味道很重逗号需在通风厨中小心取用逗号 尽量不要洒在实验台上
探索新型手性配体是不对称合成研究的重点内容。人们在探索新型手性配体的过程中发现，三种类型的手性骨架的不对称诱导效果一般是比较优异的：联萘骨架、螺二氢茚骨架以及二茂铁骨架。 其中二茂铁骨架相比起其它两种骨架的不同之处在于它独特的平面手性。平面手性的二茂铁衍生物作为配体在现代不对称合成中占有十分重要的地位，大到工业化应用，小到新型反应探索，都有它们的用武之地。以二茂铁配体家族中最有名的Josiphos类配体为例，根据取代基的不同，目前已制备出150多种衍生物，其中有40种被选出来组成配体套装用于条件筛选以及公斤级规模的产品生产。值得一提的是，目前已知最大规模的对映选择性工业生产程序用到的正是二茂铁配体家族中赫赫有名的Josiphos类配体。 鉴于平面手性二茂铁无论是在学术界亦或是工业界的重要应用价值，如何高效地构建结构多样的平面手性二茂铁衍生物是一个特别重要的研究方向。目前合成平面手性二茂铁的策略主要有如下四种：手性辅基诱导的非对映选择性邻位金属化、手性配体控制的对映选择性邻位金属化、催化不对称C-H官能化以及催化动力学拆分。下面将一一介绍。 手性辅基诱导的非对映选择性邻位金属化 在合成平面手性二茂铁的策略中，较早报道并且至今已发展德比较成熟的是手性辅基诱导的非对映选择性邻位金属化。 首例二茂铁衍生物的非对映选择性邻位金属化报道于1969年。Aratani等选择2-甲基哌
啶为导向基，用正丁基锂和干冰处理得到氨基酸中间体，再通过季铵盐化、钠汞齐还原以及重氮甲烷甲基化三步，可以最终94%的光学纯度得到产物2-甲基二茂铁甲酸甲酯。虽然不久后Ugi等重复此实验只得到67%的光学纯度，并就此提出质疑，但是该报道作为非对映选择性邻位金属化的首例是没有争议的。 随后的一年，Ugi等以N,N-二甲基-二茂铁乙基胺为底物进行非对映选择性邻位金属化。他们从二茂铁乙醇3出发，先后与光气和二甲胺反应得消旋产物rac-4，再用酒石酸进行拆分可以十克级的规模高收率得到N,N-二甲基-二茂铁乙基胺(的两个对映异构体(R)-4与(S)-4。 对该中心手性底物(R)-4进行邻位锂化，其中的一个非对映异构中间体因为空间位阻而占优，非对映选择性达到优秀水平，最后用亲电试剂淬灭锂化中间体可以得到平面手性的1,2-二取代二茂铁氨基化合物(R, S p)-5，氨基季铵盐化后，可以进一步发生消除反应或者亲核取代反应，从而转化为多种平面手性的1,2-二取代二茂铁衍生物。 Ugi等报道的这个手性底物在二茂铁衍生物的非对映选择性邻位金属化上取得了巨大的成功，从此为该领域奠定了坚实的基础，并在日后平面手性二茂铁的合成中得到了广泛的应用。为纪念Ugi所做的贡献，这个底物(R)-4又叫做Ugi胺。
华南师范大学实验报告 实验一二茂铁的绿色合成 课程名称：综合化学实验指导老师：郑盛润 姓名：XXX 学号：20092501148 班级：10化一课件密码：70750 一、前言 1、实验目的 ①掌握用微型合成装置合成、提纯二茂铁的操作技术。 ②学会通过熔点的测定、红外光谱等手段来分析鉴定二茂铁。 ③了解一些易对环境造成污染的化合物的绿色合成方案，力求把对环境的影响降到最低限度，培养在从事科研与生产活动中的绿色、环保理念。 2、实验意义与综述 二茂铁又叫双环戊二烯基铁,学名二环戊二烯基铁,是由两个环戊二烯基阴离子和一个二价铁阳离子组成的夹心型化合物。其分子式为(C5H5)2Fe,分子量为186,外观为橙黄色针状或粉末状结晶,具有类似樟脑的气味，不溶于水,溶于甲醇、乙醇、乙醚、石油醚、汽油、煤油、柴油、二氯甲烷、苯等有机溶剂。其分子呈极性,具有高度热稳定性、化学稳定性和耐辐射性,溶于浓硫酸中,在沸腾的烧碱溶液和盐酸中不溶解,不分解。在化学性质上,二茂铁与芳香族化合物相似,不容易发生加成反应,容易发生亲电取代反应,可进行金属化、酰基化、烷基化、磺化、甲酰化以及配合体交换等反应,从而可制备一系列用途广泛的衍生物。[1] 目前,二茂铁的制备方法主要可分化学合成法和电解合成法两大类。[2-3]化学合成法：化学合成法主要有环戊二烯钠法、二乙胺法、相转移催化法、二甲基亚砜法等。电解合成法：在直流电的作用下,用恒电流法或恒电压法,以铁板和镍板作电极。随着各种合成技术的出现，其衍生物也多达数百种,因此其用途越来也越来越广。 二茂铁及其衍生物在生活的应用非常广泛，概括的来讲，主要有以下几个方面[3-4]：作燃料的添加剂，将二茂铁加到燃料中可能起到助燃、消烟以及抗震的作用；作催化剂，二茂铁可作为合成氨以及高分子过氧化物分解的催化剂；在生化和分析上的应用，二茂铁可用于银、钒、汞、铅、金等元素的安培滴定法分析中；作塑料、橡胶等高分子聚合物的添加剂，将二茂铁加到聚乙烯中可以改善聚乙烯电稳定器涂层的效果；此外, 二茂铁还可用于农业、机械等。如二茂铁作为铁肥料, 能使作物较快生长, 并增加其铁含量。二茂铁的衍生物可作
