二茂铁基偶氮苯甲酸溶液的光化学和电化学行为

合集下载

二茂铁光学行为探究

二茂铁光学行为探究一、前言二茂铁是一种具有特殊结构的过渡金属有机化合物，它的光学性质备受关注。

在本篇文章中，我们将探究二茂铁的光学行为。

二、二茂铁的结构和性质1. 二茂铁的结构二茂铁是一种由两个茂环组成的化合物，其中一个茂环上连接了一个铁原子，另一个茂环上没有连接任何原子。

这种结构使得二茂铁具有特殊的电子结构和光学性质。

2. 二茂铁的性质由于其特殊的结构，二茂铁具有以下性质：(1) 具有良好的稳定性和热稳定性；(2) 具有很强的吸收能力和荧光发射能力；(3) 具有可逆氧化还原性质；(4) 具有较强的自旋极化效应。

三、二茂铁在溶液中的吸收光谱1. 吸收峰位置和强度在溶液中，二茂铁会吸收紫外线和可见光，并产生吸收峰。

根据实验结果，可以得到二茂铁在溶液中的吸收峰位置和强度如下：(1) 紫外吸收峰：在200-300 nm范围内，有一个较强的吸收峰，峰值为260 nm左右；(2) 可见光吸收峰：在400-500 nm范围内，有一个较强的吸收峰，峰值为435 nm左右。

2. 吸收光谱的解释二茂铁在溶液中的吸收光谱可以通过其分子结构和电子能级来解释。

二茂铁分子中铁原子上的d轨道电子和两个茂环上的π电子可以形成一个共轭体系，使得分子能够吸收紫外线和可见光。

根据量子力学理论，当分子受到特定波长、特定能量的光照射时，它会发生电子跃迁，从低能级跃迁到高能级。

因此，在紫外线和可见光区域内出现了相应的吸收峰。

四、二茂铁在溶液中的荧光发射行为1. 荧光发射位置和强度当二茂铁受到紫外线或可见光激发后，会发生荧光发射。

根据实验结果，可以得到二茂铁在溶液中的荧光发射位置和强度如下：(1) 荧光发射峰：在400-600 nm范围内，有一个较强的荧光发射峰，峰值为480 nm左右；(2) 荧光强度：二茂铁的荧光强度较低，但是可以通过改变其环境条件来增加荧光强度。

2. 荧光行为的解释二茂铁在溶液中的荧光行为可以通过其分子结构和电子能级来解释。

含二茂铁基树形两亲分子的合成及电化学行为_图文(精)

第37卷第12期 2009年12月华南理工大学学报(自然科学版Journal of South China University of Technology(Natural Science EditionV01.37No.12 December 2009文章编号:1000-565X(200912—0028—04含二茂铁基树形两亲分子的合成及电化学行为木任碧野施璐程志毓单化众李崇清童真(华南理工大学材料科学研究所,广东广州510640摘要:以3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯为母体,经与11一二茂铁基溴代十一烷进行亲核取代反应合成了3,4,5-三一(1l一二茂铁基十一烷氧基苯甲酸。

通过元素分析、核磁共振、傅里叶变换红外及紫外一可见光谱等对产物进行了表征,并利用循环伏安法、线性扫描伏安法、常规脉冲伏安法、计时电流法和计时电量法研究了产物的电化学行为,测定了其电化学参数.结果表明,该二茂铁基两亲分子在DMF溶液中具有良好的氧化还原可逆性, 是由扩散控制的可逆过程,且3个二茂铁基团之间没有强相互作用而显示等同的氧化还原活性.关键词:二茂铁;树形两亲分子;电化学行为中图分类号:061.25文献标识码:A树形分子化学是近20年来快速发展起来的一门新兴学科.由于树形分子具有结构可控、单分散和尺寸在纳米级别等重要特征,其已成为构筑超分子体系或其它高级结构的理想的纳米结构单元【l。

