二茂鐵 Ferrocene

編號系統

CAS號：102-54-5

MDL號：MFCD00001427

EINECS號：203-039-3

RTECS號：LK0700000

BRN號：暫無

PubChem號：24869986

物性數據

1.      性狀：常溫下為橙黃色粉末，有樟腦氣味。

2.      密度（g/mL,25℃）：0.997

3.      相對蒸汽密度（g/mL,空氣=1）：未確定

4.      熔點（oC）：172-174

5.      沸點（oC,常壓）：249

6.      沸點（oC, mmHg）：未確定

7.      折射率：未確定

8.      閃點（oC）：100

9.      比旋光度（o）：未確定

10.   自燃點或引燃溫度（oC）: 未確定

11.   蒸氣壓（mmHg,40oC）：0.03

12.   飽和蒸氣壓（kPa, oC）：未確定

13.   燃燒熱（KJ/mol）：未確定

14.   臨界溫度（oC）：未確定

15.   臨界壓力（KPa）：未確定

16.   油水（辛醇/水）分配系數的對數值：未確定

17.   爆炸上限（%,V/V）：未確定

18.   爆炸下限（%,V/V）：未確定

19.   溶解性：不溶于水，易溶于苯、乙醚等有機溶劑。

毒理學數據

1、急性毒性：大鼠經口LD5O：1320mg/kg； 小鼠經口LD5O：832mg/kg

生態學數據

該物質對水有稍微的危害。

分子結構數據

暫無

計算化學數據

1、   疏水參數計算參考值（XlogP）：

2、   氫鍵供體數量：0

3、   氫鍵受體數量：2

4、   可旋轉化學鍵數量：0

5、   互變異構體數量：

6、   拓撲分子極性表面積（TPSA）：0

7、   重原子數量：11

8、   表面電荷：0

9、   復雜度：11.6

10、同位素原子數量：0

11、確定原子立構中心數量：0

12、不確定原子立構中心數量：0

13、確定化學鍵立構中心數量：0

14、不確定化學鍵立構中心數量：0

15、共價鍵單元數量：3

性質與穩定性

1.避免與氧化劑接觸。

2.該試劑化學性質穩定，400 ^oC以內不分解，高于400 ^oC加熱分解釋放出辛辣的具刺激性的煙霧。對空氣和濕氣不敏感，不易與酸或堿反應，但對氧化劑較敏感。此外，應避免吸入或與皮膚接觸，長時間暴露于其中可引起肝部損傷。

貯存方法

1.儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源、防靜電。防止陽光直射。保持容器密封。應與氧化劑分開存放，切忌混儲。配備相應品種和數量的消防器材。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。

合成方法

1.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，得近干的殘留物。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，減壓蒸除多余的胺，殘留物用石油醚回流萃取。將萃取液趁熱過濾，蒸除溶劑后，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%。

2.    在裝有機械攪拌器、回流冷凝器和氮氣導入管的250毫升三頸瓶中加入100毫升純制過的四氫吠喃，在攪拌下分次加入27.1克(0.166摩爾)無水三氯化鐵和4.7克(0.084克原子)鐵粉。在攪拌和通氮下加熱回流反應4.5小時，得到上層為棕色清液的灰色粉狀物。
    與此同時，在裝有機械攪拌器，頂端裝有與二甲苯計泡器相連的氯化鈣干燥管的回流冷凝器，及可通入氮氣流的但壓滴袱漏斗的500毫升三頸瓶中，加入200毫升鈉干二甲苯和11.5克(0.5克原子)金屬鈉。加熱至沸，快速攪拌使鈉很好分散。繼續攪拌和通氮，讓混合物冷卻，沉積，缸吸出大部份二甲苯。通過漏斗加入200毫升四氫映喃，在攪拌和冰冷卻下，將42毫升(0.5摩爾)現蒸的環戊二烯分次加入，約1小時。在攪拌和冷卻下繼續反應2一3小時。
    在通氮下，將上述含有氯化亞鐵的250毫升燒瓶中的物料加到冷卻的環戊二烯基鈉溶液中，在剛低于回流溫度下攪拌反應1.25小時。蒸除溶劑，從殘余物中用幾份熱石油醚以萃取出二茂鐵，蒸出石油醚即得產品。二茂鐵可采用從戊烷或環已環中重結晶，或采用升華法以純制。得到31-34克(67一73%).