茂金属配合物的合成、应用研究进展 课程名称金属有机化学 培养单位名称化学化工学院 专业名称有机化学 导师 学号 姓名 二〇一四年十二月
二茂铁及其衍生物的合成研究进展 摘要：二茂铁的发现已经过去了60多年了，但是有关二茂铁及其衍生物的合成研究仍然受到有机化学工作者的广泛关注，有关二茂铁及其衍生物的合成和新的应用仍然被不断研究发现。本文在对二茂铁及其衍生物的结构性质、合成应用的研究现状作出了综述，并且简要的概括了二茂铁及其衍生物的未来研究的发展方向。 关键词：二茂铁；二茂铁衍生物；抗贫血剂；电化学传感器；液晶材料 Progress in the synthesis of ferrocene and its derivatives Abstract:Ferrocene found 60 years have passed, but the synthesis of ferrocene and its derivatives is still widespread concern about the organic chemist, the synthesis of ferrocene and its derivatives, and new applications are still being continue the study found. In this paper, the structural nature of the research status of ferrocene and its derivatives make synthetic applications are reviewed, and a brief summary of the development direction of future research ferrocene and its derivatives. Key words: Ferrocene; Ferrocene derivatives; Anti-anemia agent; Electrochemical sensor; Liquid crystal material 二茂铁，又称环戊二烯合铁或环戊二烯基铁，分子式为Fe(C5H5)2。该化合物是1951年Kealy和Paulson研究发现的，它的发现对有机金属化学的发展起到了极大的推进作用。NMR 光谱和X射线晶体学的结果充分证实了它具有很独特的夹心结构。因为二茂铁是非苯系的芳香化合物，所以可以和亲电试剂反应生成二茂铁的取代衍生物。由于二茂铁及其衍生物具有很独特的结构和性能，所以很多科学工作者对它们的研究从未停止过，而且应用也越来越广泛。Edwards E I.通过研究发现，如果将二茂铁基通过反应引入先锋霉素和青霉素中就可以大大提高两者的抗菌活性[1]，如果将二茂铁基引入到生物大分子中，可以显著的提高其生物活性。柴向东等关于推拉电子基对于二茂铁及其衍生物的性质和电子结构的影响采用的是电化学和光谱电化学的研究方法[2,3]，研究人员还利用循环伏安法探究二茂铁及其衍生物在玻碳电极上的电化学性质，从而研究了取代基的诱导效应或共轭效应对二茂铁及其衍生物的电化学性质的影响[4]。随着科学研究的进展，液晶材料发展的十分的迅猛，二茂铁及其衍生