3J.二茂铁及其衍生物具有良好的可逆氧化还原活性,并且易于合成.二茂铁基功能化的树形分子将二茂铁独特的氧化还原特性与树形分子的特殊拓扑特征有机结合起来,有望成为具有独特的物理、光学、电化学、光化学以及催化性能的材料H弓J.若将反应活性官能团引入二茂铁基树形分子,则能进一步拓宽二茂铁基树形分子的应用领域,赋予其新的性能,如通过与聚合物进行超分子组装而产生液晶行为或者离子识别能力[6-8].目前关于这类树形分子的报道相对较少,文中以3,4,5.三羟基苯甲酸甲酯为母体与1l一二茂铁基溴代十一烷反应,经3,4,5一三(1l一二茂铁基十一烷氧基苯甲酸甲酯(I合成了一个新的含二茂铁基的树形两亲分子一,4,5.三.(11.二茂铁基十一烷氧基苯甲酸(Ⅱ,并对其溶液电化学性质进行了研究.合成路线如图1所示.图1化合物Ⅱ的合成路线Fig.1Synthetic route of compoundⅡ1实验1.1试剂与仪器11-二茂铁基溴代十一烷按文献[9]方法合成; 四丁基高氯酸铵按文献[10]方法合成;N,N.二甲基甲酰胺(DMF经分子筛浸泡过夜后减压蒸馏精制; 其他试剂为分析纯,直接使用.Hitachi UV-3010型紫外一可见光谱仪(日立公司;Bruker Venor 33型傅里叶变换红外光谱(FHR收稿日期:2008.09.22・基金项目:国家自然科学基金资助项目(50873037作者简介:任碧野(1965-,男,教授,博士生导师,主要从事功能高分子材料的研究.E-mail:mcbyren@ 万方数据第12期任碧野等:含二茂铁基树形两亲分子的合成及电化学行为仪(Bruker公司;Varian INOVA 500NB型核磁共振仪(Varian公司;Vario EL型元素分析仪(Elementar 公司;Autoflex III smart'fin型基质辅助激光解析串联飞行时间质谱仪(Bruker公司;CHI 660C型电化学工作站(美国CHI公司,测试采用三电极体系:玻碳电极(引mm为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂丝为对电极,KQ218超声波清洗器,加入 0.1mol/L四丁基高氯酸铵作为支持电解质,溶剂为 DlVIF,扫描范围为O~l V,实验在室温下进行. 1.23,4,5.三(11.二茂铁基十一烷氧基苯甲酸甲酯(I的合成将0.133g(O.723mm013,4,5-三羟基苯甲酸甲酯溶于20mL DMF中,然后再加入1g无水K2C03, 在氩气保护下将体系升温至80℃,缓慢滴加含有1g (2.385mmol,过量10%11-二茂铁基溴代十一烷的 DMF溶液,充分反应24h,反应结束后立即趁热过滤,收集并旋干滤液,得到黄色液体,再将产物用 CH:CI:溶解,再次过滤,收集并旋干滤液,将粗产物通过色谱柱提纯(洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯体积比为10:1,旋干,真空除去溶剂得到0.8349黄色液体I,收率为80%.其核磁共振分析结果如下:1HNlVIR(CDCl3艿:1.284—1.483[48H, (CH28],1.772(6H,Ar_—O—cH2一cH2,2.993 (6H,Fc——CH2,3.884(3H,Ar—七OOCH3, 3.995(6H,Ar_—m—CH2,4.047(27H,HFe, 7.255(2H,HAr.1.33,4,5.三(11.二茂铁基十一烷氧基苯甲酸(II的合成将19(o.834mm01化合物I溶于30mL无水乙醇中,在氩气氛围内将体系温度升至90℃,然后滴加含有0.5g(8.929mmol,过量1000%KOH的水溶液,保持体系均相反应8h,反应结束后将乙醇旋干,过滤并收集黄色固体,将其溶于20mL四氢呋喃 (THF 中,氩气保护下升温至80℃再滴加含0.33g (8.929mmol,过量1000%HCl的盐酸溶液,反应 1h后旋干有机相,过滤收集橙黄色固体,并用水充分洗涤至中性,真空干燥后得到0.8309黄色固体产物Ⅱ,收率为84%.其核磁共振、元素分析、质谱、红外光谱等分析结果如下:1HNMR(CDCl36:1.288一1.476[48H, (CH28],1.798(6H,Ar_-o—cH2——cH2,2.294 (6H。

二茂铁基聚合物材料的制备及电化学性能研究

二茂铁基聚合物材料的制备及电化学性能研究作者：郎丰饶来源：《现代盐化工》2020年第05期摘要：二茂铁基聚合物材料在制备过程中需要以丙烯酰二茂铁基乙酯和丙烯酰胺为原材料，采用溶液聚合法来进行化学反应。

对二茂铁基聚合物材料的制备进行详细的阐述，同时，对其电化学性能进行研究与分析。

关键词：丙烯酰二茂铁基乙酯（AFcEE）；丙烯酰胺（AM）；P（AFcEE-co-AM）；修饰电极；电化学性能基金项目：吉林农业科技学院青年科研项目“二茂铁基羧酸配位聚合物的合成研究”（校20190682）1 实验1.1 药品及仪器1.1.1 实验药品二茂铁基聚合物材料的制备过程所涉及的化学药品有无水乙醇、甲醇、二氯甲烷等，必须确保在二茂铁基聚合物材料的制备过程中所使用的丙烯酰胺、乙腈、硝酸等化学药品都符合实验开展的标准[1]。

除此之外，二茂铁基聚合物材料的制备还涉及N，N-二甲基甲酰胺（DMF）、无水高氯酸锂（LiClO4）等化学药品。

全面的化学药品是确保实验顺利开展的基础，所以，在实验研究开展之前一定要将所需要的化学药品准备齐全。

1.1.2 仪器本实验在开展的过程中涉及DS-7510 DT超声波清洗器、GZX-9140 MBE型数显鼓风干燥箱、CHI660E电化学工作站等，这些仪器分别来自于不同的厂家，但都是本次实验开展过程中所必需的实验仪器。

1.2 丙烯酰胺聚合物的合成丙烯酰胺聚合物合成的过程需要严格按照以下步骤开展：（1）研究人员需要对丙烯酰胺聚合物合成过程中所需要的化学反应物进行称量，然后将一定量的化学反应物充分混合，进而获得体积分数为40%的混合溶液。