3.    在250毫升燒瓶中，如上法制備0.25摩爾氯化亞鐵在100毫升四氫吠喃中的懸浮液。減壓蒸除四氫映喃至近干。將燒瓶置于冰浴中冷卻，加入42毫升(0.5摩爾)新蒸的環戊二烯和約100毫升 (約1摩爾)二乙胺的混合物，在室溫下劇烈攪拌6一8小時。減壓下除去過量的胺，殘余物用石油醚回流反復提取。提取液熱濾后，蒸除溶劑，得二茂鐵橙色結晶，可在戊烷或環已烷中重結晶或用升華法進一步純化。產品重34一39克(73一 84%)

用途

二茂鐵在化學、工業及醫藥等領域中有著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、二茂鐵青霉素等藥物中間體，還可用作補血劑治療缺鐵性貧血癥等。

二茂鐵是一種特殊的金屬有機化合物，它在有機溶劑中的溶解性，它的富電子的特點以及“夾餡型”的結構，使得它在有機合成中主要有兩個用途：(1) 直接用作還原劑或者催化劑；(2) 通過環戊二烯環的官能團化制備二茂鐵衍生物。

二茂鐵本身是一個很好的還原劑，能夠參與很多氧化還原性質的反應，例如：它可以作為一種單電子的均相催化劑催化Pschorr環化反應，使本來需要數小時的反應在幾分鐘之內完成，且得到較高的產率 (式1)^[1]，它還能在三氟乙酸酐存在下將亞砜還原為硫化物 (式2)^[2]。

通過對二茂鐵的環戊二烯環的活化，能夠制得一系列衍生物 (式3^[3]，式4^[4]，式5^[5] )，其中一些具有平面手性的衍生物能夠作為手性配體與其它金屬配合形成手性催化劑，已經實現的反應如不對稱的Diels-Alder反應^[6,7]，不對稱的烯丙基化反應^[8,9]，及其它一些不對稱官能團化反應^[10]。

此外，二茂鐵在高分子化學、納米科學中也得到了廣泛應用^[11,12]。

安全信息

危險運輸編碼：UN 1325 4.1/PG 2

危險品標志：很易燃 有害 危害環境

安全標識：S22 S61

危險標識：R11 R22 R51/53

文獻

1. Wassmundt, F. W.; Kiesmad, W. F. J. Org. Chem., 1995, 60, 196. 2. Kenji K.; Yasuo K.; Naomichi F. Chem. Lett., 2000, 400. 3. Rodríguez-Cendejas, C. G.; Liebeskind, L. S.; Pe?a-Cabrera, E. ARKIVOC (Gainesville, FL, United States) 2005, 6, 250. 4. Plazuk, D.; Zakrzewski, J. J. Org. Chem., 2002, 67, 8672. 5. Guillaneux, D.; Kagan, H. B. J. Org. Chem., 1995, 60, 2502. 6. Fukuzawa, S.-i.; Fujimoto, K.; Komuro, Y.; Matsuzawa, H. Org. Lett., 2002, 4, 707. 7. Mancheno, O. G.; Arrayas, R. G.; Carretero, J. C., J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 456. 8. You, S.-L.; Hou, X.-L.; Dai, L.-X.; Yu, Y.-H.; Xia, W. J. Org. Chem., 2002, 67, 4684. 9. Hou, X.-L.; Sun, N. Org. Lett., 2004, 6, 4399. 10. (a). Bolm, C.; Muniz-Fernandez, K.; Seger, A.; Raabe, G.; Gumther, K. J. Org. Chem., 1998, 63, 7860. (b). Bolm, C.; Muniz, K.; Hildebrand, J. P. Org. Lett., 1999, 1, 491. 11. Imahori, H.; Tamaki, K.; Araki, Y.; Sekiguchi, Y.; Ito, O.; Sakata, Y.; Fukuzumi, S. J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 5165. 12. Sun, W.-Y.; Kusukawa, T.; Fujita, M. J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 11570. 13.參考書：現代有機合成試劑<性質、制備和反應>；胡躍飛 付華 編著；化學工業出版社；ISBN 7-5025-8542-7

備注

暫無

表征圖譜