二茂鐵:有機過渡金屬化合物-中文百科頻道

物理參數

蒸汽壓:0.03 mmHg ( 40 °C)

沸點:249 °C(lit.)

熔點:172-174 °C(lit.)

密度:(20°C) 2.69 g/cm³

紫外吸收:λmax 358 nm

質量指标

二茂鐵的質量分數≥98.0%遊離鐵≤200X10-6

熔點172~174℃ 甲苯不溶物 ≤0.5%

還原反應

二茂鐵在酸性溶液很容易被氧化為藍色順磁性的二茂鐵鎓離子[(η5-C5H5)2FeIII]+，其電勢以飽和甘汞電極為标準大約為0.5V。由于産物二茂鐵反應性不強且易于分離，該離子有時被用作氧化劑，以六氟磷酸鹽[PF6]−或氟硼酸鹽[BF4]−的形式存在。環上不同的取代基會使該電勢值産生變化：吸電子基（如羧基）使得電極電勢值上升；而給電子基（如甲基）則使得該值下降，氧化變得容易。全甲基取代二茂鐵被氧化後生成的鹽[Fe(η5-C5Me5)2][tcne]（tcne=四氰乙烯）具有不尋常的磁性性質，為深綠色晶體，含有陽離子與陰離子交替出現的長鍊。

二茂钌和锇的類似陽離子[MIII(η5-C5H5)2]+卻是不穩定的，容易進一步氧化為[MIV(η-C5H5)2]2+陽離子或二聚成為[(η5-C5H5)2MIII-MIII(η5-C5H5)2]2+。

衍生物

五羰基鐵與環戊二烯在高壓釜中于135°C反應得到一種深紅紫色晶體的雙核絡合物環戊二烯基羰基鐵[Fe(η5-C5H5)(CO)2]2，它對空氣和水都是穩定的。結構測定表明該化合物中兩個成橋羰基及兩個鐵原子共平面，且存在Fe-Fe鍵。環戊二烯基羰基鐵很容易制備，并且在有機合成中有廣泛應用。

制備方法

由鐵粉與環戊二烯在300℃的氮氣氛中加熱，或以無水氯化亞鐵與環戊二烯合鈉在四氫呋喃中反應而得，也可采用電解合成法，采用環戊二烯、氯化亞鐵、二乙胺為原料合成二茂鐵可按下法操作。攪拌下，向四氫呋喃中分次投入無水氯化鐵(FeCL3)，再加入鐵粉，在氮氣保護下加熱回流4.5h，得到氯化亞鐵溶液。減壓蒸除溶劑四氫呋喃，得近幹的殘留物。在冰浴冷卻下，加入環戊二烯和二乙胺的混合液，在室溫下猛烈攪拌6-8h，減壓蒸除多餘的胺，殘留物用石油醚回流萃取。将萃取液趁熱過濾，蒸除溶劑後，即得二茂鐵粗品。用戊烷或環已烷重結晶，或采用升華法提出純，即為精制品收率73-84%。

用途說明

二茂鐵可用作火箭燃料添加劑，汽油的抗爆劑和橡膠及矽樹脂的熟化劑，也可作紫外線吸收劑。二茂鐵的乙烯基衍生物能發生烯鍵聚合，得到碳鍊骨架的含金屬高聚物，可作航天飛船的外層塗料。二茂鐵的消煙助燃作用發現較早，無訟是添加在固體燃料、液體燃料或氣體燃料中，都能發揮這種效應，尤其對于在燃燒時産生煙大的烴類，其效果更為顯着。

其添加在汽油中有很好的抗震作用，但是由于氧化鐵沉積到火花塞上影響發火而受到限制，為此，也有人使用排鐵混合物以減少鐵的沉積現象。二茂鐵添加在煤油或柴油中，由于該發動機不用點火裝置，所以不良的影響較少，在燃燒中除了消煙助燃外，其還有促使一氧化碳較化為二氧化碳的作用。

另外，它在燃燒中可提高燃燒熱、增加功率而達到節能和減少大氣污染的效果，二茂鐵添加到鍋爐燃料油中，可減少煙的生成和噴嘴積碳。在柴油中添加0.1%，可消煙30-70%，節油10-14%,功率提高10%。二茂鐵用在固體火箭燃料中的使用報道更多，甚至還有摻在煤粉中作減速煙劑使用。在以高分子聚合物廢料作燃料時，添加二茂鐵後可降煙數倍，還可作塑料的減煙添加劑。除上述用途以外，二茂鐵還有其他應用，作為鐵肥料，有益于植物吸收，增長率加作物的含鐵量，它的衍生物可作殺蟲劑。

二茂鐵的工業和有機合成方面的用途也很多，例如，它的衍生物可作為橡膠或聚乙烯的抗氧劑、聚脲酯的穩定劑、異丁烯痙甲基化催化劑、高分子過氧化物的分解催化劑，增加甲苯氯化中對位氯甲苯的産率，在其他方面又可作為潤滑油抗負荷添加劑、研磨材料的促進劑等。

二茂鐵衍生物具有疏水性(或親油性),能順利通過細胞膜,與細胞内各種酶、DNA、RNA等物質起作用,因而有可能作為治療某些疾病的藥物;二茂鐵衍生物具有芳香性,易于發生取代反應,具有一定厚度的夾心結構,能阻止二茂鐵衍生物接近某些酶的活性部位, 具有較強選擇性;二茂鐵衍生物穩定性好、毒性較低，基于這些特性,二茂鐵衍生物具有抗腫瘤、殺菌、殺蟲、治貧血、抗炎、調節植物生長、抗潰瘍、酶抑制劑等生理活性,其在生物學、醫學、微生物學等領域有廣泛的應用前景。

二茂鐵在化學、工業及醫藥等領域中有着非常廣泛和重要的用途,如:可用作燃油消煙劑或燃速調節劑、光敏劑、穩定劑、高分子材料改良劑等,且可用于合成D-丙氨酸、二茂鐵青黴素等藥物中間體,還可用作補血劑治療缺鐵性貧血症等。