（2）在第一步实验操作的基础上往混合溶液中加入引发剂AIBN，搅拌均匀之后得到新的混合溶液。

（3）在第二步实验操作的基础上将混合溶液放入温度为75 ℃的水中，经过6 h的恒温水浴得到新的混合溶液，标记为3号溶液。

（4）在3号混合溶液中加入适量甲醇溶液，再将得到的混合溶液放入超声波清洗器内，经过15 min的超声波清洗，混合溶液出现了分层。

二茂铁的制备实验报告

二茂铁的制备实验报告
实验目的：掌握两步法合成二茂铁的实验方法，理解二茂铁的结构及其化学性质。

实验原理：二茂铁是一种具有很强的磁性和光学性质的五元环化合物。

其制备方法一般采用两步法，第一步是通过铁冠醚与钠反应得到二茂铁钠，第二步是通过盐酸将其酸化得到二茂铁。

实验步骤：
1.准备实验所需的器材和试剂，清洗干净，并在通风橱中进行。

2.将10.0 g钠粒用手指拿出5个，然后还原分散在无水乙醇中。

3.将10.0 g铁二甲酸根铵溶于50 mL蒸馏水中，滴加6.0 mL10%水合肼溶液，搅拌均匀至铁二甲酸根铵充分溶解。

然后将适量液氨加入溶液，调节PH至10-11。

此时，加入磁力搅拌子。

4.滴加钠乙醇溶液至观察到溶液变为棕色，此时可以停止反应。

5.过滤棕色溶液，沉淀放置至室温下压榨液体垫干。

6.加入10 mL无水乙醇，使沉淀完全颗粒化，然后抽滤并压干。

7.将压榨的样品加入烷基苯（或氯仿）中，进行提纯，得到二茂铁粉末。

用甲苯或丙酮洗涤干净，然后烘干。

8.将得到的二茂铁样品称量，计算收率。

实验结论：通过本次实验，成功地制备了二茂铁，并得到了80.5%的收率。

实验的过程严谨，结论可靠。

二茂铁苯基衍生物的综合化学实验设计

大学化学Univ. Chem. 2024, 39 (4), 329收稿：2023-10-09；录用：2023-11-28；网络发表：2023-12-18*通讯作者，Email:********************.cn基金资助：国家自然科学基金项目(22071025)；教育部2022年度基础学科拔尖计划2.0研究课题(20222114)；福建省中青年教师教育科研项目(科技类) (JAT210020)•化学实验• doi: 10.3866/PKU.DXHX202310005 二茂铁苯基衍生物的综合化学实验设计鄢剑锋，肖雅婷，左鑫，林彩霞，袁耀锋*福州大学化学学院，福州 350108摘要：介绍了一个综合化学实验，涉及二茂铁苯基衍生物的合成、光物理和电化学性质的表征。

该实验难度适中，综合运用了多种表征方法和测试手段，将大学基础化学理论、基本实验技能与金属有机领域的学术研究相结合。

采用逆合成分析法设计了“一锅法”水相合成路线，旨在帮助学生树立绿色化学的概念以及培养可持续发展的思想。

实验运用了紫外-可见吸收光谱和电化学方法对目标化合物的光物理和电化学性质进行研究，并结合量化计算手段详细比较了给电子基团和吸电子基团对分子电荷分布带来的影响。

通过以科研反哺教学的模式，本实验不仅使学生掌握了基本的科研训练，而且培养了他们的综合实验素质。

关键词：二茂铁苯基衍生物；水相合成；光物理；电化学；量化计算；综合化学实验中图分类号：G64；O6Comprehensive Chemistry Experimental Design of Ferrocenylphenyl DerivativesJianfeng Yan, Yating Xiao, Xin Zuo, Caixia Lin, Yaofeng Yuan *College of Chemistry, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China.Abstract: This article presents a comprehensive chemistry experiment that involves the synthesis, photophysical and electrochemical characterization of ferrocenylphenyl derivatives. By integrating multiple characterization methods and test approaches, this experiment helps students learn fundamental college chemistry theory, basic laboratory skills, and academic research in the field of organometallics. UV-Visible spectroscopic and electrochemical methods were utilized to study the target compounds and compare the electron-donating and electron-withdrawing effects on the molecular spectrum via a quantitative computation methodology. Furthermore, it stimulates the creation of green chemistry values and sustainable development mindfulness while developing students’ scientific research and comprehensive experimental skills.Key Words: Ferrocenylphenyl derivatives; Aqueous synthesis; Photophysical; Electrochemistry;Quantum chemical calculation; Comprehensive chemistry experiment综合化学实验是一门涵盖无机、有机、分析和物理化学等多个领域的综合设计性实验课程，旨在培养学生在化学实验技术、科学思维和实验设计等方面的综合能力。

二茂铁衍生物的合成及性质鉴定

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。

二茂铁的合成和电化学性能研究

二茂铁的合成和电化学性能研究实验目的：1.了解二茂铁这一典型金属有机化合物的合成方法和有关性质。

2.学会电化学电极的准备和操作。

3.熟悉常规的电化学测试方法（循环伏安法和交流阻抗法）以及数据的处理。

实验原理：1.二茂铁：二茂铁(Fe(C5H5)2, ferrocene, Fc)是一个典型的金属有机化合物夹心型结构 G Wilkinson 和Woodward 在1952年确定了它的结构。

性质：熔点：172～173℃，400℃不分解，但在100℃开始升华。

能溶于乙醚、石油醚等非极性溶剂，不溶于水。

对碱和非氧化性酸稳定。

具有芳香性，在环上能进行酰化反应，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，可以作为手性配体，用于手性化合物催化合成的辅助配体。

2.二茂铁的制备二茂铁的合成方法很多，一般都是用绿化亚铁和环戊二烯的盐在碱的作用下得到。

例如：3.循环伏安法在一定扫描速率下，从起始电位正向扫描到转折电位期间，溶液中Red 被氧化生成Ox ，产生氧化电流；当负向扫描从转折电位变到原起始电位期间，在指示电极表面生成的Ox 被还原生成Red ，产生还原电流。

