二茂铁及其衍生物的应用研究进展ppt

课题6. 金属有机化合物二茂铁及其衍生物的合成与性能研究6.1研究课题背景金属有机化合物是指含有一个或多个C-M键（σ键或π键）的化合物，M主要指金属原子，有时也包括非金属原子硼、硅等。

通常金属有机化合物依据金属被分为活泼金属有机化合物和过度金属有机化合物两大类，前者相对简单，而过渡金属有机化合物的内容要丰富得多，是当代化学的前沿领域之一，逐步形成为发展极为活跃、迅速和极富生命力的新兴学科。

第一个金属有机化合物是1827年Zeise合成的Zeise盐KPtCl3(CH2=CH2)，其后虽然陆续制得含C-M σ键的锌、汞、锡的金属烷基化合物，但在此后的一百多年里，有机金属化合物并没有得到人们充分的认识和理解。

早期的金属有机化合物研究主要局限于第AⅠ、第AⅡ主族金属元素上，Reformatsky反应(1887年)、Ullmann(1904年)和Grignard反应(1912年)等有限的几个反应的发现显示了其在有机合成中的独特魅力，但是这些反应的发现和应用是孤立的，并未能引起对整个金属有机化学的重视。

直到1951年，T.J.Kealy和P.J.Pauson 意外地合成了二茂铁（Ferrocene)，次年，G.Wilkinson和R.B.Woodward通过红外光谱、磁化率以及偶极矩的测定，判定二茂铁是具有夹心结构(sandwich strucyure)的金属π配合物，E.D.Fiseher等人后来通过x射线衍射的研究，认为二茂铁具有五角反棱柱的结构。

伴随着二茂铁结构和性能的研究，Zeigler-Natta烯烃聚合催化剂的发现（1953年）和乙烯催化（PdCl2-Cu+/Cu++）氧化合成乙醛的Wacker方法的相继问世（1957年），过渡金属有机化合物引起整个化学界的强烈震撼和重视。

自此以后，二茂铁及其衍生物的合成、结构与性质的研究数十年方兴未艾，二茂铁衍生物新物种层出不穷，使金属有机化学的发展，特别是过渡金属有机化学的发展出现了一个空前飞跃，开辟了金属有机化学的一个新领域，这些研究工作也极大地推动了化学键理论和结构化学的迅速发展。

二茂铁及其衍生物国外研究现状及发展趋势
二茂铁是一种具有重要应用价值的有机化合物，它的结构中包含两个茂基环，其中一个茂基环上带有一个茂基基团，另一个茂基环上则没有基团。

二茂铁可以通过化学合成、电化学和光化学方法制备得到，它具有较高的热稳定性、光学旋度、电化学性能以及生物活性，因此在材料科学、药物化学、有机光电子学等领域都有广泛的应用。