Research Progresses on Ferrocene and its D er iva tives M od if ied Electrodes CH EN Can2hu i,L I H ong,L IU Ca i2hong (D ep a rt m en t of Che m istry,S ou th Ch ina N or m a l U n iversity,Guang z hou510631,Ch ina) Abstract:R ecen t p rogress has dem on strated that ferrocene and its derivatives m odified electrodes are m ain ly app lied in fields of electrocatalysis,electroanalysis and b i o sen so r.V arieties,p reparati on and charaterizati on of ferrocene and its derivatives m odified electrodes are in troduced,w ith em phasis on the review of the cu rren t state of research on the app licati on s of ferrocene and its derivatives m odified electrodes.A nd fu rther research areas are suggested. Key words:ferrocene;ferrocene derivatives;electrochem istry;m odified electrode;review EEACC:8410 二茂铁及其衍生物修饰电极的研究 陈灿辉,李 红,刘彩红 (华南师范大学化学系,广州510631) 摘 要:二茂铁及其衍生物修饰电极在电催化、电分析和生物传感器等方面具有重要的应用前景。本文对二茂铁及其衍生物修饰电极分类、制备、特点及其应用等方面的研究现状作了归纳和评述。提出了今后研究工作的方向。 关键词:二茂铁;二茂铁衍生物;电化学;修饰电极;综述 中图分类号:0646 文献标识码:A 文章编号:100529490(2004)0320522205 二茂铁又名二环戊二烯合铁,具有独特的夹心型结构,二价铁离子被夹在两个平面环之间互为交错构型。在溶液中,两个环可以自由旋转,在环上能形成多种取代基的衍生物。合成的衍生物主要包括单、多核二茂铁配合物、二茂铁基聚合物、二茂铁分子树络合物、手性二茂铁配合物、二茂铁簇状衍生物等。它们可以用来做火箭燃料的添加剂、汽油的抗爆剂、紫外光吸收剂、航天飞船的外层涂料等。二茂铁及其衍生物是一类富电子体系,其修饰电极的特征是膜中有氧化还原中心,在电位扫描过程中能发生氧化或还原反应,还能对反应物活化或促进电子的转移速率,应用于化学修饰电极研究,使催化剂附着在电极表面,提高催化剂的表面浓度和稳定性,因而提高催化效率和可用性。通过共价键和半导体电极结合做成修饰电极,可抑制腐蚀发生;同时在电化学合成、能量转换和储存及电化学装置方面也有应用。二茂铁及其衍生物之所以得到广泛应用是由结构和性质的特殊性决定的[1,2]。二茂铁及其衍生物具有亲油性、氧化还原可逆性、芳香性、低毒性、疏水性等特点,所以它们具有非常好的电化学活性和电催化功能,二茂铁及其衍生物修饰电极在电分析、电催化和生物传感器等方面具有重要的意义。因此,本文将对二茂铁及其衍生物修饰电极的研究进展 第27卷 第3期2004年9月 电 子 器 件 Ch inese Jou rnal of E lectron D evices V o l.27 N o.3 Sep.2004 收稿日期:2004202223 基金资助:广东省自然科学基金资助(990452);教育自科学基金(Z03020)资助项目。作者简介:陈灿辉(19-),男,cch9904@https://www.doczj.com/doc/4510739251.html,。
实验1 二茂铁的绿色合成 题目：实验1 二茂铁的绿色合成 ：学号：课件密码： 1 前言 1.1 实验目的 通过二茂铁的绿色合成，不但使学生了解一些易对环境造成污染的化合物的绿色合成方法，力求把对环境的影响降到最低限度，培养学生在从事科研与生产活动中绿色、环保理念，掌握用微型合成装置合成、提纯二茂铁的操作技术，并且学会通过熔点的测定来分析鉴定二茂铁。 1.2 实验意义 二茂铁又名双环戊二烯基铁，学名二环戊二烯基铁，属于金属有机化合物，它是由两个环戊二烯基阴离子和一个二价铁阳离子组成的具有夹心形状的化合物（如图1），其分子式为(C5H5)2Fe。二茂铁易溶于甲醇、乙醇、乙醚、石油醚、汽油、二氯甲烷、苯等常用有机溶剂，溶于浓硫酸，在沸腾的烧碱和盐酸溶液中不溶解、不分解；二茂铁具有高度热稳定性、化学稳定性和耐辐射性；二茂铁具有芳香性，100℃以上能升华，不容易发生加成反应，易发生取代反应；此外二茂铁还有低毒性，在溶液中两个环可以自由旋转等特点。正是基于二茂铁的这种稳定性、芳香性、低毒、亲油性、富电性、氧化还原性和易取代等特点，使得自二茂铁出现以来就引起了广大科研工作者极大的兴趣，对于二茂铁及其衍生物的合成、结构及性质和应用的研究一直以来都是大家所关注的热点。二茂铁的出现极大的推动了金属有机化学的发展，被认为是近代化学发展的里程碑。