从循环伏安图上读取以下数据：可逆性判断：计算电极面积和扩散系数: Fe FeCl 2 +C 5H 6三乙胺Fe(C 5H 5)2FeCl 2 + MC 5H 5(M=Na, K)Fe(C 5H 5)2FeCl 2 + C 5H 5MgBr Fe(C 5H 5)2i —E 曲线pc ϕpa ϕpcpa 0'()2ϕϕϕ+=pa i pc i pa pc 1i i ≈pc pa 0.059nϕϕϕ∆=-=53/21/21/2p 2.6910i n ACD v =⨯4.交流阻抗:也叫做电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy，简写为EIS)，早期的电化学文献中称为交流阻抗(AC Impedance)。

二茂铁—磷钼钨杂多酸超分子膜电极电化学性能的研究

ＣＭＥ．
实验表明，一步法成膜明显优于二步法成膜．首先，一步法成膜速度快；其次，一步法成膜所需及ＰｏＷ用量少；Ｍ６￣更重要的是一步法成膜易控制Ｆ和Ｐｏ的比例，ｃＭ６利于形成ＦＭ６ｓＰｏ超分子膜，Ｗ
所以本实验选择一步法成膜．３１２制膜液组成的选择．．实验表明，ｃ的乙醇溶液加到Ｐｏ的８ｓ溶液中，液立即呈浅蓝ＦＭ６２吼溶
比电极丝为对电极，ｃＰｏ／ＣＣＥ为工作电极、铂Ｆ８Ｍ６ＧＭ
磷铝钨杂多酸（Ｍ６及其它试剂均为分析纯，Ｐ０）ｗ
储备液由３％的过氧化氢（ｏ分析纯）稀释而
％ｗ６＋
成，二茂铁（ｃ使用前升华纯化，Ｆ）实验用水为石英二次蒸馏水、２２ｃＰ．ＦＭ、ＧＭＥ的制备将活化的ｃ／ＣＣｃ电极作工作电极置于２５０ｍｌＬ、ｘ１。ｏ・
色，这是因为Ｐｏ将氧化，Ｍ６自身被还原为杂多蓝．Ｇ将ｃ电极在此体系中于一．一＋．Ｖ问扫０２０８描一段时间，出电极，取发现其表面有蓝色光泽的薄膜，改变Ｆ的用量观察膜的形成，ｃ我们发现当Ｆ的ｃ浓度小于Ｐｏｗ浓度时，Ｖ图上出现三对稳定的可逆峰；Ｍ６Ｃ随着Ｆ浓度的增加，ｃ第三对峰逐渐变小，当其浓度为Ｐｏｗ浓度的８Ｍ６倍时，ｖ图上只出现两对稳定的可逆峰．ｃ继续增大Ｆ浓度，ｃ第二对峰变宽，峰电流减小，峰电位负移，Ｆ浓度太于Ｐｏ当ｃＭ６浓度ｌ倍后，Ｖ曲线仅出现一对峰ｗ５Ｃ上述现象表明，Ｆ和Ｐｏ是按一定化学计量比进行反应并生成有机／ｃＭ６无机超分子化合物，过量的Ｆ或Ｐｏ均将ｃＭ６

二茂铁-谷胱甘肽的合成及电化学应用的开题报告

二茂铁-谷胱甘肽的合成及电化学应用的开题报告一、研究背景谷胱甘肽(glutathione，GSH)是生物体内普遍存在的一种三肽，它的分子式为C10H17N3O6S，其抗氧化、解毒和抗癌等活性在生物学、医药学领域中得到广泛应用。

而二茂铁(Ferrocene，Fc)则是电化学研究中的重要材料，因其化学稳定性和强氧化还原性能，在电化学传感器、催化剂、电池等领域均有广泛应用。

将谷胱甘肽与二茂铁结合起来，能够把它们各自优异的属性整合在一起，产生协同作用，形成一种新型的功能材料，为电化学领域中的传感器、催化剂等提供新的思路。

二、研究内容本文将探讨二茂铁-谷胱甘肽的有机合成方法，并采用电化学方法对其性能进行表征和研究。

1. 合成方法本文将采用N,N-二丙基甲酰胺(DMF)为溶剂，通过缩合反应将二茂铁-谷胱甘肽合成。

其中，谷胱甘肽的羧基将和二茂铁上的氨基进行缩合反应，得到二茂铁-谷胱甘肽。

2. 表征方法采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对合成的二茂铁-谷胱甘肽进行形态、粒径等表征；采用紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱对其吸收和发射光谱进行表征；采用电化学方法对其电化学性质进行研究。

三、研究意义本文制备的二茂铁-谷胱甘肽材料具有双重氧化还原性，能够响应外界电子的变化，是一种有潜力的传感器材料。

一方面，通过调节材料中二茂铁和谷胱甘肽之间的比例，可以调节其电子传输的性质，优化其传感性能；另一方面，可以利用谷胱甘肽的生物活性，将其应用于生物传感领域中，如检测谷胱甘肽的生物合成和代谢等。

四、研究计划1. 合成方法的优化通过改变缩合反应中的反应物比例、反应温度等条件，优化合成二茂铁-谷胱甘肽的方法。

2. 材料性质的表征采用SEM、TEM、UV-Vis、荧光光谱等方法对制备的材料进行详细的表征和分析，确定其性质。

3. 电化学性质的研究采用循环伏安法、交流阻抗法等电化学方法，研究材料的电化学性质，探究其氧化还原反应机制和传感性能。

“三明治”化合物—二茂铁

“三明治”化合物—二茂铁引言二茂铁(Ferrocene)是由1个二价铁离子和2个环戊烯基构成，其学名是二环戊二烯基铁或双环戊二烯基铁。

由于在其结构中，亚铁离子夹在配体环戊二烯基之间，形似夹心面包，因此二茂铁也被形象地戏称为“三明治”化合物。

二茂铁的发现至今已有半个世纪，在这短短的半个世纪中，科学家们对二茂铁的研究热情始终如一，甚至有增无减。

二茂铁的发现可以说是有机金属化学研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了金属有机化合物研究的新领域，促进了金属有机化学的发展。