国外研究表明，二茂铁及其衍生物在材料科学方面的研究主要集中在电致变色、自组装、传感器、光电器件、有机发光等方面。

其中，通过改变二茂铁结构中的基团、引入不同的官能团和杂环，可以调控其颜色、荧光性质、电化学性质和热稳定性，使其在有机发光、光电转换等方面有广泛的应用。

此外，二茂铁的自组装性质和多层膜结构也受到了研究者的关注，通过自组装可以制备出具有优异性能的纳米材料。

在生物医学方面，二茂铁及其衍生物具有广泛的生物活性，如抗肿瘤、抗微生物、抗炎、抗氧化、抗病毒等。

其中，二茂铁衍生物的抗肿瘤活性受到了研究者的重视，研究表明，通过引入不同的官能团和杂环，可以提高二茂铁衍生物的细胞毒性和选择性，从而提高其抗肿瘤活性。

未来，二茂铁及其衍生物在材料科学、药物化学、有机光电子学等领域仍然有着广阔的发展前景。

随着人们对功能材料需求的不断增加，二茂铁衍生物也将会得
到更加深入的研究和应用。

二茂铁类化合物的应用研究进展1.陕西国际商贸学院陕西西安712046摘要：二茂铁作为一种结构特殊的金属有机化合物，具有特殊的理化性质及生物活性。

二茂铁类化合物以其特殊的性质而被广泛的应用于生物医药、功能材料、电化学分析及有机手性催化剂的制备方面，并显示出了优异的应用前景。

本文根据二茂铁类化合物的应用领域不同，对其应用进行综述，期望对二茂铁类化合物的研究及开发提供一定的参考。

关键词：二茂铁；二茂铁衍生物；应用；进展二茂铁作为一种金属有机化合物，具有芳香族化合物所特有的化学性质，其结构式见图1，分子式是C10H10Fe。

二茂铁在正常的环境下颜色是橙黄色的，于此同时二茂铁为粉末状的固体，含有樟脑的气味儿。

二茂铁和二茂铁的衍生物具有较好的生物活性，同时其化学特点也比较清晰，因此在生物医药方面、功能材料方面、电化学分析方面和催化剂方面得到了广泛的应用。

图1 二茂铁结构1 生物医药方面的应用二茂铁有一定的疏水性特点，且可以跟细胞里面含有的各类酶以及DNA等物质之间发生相互作用，进而达到治疗疾病的作用。

除此以外，二茂铁的结构呈现三明治的特点，具有较大的厚度。

于此同时，二茂铁的稳定性较强，具有较低的毒性，同时还可以在微生物以及医学界发挥作用。

在1976年，Edwards等[1]在青霉素以及头孢菌素里面引入了二茂铁，这样一来，它就具有了更强的特点，不仅可以保证物质的杀菌性能，还能够修饰内部的三维空间，进一步将药物的性能加以完善。

1984年Kopf-Amier小组报道了二茂铁鎓离子具有抗癌的作用。

Huang等[2]使用了MTT法对二茂铁衍生物进行了测定，在此基础上，研究了位于肺腺癌细胞的活性。

研究结果可以发现，上述化合物抗肿瘤活性相对较高。

Ning等[3]研制出了环钯二茂铁物质，这种物质属于一种不对应的异构体。

值得一提的是，上述配合物具有较强的药性。

Paitandi等[4]研制出了相应的络合物，于此同时，该物质还能够和DNA以及蛋白质展开对接。

二茂铁及其衍生物的研究进展和应用作者：潘广勇张丽来源：《武汉科技报·科教论坛》2013年第11期【摘要】二茂铁及其衍生物是一类重要的金属有机化合物。

本文着重对它们在催化、电化学、光电功能材料、医药学、添加剂、敏化剂、液晶材料等方面的应用和最新研究进展作了简要归纳和评述。

【关键词】二茂铁；二茂铁衍生物；研究进展；应用二茂铁又名二环戊二烯合铁，是一种新型的有机金属配合物，具有独特的夹心型结构和键合方式，高度热稳定性、化学稳定性和耐辐射性，其本身及其衍生物在催化、电化学及光电功能材料、医药学、添加剂、敏化剂、液晶材料等领域均得到非常广泛的应用。

一、在催化方面的应用二茂铁具有良好的电子效应和独特的刚性骨架，是手性催化剂的理想原料。

在不对称合成催化方面，手性二茂铁膦配体具有优异的催化活性和对应选择性，其在C = C键加成反应、羰基不对称合成反应、烯丙基反应、交叉偶联反应、不对称Aldol 反应中应用广泛。

随着对其膦配体结构的不断修饰、改进，手性二茂铁膦类配体将在不对称合成手性药物、天然产物以及非线性材料等许多领域发挥更大的作用。

二、在电化学及光电功能材料方面的应用近年来，二茂铁甲酸被广泛用于修饰多种氧化还原酶，特别是葡萄糖氧化酶（GOD），二茂铁甲酸与GOD生成Fc - GOD（FcH 表示二茂铁），已用于制作安培葡萄糖生物传感器.氧化还原型二茂铁大环化合物在离子的选择性迁移、氧化还原催化及发展为新一代的传感器方面有着诱人的应用前景。

二茂铁单元分子树络合物电化学行为及其应用研究表明，具有氧化还原可逆性的二茂铁及其衍生物是分子树络合物较常见的金属络合物，这些化合物可用作均相的多电子催化体系和改进电极表面的材料，包含多个与有机核相近的二茂铁单元的化合物可起到阴离子传感器的作用。

三、在医药学方面的应用二茂铁衍生物具有疏水性（或亲油性），能顺利通过细胞膜，与细胞内各种酶、DNA、RNA等物质起作用，因而有可能作为治疗某些疾病的药物；二茂铁衍生物具有芳香性，易于发生取代反应，具有一定厚度的夹心结构，能阻止二茂铁衍生物接近某些酶的活性部位，具有较强选择性；二茂铁衍生物稳定性好、毒性较低. 基于这些特性，二茂铁衍生物具有抗肿瘤、杀菌、杀虫、治贫血、抗炎、调节植物生长、抗溃疡、酶抑制剂等生理活性，其在生物学、医学、微生物学等领域有广泛的应用前景。