图1 1.2.1 二茂铁及其衍生物的应用[1-2] 1.2.1.1 用作燃料添加剂 将二茂铁及其衍生物添加到固体、液体或气体燃料中，能发挥其助燃、消烟和抗爆等作用，尤其是对燃烧时产生大量烟尘的烃类，效果更为显著。添加到火箭的固体燃料中，能促进燃料的充分燃烧和起到消烟作用。在柴油中加入0.1%(质量分数)的二茂铁，能起到消烟助燃作用，降低柴油发动机的排烟量和尾气中一氧化碳的含量，可减轻排放气体对环境的污染，增强发动机的功率。二茂铁还能清除柴油机引擎燃烧室表面的沉积炭，并能沉积一层氧化铁膜，该膜能有效地防止炭粒子的重新沉积。将二茂铁及其衍生物添加到汽油中，可提高汽油的辛烷值并增强抗爆性能，添加到燃烧重油的锅炉中，减少生成烟尘的效果更为明显，既可提高燃油的燃烧效率，又可节约燃料油。 1.2.1.2 其它用途 二茂铁及其衍生物或聚二茂铁化合物微量加入到一些材料中，可以增加其敏化性能。如聚乙烯二茂铁的氯苯溶液，用涂敷法制成半导体掩膜版的氧化铁透明掩膜，不仅效率高，而且无毒。使用电子束制版，比氧化铁提高感光灵敏度1000倍，不仅可除去剧毒的五羰基铁，强度增加、可塑性好，而且高频性能也大大提高。另外，二茂铁及其衍生物可用作燃料、烟火的组成成分和固体火箭推进剂；在石油分馏中可消除不饱和组分；可作杀虫剂和杀螨剂的增效剂；作为聚丙烯酸
收稿日期：2008-09-03 作者简介：肖陆飞（1976－），男，安徽来安人，滁州职业技术学院讲师，安徽大学在读硕士。 二茂铁的发现、制备及其应用 肖陆飞 （滁州职业技术学院基础部，安徽滁州239000） 摘要：二茂铁的发现、结构及其性质都是比较神奇的，自从二茂铁被发现以来就引起了人们的极大兴趣，二茂铁及其衍生物在众多领域有着广泛的应用，本文简单的介绍二茂铁的发现、制备及其应用。 关键词：二茂铁；发现；制备；应用中图分类号：TQ050.9 文献标识码：A 文章编号：1671-5993（2009）01-0064-02 二茂铁（FcH ）又名双环戊二烯基铁，学名二环戊二烯基铁，属于金属有机化合物，它是由两个环戊二烯基阴离子和一个二价铁阳离子组成的具有夹心形状的化合物（见图1），其分子式为（C 5H 5）2Fe 。二茂铁易溶于甲 醇、乙醇、乙醚、石油醚、汽油、 二氯甲烷、苯等常用有机溶剂，溶于浓硫酸，在沸腾的烧碱和盐酸溶液中不溶解、 不分解；二茂铁具有高度热稳定性、化学稳定性和耐辐射性；二茂铁具有芳 香性，100℃以上能升华，不容易发生加成反应，易发生 取代反应；此外二茂铁还有低毒性，在溶液中两个环可以自由旋转等特点。正是基于二茂铁的这种稳定性、芳香性、低毒、亲油性、富电性、氧化还原性和易取代等特点，使得自二茂铁出现以来就引起了广大科研工作者极大的兴趣，对于二茂铁及其衍生物的合成、结构及性质和应用的研究一直以来都是大家所关注的热点。二茂铁的出现极大的推动了金属有机化学的发展，被认为是近代化学发展的里程碑。本文对二茂铁的发现、制备方法和其应用范围作一个简要的介绍。 一、二茂铁的发现 1951年Kealy 及Pauson 利用格氏试剂C 5H 5MgBr 和催化剂FeCl 3合成富瓦烯没有成功，但是却意外地得到 了一种黄色的晶体，经过一些简单的研究他们得出该物质的分子式为C 10H 10Fe ，并且初步得出该物质的一些物性，如他们测出该物质的熔点172.5～173℃，沸点249℃，不溶于水、10%NaOH 和热的浓盐酸，但易溶于稀硝酸，浓硫酸及二氯甲烷、苯、乙醚、石油谜、甲醇和乙醇等一些常用有机溶剂，比较稳定。但基于当时研究条件所限，他们未能确定该种物质的结构，因而对于该物质的更多性质也就不能进行。几乎同时，Miller 等人用环戊二烯和铁在300℃及常压下也制得了该物质。 1．