本文对二茂铁的发现、结构确定、性质、制备方法和其应用作一介绍。

1 二茂铁的发现1951年12月15日，Nature 上发表了一篇具有划时代意义的文章[1]，报道了一种被称之为二茂铁的新型有机-铁化合物的合成方法。

文章仅占该杂志2/ 3 页的篇幅，但是文中提到的二茂铁却以其独特的魅力呈现在科学家们的面前，引发了他们的强烈兴趣，并随之发展成为现代化学中的一个热点。

二茂铁以其极为罕见的化学结构和所具有的特殊的化学性质，迅速地占据了有机金属化学领域的前沿，并成为现代化学的重要课题之一。

1951年，英国化学家鲍森( P. L. Pua son) 和基利(T. J. Kealy) 首先宣布发现了二茂铁。

它的发现非常具有偶然性。

鲍森和合作伙伴基利一起在1951年7月开始进行制备富瓦烯的实验。

根据他们的实验设计方案，经过2 步反应就可以得到目标产物：首先让两分子的溴化环戊二烯基镁联结生成化合物，然后去氢，即可得到富瓦烯。

但是反应并没有按照预期的方式进行，他们从产物中分离出来一种橙色晶体化合物，经过一些简单的数学计算，推断出该物质的分子式是C 10H 10Fe ，而且非常稳定。

即无水三氯化铁先被格氏试剂还原为Fe 2+ ，再和溴化茂基镁反应，如下式所示：2225555 2MgCl MgBr Fe )H (C MgBr )H (C 2 FeCl ++−→−+面对这样的实验结果，他们并没有因为未得到需要的产物而沮丧，也没有因为这是一种未知物质而置之不理。

新型二茂铁基Schiff碱的合成及其电化学性质

累Ｏ．５ｉ！ｒ暑
一
１．Ｏ
１．５ＭＩＮＱＩＡＯ电子天平ｆ上海民桥精密科学仪器有Ｏ．２Ｏ．４Ｏ．６Ｏ．８Ｏ．２Ｏ．Ｏ限公司）；ＤＺＦ一６０３０Ａ真空干燥箱（河南兄弟仪器设备有限公司）；ＣＨＩ６６０Ｃ型电化学分析仪ＰｏｔｅｎｔｉａｌｌＶ（上海辰华仪器有限公司）。图２二茂铁Ｓｃｈｉｆ碱３和６的循环伏安曲线氨基二茂铁（含量＞９８％，上海瀚香生物Ｎ一（二茂铁基）一１一苯基甲亚胺（３）产率：８５．９％，ｍｐ：１６６ — １６９ ℃，科技有限公司）；苯甲醛、二茂铁甲醛（含量＞９９％，阿拉丁试剂有限公司），合成使用的其他试剂均为市售分析纯（质量分数 ≥ ９９％）；ＩＲ（ＫＢｒ）：３０９７，３０８１，１５９４，１１０５，１０４２，１００２，８３４ｃｍ；ＨＮＭＲＧＦ２５４硅胶薄层板（青岛海洋化工厂）；２００ — ３００目柱层析硅胶（青（４ｏｏＭＨｚ，ＣＤＣ１３）６：８．４３（ｓ，１Ｈ，ＣＨ＝Ｎ），７．６９（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，岛海洋化工厂）；水为蒸馏水。２Ｈ，Ａ卜Ｈ），７．３８－７．４４（ｍ，３Ｈ，ｎｒ－Ｈ），４．５４（Ｓ，５Ｈ，Ｃ５Ｈ５），４．２８（Ｓ，１．２二茂铁Ｓｅｈｉｆ碱３和６的合成２Ｈ，Ｃ５Ｈ４），４．２５（Ｓ，２Ｈ，Ｃ５Ｈ４）．Ａｎａ１．Ｃａｌｃｄ．ＦｏｒＣｌ７Ｈｌ５ＦｅＮ：Ｃ，０．６１；Ｈ，５．２３；Ｆｏｕｎｄ（％）：Ｃ，７０．６５；Ｈ，５．２２．氩气保护下，将氨基二茂铁１或二茂铁甲醛４ｆ１．１ｍｍｏ］）、苯甲７醛２或苯胺３（１．１ｍｍｏ１）溶解到２０ｍＬ的无水甲醇中，加热回流反１一二茂铁基一Ｎ一苯基甲亚胺ｆ６）产率：８２．３％，ｍｐ：１６１ — １６３应７ｈ，析出橙色的沉淀，过滤，滤饼真空干燥过夜即得到了二茂铁 ℃；ＩＲ（ＫＢｒ）：３０９４，３０７５，１５９１，１１０７，１４６０，１００８，８４２ｃｍ０：ＨＳｃｈｉｆ碱３和６。ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣ１３）８：８．４１（Ｓ，１Ｈ，ＣＨ＝Ｎ），７．３２（ｄ，Ｊ＝８．８

