二茂铁衍生物的合成及性质鉴定.docx

二茂铁衍生物的合成及性质鉴定百克网：2008-4-29 10:35:16　　文章来源：本站　　??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 2.1.1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。2.1.2试剂： 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 2.3.1制备薄层色谱板。向5‰的羧甲基纤维素纳（CMC）水溶液中加入适量的硅胶(silica 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。2.3.2用少量的纯二茂铁和乙酰二茂铁粗产品分别溶于2mL二氯甲烷中，配成它们的浓溶液。2.3.3把毛细管浸入二茂铁溶液，然后在色谱板上轻轻点触。2.3.4在盛有石油醚和二氯甲烷的层析缸内分别展板，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