2二茂铁结构的研究 尽管Pauson 等人虽然发现了二茂铁但基于当时的条件限制未能确定其特殊的结构，他们还是将这一成果发表在1951年底的Nature 杂志上，1952年初J ．Chem ．Soc ．杂志上也发表了Miller 等人也合成出了该种物质，这些报导激发了很多科学家的极大兴趣。Wilkinson 等人通过红外光谱、磁化率及偶极距等的测定，判定该物质具有夹心型结构。Fischer 等人通过X 射线衍射的研究，提出该物质具有五角反棱柱的结构。通过这些研究确定了该物质是由上下两个带负电的环戊二烯基芳环，中间是一个带二价正电荷的铁离子，形如三明治（见图1），因 图1二茂铁的夹心结构 2009年3月第八卷第1期Mar.2009Vol．8No．1 滁州职业技术学院学报 JOURNAL OF CHUZHOU VOCATIONAL ＆TECHNICAL COLLEGE ·６４·
[{Ph 3Sn(FcCOO)}2(4,4’-bipy)]的合成、结构及电化学性质 朱成臣，李大成* ，窦建民，王大奇 聊城大学化学化工系，聊城市湖南路1号，252000 *联系人：lidacheng@https://www.doczj.com/doc/4510739251.html, 由于有机锡化合物可以形成许多结构新颖的配合物, 例如, 单体结构、二聚体、四聚体、低聚体梯状、鼓状结构等[1], 并且有机锡化合物具有潜在的抗癌活性, 加之二茂铁甲酸具有催化活性, 低毒性, 良好的生理活性[2], 电化学性质等. 因此将这两个领域结合起来合成二茂铁羧酸有机锡化合物具有重要的意义. 我们利用二茂铁甲酸, 三苯基氯化锡和4,4’-联吡啶，在甲醇溶液中反应得到了配合物[{Ph 3Sn(FcCOO)}2(4,4’-bipy)], 通过X-射线单晶衍射、红外对配合物进行了表征。并对配合物的循环伏安进行了测试. 0.00.20.40.60.8 1.0 1.2 -0.3 -0.2 -0.1 0.00.1 0.2 C u r r e n t /1e -5A Potential/V 图1. 标题配合物的分子图 图2. 标题配合物的循环伏安图 感谢国家自然科学基金项目(20971063)资助, 山东省自然科学基金的资助(Y2007B01). 参考文献： [1] R.F. Zhang, Q.F. Wang, etal., Polyhedron, 2008, 27, 3123. [2] Y.F. Yuan, S.M. Ye, etal., Huaxue Tongbao, 1995, 5, 24. Synthesis, Crystal Structure and Property of Complex [{Ph 3Sn(FcCOO)}2(4,4’-bipy)] Chengchen Zhu, Dacheng Li*, Jianmin Dou, Daqi Wang Department of Chemistry, Liaocheng University, Liaocheng, 252059, Shandong, China The title complex has been prepared and characterized by elemental analysis, FT-IR and X-ray structure determination. The electrochemical property of complex [{Ph 3Sn(FcCOO)}2(4,4’-bipy)] has been investigated., which exhibits reversible voltammogram between 0.1-1.2 V.
二茂铁 维基百科，自由的百科全书 跳转到: 导航, 搜索 二茂铁 IＵPAＣ名?ｂis（η５-ｃyclopentａｄienyl）ｉrｏn(Ｉ I) 别名双环戊二烯基合铁（II)、环戊二烯基铁、环戊二烯铁 识别 ＣAS号1０2－54-5 ＰubChｅm119851２1 性质 化学式C10H１0Ｆe 摩尔质量１８６．０４ｇ·mol?1外观橘黄色固体 密度(20°C） 2.６9 g/cm3熔点1７4 °C 沸点２4９°Ｃ 在水中的溶解度不可溶 在大多数有机溶剂 中的溶解度 可溶 相关物质 相关化学品二茂钴、二茂镍二茂铬、二苯铬 若非注明，所有数据来自25 °C，100 ｋPa。