二茂铁双酰腙化合物的合成及电化学性质

ＤＸ型４０ｚ超导核磁共振仪（ＭＦ为溶剂，Ｐ０ＭＨＤＴＭＳ为内标）Ｔ微熔点测定仪。Ｘ５显
所有试剂均为分析纯，二氯甲烷参照文献纯
化。１２实验步骤：．
但是研究其电化学性质的报道较少¨ ， ¨ 为此我
ａ
（．５；１．７１．９。３５）Ｎ４２（４７）ｂ：黄色固体ＩＫｒ，ｍ～：４７Ｓ（ — ；６０ｓ（Ｒ（Ｂ）ｅ３４（）ＮＨ）１７（）Ｃ＝；５９ｓ（Ｃ＝；３６Ｓ（ — ；Ｏ）１４（）ｕＮ）１４（）ＮＨ）１５（（ＣＮ）９７（（Ｎ．。ＨＮ１７ｗ）ｕ — ；３Ｗ）ｕＮ）ＭＲ（ＭＦ）．１～４６ｍ，Ｈ，ｅ；．７（，Ｈ，Ｎ＝Ｃ；Ｄ３９．５（８－Ｈ）８５ｓ２一ＦＨ）
２２电化学性质．
室温下以玻碳电极为工作电极，ｇＡＣ电极Ａ／ｇｌ为参比电极，一根铂丝为辅助电极，０１ｍｌ另以．ｏ／
Ｌ的ＴＡＢＰ的乙腈溶液作为支持电解质，５１在ｘ０ｍｏＬ浓度范围下，ｌ／用循环伏安法对ａ的电化学性质进行了考察（由于ｂ在乙腈中的溶解性差，无法
们设计合成了两个结构新颖的二茂铁基酰腙类物质，研究了其电化学性质。并
收稿日期：０１４２修回日期：０１１－１２１－－６：０２１－１０
１２１二茂铁双甲酸甲酯按照文献合成参考．．

循环伏安法测定二茂铁的电化学性能

循环伏安法测定⼆茂铁的电化学性能
循环伏安法测定⼆茂铁的电化学性能
乔庆东,李琪
【摘要】⼆茂铁(Ferrocene,简称Fc)具有⼀定的芳⾹性和较好的氧化还原性,可作为电化学开关模型化合物。

在含有⾼氯酸锂的⼄醇溶液中,⼆茂铁在玻碳电极上的氧化还原过程为Fc-e→Fc+,且是⼀个准可逆性的电化学反应。

经循环伏安法测定,该过程的反应电⼦数为1,反应为扩散控制过程,氧化过程中测定的Fc的扩散系数DO= 2.24×10-3cm2/s,还原过程中测定的Fc+的扩散系数DR=4.34×10-3cm2/s,Fc+的扩散速度要⽐Fc略快,测定的标准反应速率常数为2.79 cm/s。

【期刊名称】辽宁⽯油化⼯⼤学学报
【年(卷),期】2014(034)003
【总页数】4
【关键词】⼆茂铁; 电化学反应; 循环伏安; 氧化还原; 扩散系数
⼆茂铁是⼀个典型的⾦属有机化合物[1],是桔黄⾊针状晶体,熔点为173℃,沸点为249℃,100℃以上升华,可以采⽤电解法⽤⾦属铁和环戊⼆烯为原料合成⼆茂铁[2-4]。

⼆茂铁是⼀种具有可逆氧化还原特性的典型电⼦媒介体,可以在氧化还原反应体系与电极之间起到电⼦的传递作⽤[5],可以作为⽣物传感器[6]。

⼆茂铁及其衍⽣物具有⼀定的⽣物活性,还可以作为抗肿瘤和抗贫⾎的药物[7]。

由于其光学性质可以通过可逆的电化学反应来控制,所以⼆茂铁还可以作为控制光学性质的电化学开关[8],即通过氧化态(2+)或还原态(1+)实现对可逆反应的控制。

本⽂对⼆茂铁在玻碳电极上的电化学⾏为进⾏了系统测试,结果表明,⼆茂铁在⽔溶液中具有良好的可逆氧化还原性质,通过循环伏安法可以⽅便地测定⼆茂铁电。

二茂铁基配合物[Znη2-O2CCH23Fc24,4′-bpy2]·2FcCH23CO2H的合成、晶体结构和电化学性质

第27卷第3期V 01．27N o ．3中州大学学报J O U R N A L0FZ H O N G Z H O UU N I V E R Sn Y2010年6月Jul ．2010二茂铁基配合物[zn(772一02C (C H 2)3Fc)2(4，47bpy)2]2Fc(C H 2)3C 02H 的合成、晶体结构和电化学性质：v_j f q--?-1，王岚1，张二鹏2(1．中州大学4E ：r -食品学院，郑州450044；2．河南省疾病预防控制中心，郑州450016)摘要：本文以二茂铁丁酸和4，4’一bpy 为配体，合成了一个新的二茂铁基配位化合物[zn(田2一O ：C (C H 2)3Fc)2(4，4’一bpy )2]2Fc(C H ：)3C 02H (Fc=二茂铁)，并用x 一射线单晶衍射仪测定了其晶体结构。

对该配合物和二茂铁丁酸配体以及二茂铁的电化学性质进行了对比研究。

关键词：二茂铁丁酸；配位化合物；晶体结构，电化学性质中图分类号：0621．2文献标识码：A文章编号：1008—3715(2010)03—0106—04二茂铁(f e l T ocene)自发现¨1以来就一直受到人们的广泛关注，这主要是由于二茂铁具有新奇的双夹心结构(s andw i c h st r uct ur e )嵋1和独特的物理化学性质”J 。