二茂铁及其衍生物
二茂铁及其衍生物是一类重要的有机金属化合物，具有许多独特的化学和物理性质。

它们由一个铁原子与两个茂环（五碳环）共享电子而形成。

二茂铁的结构稳定，受到广泛关注，并在有机合成、催化剂和材料科学等领域中发现了许多应用。

二茂铁具有独特的磁性性质。

由于茂环上的π电子与铁原子之间形成的键强度适中，二茂铁在室温下表现出自旋顺磁性。

这使得二茂铁及其衍生物在磁性材料和磁性催化剂等领域具有应用潜力。

此外，二茂铁还可以通过调整其配体结构来调控其磁性，进一步扩展了其在磁性材料中的应用。

二茂铁及其衍生物在有机合成中具有重要的应用价值。

由于二茂铁分子中含有两个茂环，这些茂环能够与其他有机分子中的π电子进行反应，形成C-C键或C-X键（X代表其他原子或基团）。

这使得二茂铁成为一种重要的催化剂，广泛应用于有机合成反应中。

例如，二茂铁配合物可以催化烯烃的聚合反应，合成高分子材料。

此外，二茂铁还可以催化醇的氧化反应，合成酮或醛化合物。

这些应用使得二茂铁成为有机化学领域中不可或缺的重要化合物。

二茂铁及其衍生物还在材料科学领域发现了许多应用。

由于二茂铁的结构稳定性和特殊的电子结构，它可以作为高分子材料的添加剂，改善其热稳定性和机械性能。

二茂铁及其衍生物是一类具有重要应用价值的有机金属化合物。

它们具有独特的磁性性质，在磁性材料和磁性催化剂等领域有广泛应用。

此外，二茂铁还在有机合成和材料科学中发现了许多应用。

随着对二茂铁及其衍生物性质的深入研究，相信它们将在更多领域展现出重要的应用潜力。

二茂铁衍生物生物材料摘要：1.引言：介绍二茂铁衍生物生物材料的背景和重要性2.二茂铁衍生物的性质和特点3.二茂铁衍生物在生物材料领域的应用4.二茂铁衍生物的优势和局限性5.总结：对二茂铁衍生物生物材料的前景进行展望正文：【引言】二茂铁衍生物是一类具有独特结构和优异性能的生物材料。

随着科技的发展和人们对环保、可持续材料的关注，二茂铁衍生物生物材料在各个领域逐渐得到广泛应用，成为研究热点。

本文将对二茂铁衍生物生物材料的相关内容进行介绍，以期对该领域的研究与发展提供参考。

【二茂铁衍生物的性质和特点】二茂铁衍生物是一类具有特殊结构的有机金属化合物，其分子中含有二茂铁基团。

这类化合物具有以下特点：1.高度稳定性：二茂铁衍生物具有较强的抗氧化性，使其在生物体内具有较好的稳定性。

2.可生物降解：二茂铁衍生物可在生物体内经过酶解作用而降解，具有良好的生物相容性。

3.多功能性：二茂铁衍生物可进行多种化学反应，具有多种生物学功能。

【二茂铁衍生物在生物材料领域的应用】二茂铁衍生物在生物材料领域具有广泛的应用前景，主要包括以下几个方面：1.药物传递载体：二茂铁衍生物可作为药物传递载体，提高药物的生物利用度和治疗效果。

2.影像学对比剂：二茂铁衍生物具有优良的磁共振成像性能，可作为影像学对比剂使用。

3.抗氧化剂：二茂铁衍生物具有较强的抗氧化性，可用于预防和治疗氧化应激相关的疾病。

4.生物传感器：二茂铁衍生物可作为生物传感器，实现对生物分子或细胞事件的高灵敏检测。

【二茂铁衍生物的优势和局限性】二茂铁衍生物在生物材料领域具有明显优势，但同时也存在一定的局限性：优势：1.高度稳定性和生物相容性；2.多功能性能够满足不同生物应用需求；3.可降解性有利于减少环境污染。

局限性：1.合成方法相对复杂，生产成本较高；2.部分二茂铁衍生物在生物体内的分布和代谢尚不明确；3.部分二茂铁衍生物的生物活性和毒性尚需进一步研究。

【总结】二茂铁衍生物生物材料在药物传递、影像学、抗氧化和生物传感等领域具有广泛应用前景。