二茂铁（英文:Ferrｏcene）,或称环戊二烯基铁,是分子式为Ｆe(Ｃ５ 目录 ［隐藏] ?１制备 ? 2 历史 ?３电子结构 ? 4 物理性质 ? 5 化学性质 o５.1 与亲电试剂反应 o5．2 锂化反应 o 5.3 氧化还原反应 ? 6 二茂铁及衍生物的应用 o 6.1 抗震剂 o６.２医药方面 o 6.3 材料学 o 6.4 配体 ?7 衍生物 ?８参考资料及注释 ?9 延伸阅读 ?10 外部链接
另一种方法是氯化亚铁与环戊二烯在一种碱（如三乙胺、二乙胺等)存在下反应： FeＣl2 + 2Ｃ5H6 + ２Et3N → (C5H5)２Ｆｅ + Et3ＮＨCl [编辑］历史 富瓦烯 错误的二茂铁结构 二茂铁的发现纯属偶然。1951年,杜肯大学的Ｐａuson 和Keａｌy 用环戊二烯基溴化镁处理氯化铁,试图得到二烯氧化偶联的产物富瓦烯（Fulvalｅｎe,如图），但却意外得到了一个很稳定的橙黄色固体。[２]当时他们认为二茂铁的结构并非夹心,而是如右图所示，并把其稳定性归咎于芳香的环戊二烯基负离子。与此同时,Miｌler、Ｔｅbｂoth 和Ｔremainｅ在将环戊二烯与氮气混合气通过一种还原铁催化剂时也得到了该橙黄色固体。[3] 罗伯特·伯恩斯·伍德沃德和杰弗里·威尔金森,[4]及恩斯特·奥托·菲舍尔［5]分别独自发现了二茂铁的夹心结构，并且后者还在此
一乙酰基二茂铁的制备与纯化 摘要 以磷酸为催化剂，乙酸肝作酰化剂，以二茂铁为原料合成一乙酰基二茂铁，并利用柱层析法分离提纯一乙酰基二茂铁。通过红外光谱对一乙酰基二茂铁进行表征，测定合成的一乙酰基二茂铁的熔点。 关键词 二茂铁、一乙酰基二茂铁、酰化、合成 引言 二茂铁又称双环茂二烯基铁，它是一种具有夹心结构的金属有机化合物， 在常温下呈橙色结晶状，二茂铁及其衍生物有很髙的辛烷值及抗爆性，在催化、电化学、功能材料、医药、添加剂等方面具有重要作用[1],对研究和开发具有节能、高效、环保型产品具有深远的经济意义和社会意义。乙酰基二茂铁是合成二茂铁衍生物的重要中间体，其合成方法代表性的有：在磷酸催化下用乙肝酰化二茂铁[2] [3]；有三氟化硼催化下在二氯甲烷中用乙軒酰化二茂铁（乙酰化产率高，但原料不易得）；在活性氧化铝存在下，用三氟乙酸-醋酸对二茂铁进行酰化；在二氯甲烷中以三氯化铝为催化剂，乙酰氯为酰化剂对二茂铁进行酰化 [11但产物中二乙酰基二茂铁所占比例较高，不易提纯。 本实验以璘酸为催化剂，乙酰軒为酰化剂，利用二茂铁的酰化反应原理合成一乙酰基二茂铁，原料易得且操作方便，得到的产品经表征纯度较髙，比较满意。实验部分 1.实验原理 二茂铁容易发生亲电取代反应，如Friedel-Crafts反应，但对氧化的敏感性限制了它在合成中的应用，二茂铁的反应通常在隔绝空气下进行。本实验由二茂铁与乙軒发生酰基化反应制备一乙酰基二茂铁，反应原理如下：
并通过柱层析法分离提纯一乙酰基二茂铁，主要是根据二茂铁、一乙酰基二茂铁以及1,1'-二乙酰基二茂铁在硅胶上被吸附的牢靠程度的差异来实现的。 2.主要仪器及试剂 仪器：提纯（蒸发皿、滤纸、漏斗） 合成（圆底烧瓶、干燥管、电热套、铁架台） 柱色谱分离（表面皿、锥形瓶、圆底烧瓶、层析柱） 试剂：提纯（二茂铁粗产品3g） 合成（1.5g（0. 0054mol）二茂铁、5. 25g（5. OmL, 0. lOmol）乙酸秆、lml85% 磚酸、碳酸氢钠固体） 柱色谱分离（石油瞇、乙瞇、石英砂、硅胶100~200目） 3.实验步骤 3.1提纯二茂铁 取粗制二茂铁（橙红色）3g置于干燥蒸发皿中间，蒸发皿上覆盖一刺有小孔 的滤纸，使小孔朝上，再在滤纸上罩一个大小合适的三角漏斗，漏斗颈部塞一小团蓬松的棉花（如图所示），用酒精灯隔着石棉网小心加热，实现空气浴，使二茂铁升华。当滤纸上出现橙色结晶时，要适当调节火焰使升华速度放慢，冷却后刮下二茂铁，称重。 jm 得提纯二茂铁2.22g 颜色:橙黄色片状晶体。 提纯度二74% 3.2乙酰二茂铁的制备