二茂铁基团能经历一个可逆的氧化还原过程，这也成为二茂铁及其衍生物最具代表性的特征之一。

由于这些含二茂铁基团的化合物具有良好的氧化还原性能，所以可以通过可逆的电化学性质来控制它们的光化学特性，实现氧化还原开关效应。

这类氧化还原开关材料在电致变色、光电记忆和光通信领域具有较大的应用价值HJ 。

事实上，以二茂铁衍生物为基础合成结构新颖的二茂铁基功能配合物，并深入研究它们的性能及应用，已经是近年来功能配位化学研究的一个热点。

作为一类重要的二茂铁基衍生物，二茂铁羧酸类化合物的独特配位性能受到了广泛关注。

二茂铁表面活性剂的合成及其电化学行为研究

鉴于二茂铁表面活性剂氧化还原基质与电极之间传递电子通过可逆的电化良好的电化学可逆特性及其广泛的应用前景本研究学反应能改变其光学性质因此特点二茂铁及其衍合成了具有氧化还原开关特性的二茂铁衍生物生物可用作控制光学性质的电化学开关u驯
第 40 卷第 7 期 2011 年 7 月
应用化工 Applied Chemical Industry
ν———扫描速度，V / s。
以 logIpc对 logν 作图，所得直线斜率随浓度的变化见图 3。
第7 期
杨志等：二茂铁表面活性剂的合成及其电化学行为研究
高以致应用受限等问题［9］。鉴于二茂铁表面活性剂良好的电化学可逆特性及其广泛的应用前景，本研究合成了具有氧化还原开关特性的二茂铁衍生物——— N，N-二甲基二茂铁甲基正辛烷基溴化铵（ Fc8），以玻碳电极为工作电极，采用循环伏安法研究了 Fc8 的电化学行为，同时讨论了 Fc8 浓度对循环伏安图谱峰电流及扩散系数的影响。
1 实验部分
1． 1 试剂与仪器溴代正辛烷，工业级； N，N-二甲基二茂铁基甲
胺、NaOH、H2 SO4 、NaCl 均为分析纯； N2 （体积分数为
收稿日期：2011-04-02 修改稿日期：2011-05-09 基金项目：国家自然科学基金（ 20607008，21077048）；昆明理工大学分析测试基金（ 2010178）作者简介：杨志（ 1986 －），男，云南大理人，昆明理工大学在读硕士，师从田森林教授，主要从事表面化学研究。电话：
2 结果与讨论
2． 1 Fc8 在玻碳电极上的循环伏安行为 25 ℃ 条件下，测得 Fc8 在 0． 1 mol / L NaCl 溶液
中的循环伏安（ CV）图谱见图 2。

二茂铁基偶氮苯自组装单层膜的制备及其光、电化学行为的开题报告

二茂铁基偶氮苯自组装单层膜的制备及其光、电化学行为
的开题报告
一、研究背景
自组装单层膜是一种重要的材料制备方法，其具有自主组装、分子级控制和多种功能等特点，可在光电器件、传感器、催化剂等领域得到广泛应用。

二茂铁基偶氮苯
则是一种具有独特光、电响应性质的有机电子材料，可用于光电器件的制备和优化。

因此，本研究旨在利用二茂铁基偶氮苯自组装单层膜的方法，探究其光电化学特性，为该材料在光电器件领域的应用提供理论和实验基础。

二、研究内容
1.二茂铁基偶氮苯的合成
首先需要通过化学合成方法制备出二茂铁基偶氮苯材料，其合成路线如下：
其合成原理是：以铁二茂基为前体合成出二茂基偶氮苯，通过亲核取代反应，将氟原子取代为巴豆烯基，以增强其亲水性和分子组装性能。

2.二茂铁基偶氮苯的自组装单层膜制备
利用Langmuir-Blodgett技术或溶液自组装的方法制备二茂铁基偶氮苯自组装单
层膜。

其中，Langmuir-Blodgett技术是一种常用手段，其制备原理是：将二茂铁基偶氮苯分子溶解于含有表面活性剂的溶液中，并在水面压缩，形成二维薄膜，然后将薄
膜转移到固体基底上。

3.光、电化学特性研究
采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、电化学循环伏安法等手段，研究二茂铁基
偶氮苯自组装单层膜的光、电化学特性。

分析其在不同波长和电势下的吸收、荧光和
电位反应特征，探究其激发、传输和收集光子和电子的行为。

三、研究意义
本研究可为二茂铁基偶氮苯的光电器件应用提供理论和经验依据，扩展其在光伏、光催化、传感等领域的应用。

同时，本研究还可为自组装单层膜的制备和应用提供新
思路和方法。

二茂铁性质计算及分析

D5d 二茂铁结构
二茂铁物理化学性质
1.二茂铁性质定性分析
从传统配位化学的角度来看，铁原子经两个茂基配位后，核外电子总数为 36，相当于希有气体氪 Kr 的原子结构，完全符合 E.A.N 规则，相当稳定。用原子轨道线型组合法定性分析(5-C5H5)2Fe 的分子轨道。C5H5-有 5 个轨道，其中有一个强成键 MO，两个简并弱成键 MO 和两个反键 MO，6 个电子；Fe2+有(3d,4s,4p)9 个价层轨道，6 个价电子。对于(5-C5H5)2Fe 来说，分子轨道应容纳 18 个价电子。由其分子轨道能级图(下图)可看出，二茂铁中 Fe2+的 6 个价电子和两个 C5H5-环的 12 个电子，共 18 个电子，分别填入 a1g， a2u， e1g， e1u， e2g， a`1g 分子轨道中， 9 个成键与非键分子轨道和 10 个反键轨道，而 18 个电子正好占入成键与非键轨道，形成封闭结构，由于分子中无单电子存在，故二茂铁为抗磁性。
二茂铁性质计算及分析
二茂铁（英文：Ferrocene），或称环戊二烯基铁，是分子式为 Fe(C5H5)2 的有机金属化合物。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，其开创了环戊二烯基与过渡金属的众多 π 配合物的化学，也为有机金属化学掀开了新的帷幕。二茂铁是一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物。常温下为橙黄色粉末，有樟脑气味。熔点 172-174℃，沸点 249℃，100℃以上能升华，为分子化合物；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℃以内不分解。其分子为非极性，具有高度热稳定性、化学稳定性和耐辐射性，其在工业、农业、医药、航天、节能、环保等行业具有广泛的应用。二茂铁为抗磁性物质，但在酸性溶液中易被氧化成蓝色顺磁性的二茂铁鎓离子。

二茂铁基苯甲酸铜(Ⅱ)双核簇合物的合成、晶体结构及电化学性质

二茂铁基苯甲酸铜(Ⅱ)双核簇合物的合成、晶体结构及电化学性质徐琰;张茂林;王海先;宋毛平;吴养洁【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2005(016)003【摘要】合成了一个结构新颖的二茂铁基苯甲酸铜的双核簇合物([(p-FcC6H4COO)2Cu(DMF)]·2H2O·DMF)2,通过X射线单晶衍射分析、元素分析、IR光谱、UV光谱及循环伏安等手段对标题簇合物的结构和性质进行了测试和表征.在双核簇合物分子中,两个中心铜离子通过羧基桥连在一起,Cu-Cu的距离为0.264 2 nm,每个Cu(Ⅱ)与来自四个不同配体上的羧基氧原子以及一个来自于溶剂DMF 的氧原子配位,形成一个涡轮双核簇合物.循环伏安表明,配位键的形成,对配体的氧化还原的性质影响很小.【总页数】5页(P1-5)【作者】徐琰;张茂林;王海先;宋毛平;吴养洁【作者单位】郑州大学化学系,河南省应用化学重点实验室,河南,郑州,450052;郑州大学化学系,河南省应用化学重点实验室,河南,郑州,450052;郑州大学化学系,河南省应用化学重点实验室,河南,郑州,450052;郑州大学化学系,河南省应用化学重点实验室,河南,郑州,450052;郑州大学化学系,河南省应用化学重点实验室,河南,郑州,450052【正文语种】中文【中图分类】O641【相关文献】1.二[氧合-二(4-二茂铁基苯甲酸二烷基锡(Ⅳ))]配合物的合成、谱学表征和晶体结构研究 [J], 卢文贯;陶家洵;王玉珍;吕扬;赵斌;郑启泰2.二茂铁基配合物[Zn(η2-O2C(CH2)3Fc)2(4,4′-bpy)2]·2Fc(CH2)3CO2H的合成、晶体结构和电化学性质 [J], 王利平;王岚;张二鹏3.新型双核二茂铁基席夫碱的合成及其电化学性质 [J], 林艳;崔汉峰;樊浩;万屏南4.双核二茂铁Schiff碱的合成、晶体结构和电化学性质 [J], 李明雪;魏林恒;周静;王敬平5.N-2-亚甲基-噻酚-二茂铁基芳胺衍生物的合成、晶体结构及电化学性质 [J], 徐琰;朱丽敏;冉春玲;王海先;樊耀亭因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

二茂铁及其衍生物的电化学与结构理论研究的开题报告

二茂铁及其衍生物的电化学与结构理论研究的开题报告一、研究背景与意义二茂铁（ferrocene）是一种独特的有机金属化合物，其在20世纪50年代被发现并引起了化学界的广泛关注。

这种化合物具有良好的热稳定性、可逆的氧化还原性和静电学性质，因此被广泛应用于电化学、光电化学和材料学等领域。

除了二茂铁本身外，还有许多二茂铁衍生物被合成出来并在不同领域中发挥着重要作用。

二茂铁和其衍生物的电化学和结构性质研究是当前有机金属化学研究的热点之一，对于深入理解这些化合物的基本性质，以及为其在各个应用领域中的利用提供理论指导具有重要意义。

因此，本研究的目的是系统地探究二茂铁及其衍生物的电化学和结构性质，并建立相应的电化学和理论模型，以期为这些化合物的应用和设计提供理论支持。

二、研究内容和方法1.探究二茂铁及其衍生物的电化学性质，包括其在电极表面的吸附和反应机理、元素反应（如卤化反应、烷基化反应）以及在不同电位下的氧化还原反应和电荷转移过程。

2.通过电化学单晶技术和X射线晶体学方法，研究二茂铁及其衍生物的晶体结构，揭示其分子内部和分子间的相互作用机理，为这些化合物的性质与结构之间的关系提供理论依据。

3.基于电化学和结构数据，采用量子化学计算方法，通过计算机模拟等手段，建立二茂铁及其衍生物的电化学和理论模型，预测其在不同条件下的电化学特性、分子间相互作用和物理化学特性等。

4.通过实验和理论探究，分析和讨论不同二茂铁衍生物的结构和性质差异，探索其应用于不同领域的可能性和优化方向。

三、研究意义与预期成果通过对二茂铁及其衍生物的电化学和结构性质进行深入探究，本研究旨在为这些化合物的性质规律和在实践中的应用提供理论指导。

同时，研究结果还能够为金属有机化学和材料学等重要学科领域的发展提供新的思路和理论支持。

本研究预期成果包括：1.揭示二茂铁及其衍生物的电化学性质和晶体结构之间的关系，并建立相应的电化学和理论模型。

2.发现和研究新的二茂铁衍生物，并应用于不同领域的实践中。