化学试剂,2008,30(1),37~39 1c 2烷基二茂铁甲酸的合成 王丽英* 1,2 ,李保国2,孙永奇3 (1.内蒙古工业大学化工学院,内蒙古呼和浩特 010051;2.内蒙古大学化学化工学院,内蒙古呼和浩特 010021;3.内蒙古呼和浩特市第二中学,内蒙古呼和浩特 010020) 摘要:由二茂铁甲酸甲酯与酰氯RCO Cl 在三氯化铝催化下进行Friedel 2Crafts 酰化反应,得到1c 2酰基二茂铁甲酸甲酯,继而用克莱门森还原反应将酰化产物还原为相应的1c 2烷基二茂铁甲酸甲酯,再用氢氧化钠在乙醇和水的溶液中进行皂化反应,得到1c 2烷基二茂铁甲酸。通过元素分析、红外光谱及核磁共振氢谱对合成的化合物进行了表征。关键词:二茂铁甲酸甲酯;1c 2烷基二茂铁甲酸;合成 中图分类号:O622.4 文献标识码:A 文章编号:025823283(2008)0120037203 收稿日期:2007207211 作者简介:王丽英(19772),女,内蒙古通辽人,硕士,讲师,研究方向为金属有机合成。 二茂铁甲酸是合成二茂铁衍生物的重要中间 体,可以转化为二茂铁甲酰肼[1]、二茂铁异羟肟酸 [2] 及重要的过渡金属配合物[3] ,也可经酰化反应 形成双核二茂铁衍生物[426] 等,但是二茂铁甲酸在有 机溶剂中的溶解度较小,熔点比较高(225e )[7]。若在二茂铁甲酸的茂环上引入烷基,预期会产生如下效应:1)化合物极性下降,含二茂铁基的络合配体与过渡金属形成的配合物在有机溶剂中的溶解度增加,便于谱学表征;2)由烷基二茂铁甲酸经酰化反应形成的双核二茂铁衍生物将是一类低熔点或液体化合物,应在燃速催化[8]方面有重要用途;3)1c 2烷基二茂铁甲酸由于其对称性较高,当烷基链长度适宜时,其某些衍生物具有液晶现象[9]。因此,研究1c 2烷基二茂铁甲酸的合成及提纯方法,无论在理论和应用方面均有广阔的前景,也为二茂铁衍生物的合成提供了极为丰富的中间体。本文由二茂铁甲酸甲酯经Friedel 2Craf ts 酰化得到1c 2酰基二茂铁甲酸甲酯,再经还原和皂化反应,得到7种1c 2 烷基二茂铁甲酸。反应式如下。 R 为:a 1C 2H 5;b 1C 3H 7;c 1C 4H 9;d 1C 5H 11;e 1C 6H 13;f 1C 7H 15;g 1C 8H 17 1 实验部分 111 主要仪器与试剂 Perkin Elmer 22400型元素分析仪;X 24型显微 熔点仪(温度计未校正);Nexus 2670FT 2IR 傅里叶 变换红外光谱仪(K Br 压片);Varian 2Mercury 2300N M R 型核磁共振仪(CDCl 3为溶剂,T M S 为内标)。 所用试剂均为分析纯;二氯甲烷经P 2O 5回流8h 后蒸馏;苯在二苯甲酮存在下与钠回流至深蓝色后蒸馏;层析柱为中性氧化铝(100~200目);乙酰氯、丙酰氯为市售分析纯;丁酰氯、戊酰氯、己酰氯、庚酰氯、辛酰氯[10]、二茂铁甲酸甲酯[11]、1c 2酰基二茂铁甲酸甲酯[12]按文献方法合成。112 1c 2烷基二茂铁甲酸甲酯(1)的制备 称取13g(012mol)锌粉加到100mL 烧杯中,用4%的盐酸洗涤两次,然后与112g (0144mmol)HgCl 2、110mL 浓盐酸和20mL 水配成的溶液作用,制成锌汞齐。将锌汞齐转移至100mL 三口瓶 表1 1a~1g 物理性质与元素分析数据注Tab.1 The physical property and elemental analy sis of 1a~1g 化合物产率/%元素分析,实测值(计算值),% C H 1a 861461170(61179)5175(5193)1b 821662173(62196)6131(5199)1c 851764103(64102)6185(6172)1d 871665146(64198)7125(7106)1e 831166110(65187)7134(7137)1f 841066152(66168)7162(7166)1g 8416 67159(67141) 7181(7193) 注:外观为棕红色液体。 37 第30卷第1期王丽英等:1c 2烷基二茂铁甲酸的合成
二茂铁及其衍生物的合成、应用及展望 摘要：二茂铁及其衍生物以其独特的结构和性质而广受关注，作为合成和应用则一直是金属有机化学等学科研究的热点。本文简要的介绍了二茂铁（η5-C5H5)2Fe）的发现结构和性质，重点介绍了二茂铁的电解合成方法和化学合成方法，以及二茂铁用作燃油添加剂、四乙基铅（(C2H5)4Pb）替代剂和作为催化剂等方面的应用，并介绍了几种二茂铁衍生物以及二茂铁衍生物在电化学、医药、液晶材料和功能材料等方面的应用。同时，本文对二茂铁的研究也做了展望。 关键词：二茂铁；二茂铁衍生物；合成；应用. 一、二茂铁的结构与性质 1、二茂铁的发现 1951年Kealy和Pauson[1]利用格氏试剂C5H5MgBr与催化剂FeCl3合成富瓦烯却意外地获得了一种橙黄色晶体（式1-1），并用重量分析法确定了该化合物分子式：C10H10Fe，并初步测定了该化合物的熔点、沸点等基本物理和化学性质。与此同时，Miller[2]等人用环戊二烯和铁在300℃，N2氛及常压下也制得了该物质（式1-2）。反应式如下： Kealy和Pauson初步推断该化合物可能结构： 2、二茂铁的结构及性质 1952年，Wilkinson[3]等人对该化合物通过红外光谱（IR）、磁化 率（cm）及偶极距（μ）等的测定，判定该物质应具有夹心型结构（如 图1.1）。Fischer[4]等人通过X射线衍射的研究，提出该物质具有五角 反棱柱的结构。通过这些研究确定了该物质结构为：上下为两个带负 电荷的环戊二烯基芳环，中间为带二价正电荷的亚铁离子，类似于三 明治的夹心型结构，并正式命名为“Ferrocene（二茂铁）”。在该结构 中，亚铁离子处于激发态，这使得二茂铁具有多种催化性能[5]。 （图1.1） 二茂铁（Ferrocene，(η5-C5H5)2Fe），一种典型的过渡金属与茂环生成的具有芳香族性的 有机金属化合物，分子式为：(C5H5)2Fe，遵循有效原子序数（EAN）规则，具有18电子稳定结构；常温下为橙黄色粉末或晶体，有樟脑气味，熔点172℃-174℃，沸点249℃，100℃
实验名称:乙酰二茂铁的制备 一、实验目的 1. 熟悉Fridel-Crafts 反应合成乙酰二茂铁的反应机理； 2. 掌握以二茂铁为原料合成乙酰二茂铁的方法。 二、实验原理 二茂铁，又称二环戊二烯合铁、环戊二烯基铁，是一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物。二茂铁是最重要的金属茂基配合物，也是最早被发现的夹心配合物，包含两个环戊二烯环与铁原子成键。常温下为橙黄色粉末，有樟脑气味。熔点172°C-174°C，沸点249°C，100°C以上能升华。不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油、柴油等有机溶剂。与酸、碱、紫外线不发生作用，化学性质稳定，400°C以内不分解。其分子呈现极性，具有高度热稳定性、化学稳定性和耐辐射性。二茂铁具有类似苯的一些芳香性，比苯更容易发生亲电取代反应。 本实验以乙酸酐为酰化剂、磷酸为催化剂合成乙酰二茂铁。在磷酸作用下，乙酸酐首先生成酰基正离子，然后和富电的茂环发生亲电取代酰基化反应，机理如下: 一般认为，如用无水三氯化铝为催化剂，酰氯或酸酐为酰化剂，当酰化剂与二茂铁的摩尔比为2:1时，反应物以1,1’-二元取代物为主。以乙酸酐为酰化剂、磷酸为催化剂时，主要生成一元取代物。在此反应条件下，主要生成单乙酰二茂铁，双乙酰二茂铁很少，但同时有未反应的二茂铁。
三、主要试剂用量 1g（0.0054mol）二茂铁，10.8g（10mL，0.1mol）乙酸酐，磷酸，碳酸氢钠，无水乙醚。 四、实验步骤 在100mL圆底烧瓶中，加入1g（0.0054mol）二茂铁和10mL（0.1mol）乙酸酐， 在振荡下用滴管慢慢加入2mL85%的磷酸。投料毕， 用装有无水氯化钙干燥管的球形冷凝管塞住瓶口，沸水浴加热15min并时加振荡。 然后将反应化合物倾入盛有40g碎冰的400ml烧杯中，并用10ml冷水涮洗烧瓶，将涮洗液并入烧杯。 在搅拌下，分批加入固体碳酸氢钠，到溶液呈中性为止（要避免溶液溢出和碳酸氢钠过量，但要足量，否则乙酰二茂铁析出不充分，pH7-8)。约需20~25g碳酸氢钠。 将中和后的反应化合物置于冰浴中冷却15min，抽滤收集析出的橙黄色固体，每次用40mL冰水洗两次，压干后在空气中干燥得粗品。 五、实验关键及注意事项 1、烧瓶要干燥，反应时应用干燥管，避免空气中的水进入烧瓶内。 2、因为磷酸有氧化性，因此滴加磷酸时一定要在振摇下用滴管慢慢加入，否则易产生深棕色粘稠氧化聚合物。 3、用碳酸氢钠中和粗产物时应小心操作，防止因加入过快使产物逸出。 4、乙酰二茂铁在水中有一定的溶解度，用冰量不可太多，洗涤时最好用冰水，洗涤次数也切忌过多。 六、思考与讨论 1、二茂铁酰化时形成二酰基二茂铁时，第二个酰基为什么不能进入第一个酰基所在的环上？ 2、二茂铁比苯更容易发生亲电取代，为什么不能用混酸进行硝化？