新型手性二茂铁配体合成进展
《2024年二茂铁配体的合成与离子识别性能研究及平面手性二茂铁茚的合成》范文
《二茂铁配体的合成与离子识别性能研究及平面手性二茂铁茚的合成》篇一摘要本论文以二茂铁配体为基础，开展了二茂铁配体的合成及离子识别性能的研究。
此外，本论文还涉及平面手性二茂铁茚的合成。
通过这些研究，我们期望能够更好地理解二茂铁类化合物的性质及其在化学领域的应用。
一、引言二茂铁及其衍生物因其独特的结构和性质在化学领域中具有重要的应用价值。
二茂铁配体具有良好的配位能力，可用于构建金属有机框架化合物、催化剂和离子识别试剂等。
此外，平面手性二茂铁茚作为手性诱导和识别的关键组成部分，也备受关注。
因此，本论文主要研究二茂铁配体的合成及其离子识别性能，以及平面手性二茂铁茚的合成。
二、二茂铁配体的合成二茂铁配体的合成主要采用经典的二茂铁与醛、胺等反应物进行缩合反应的方法。
首先，将二茂铁与醛进行缩合反应，生成二茂铁亚甲基酮。
然后，将亚甲基酮与胺进行缩合反应，得到二茂铁配体。
在合成过程中，我们通过优化反应条件，如温度、压力、反应时间等，以提高产物的纯度和产率。
三、离子识别性能研究本部分主要研究二茂铁配体对不同离子的识别性能。
首先，我们考察了二茂铁配体与金属离子的配位能力。
通过紫外-可见光谱、荧光光谱等手段，发现二茂铁配体对某些金属离子具有较好的配位作用。
其次，我们研究了二茂铁配体对阴离子的识别性能。
结果表明，二茂铁配体对某些特定阴离子具有较好的识别效果。
这些结果为开发新型的离子识别试剂提供了有益的参考。
四、平面手性二茂铁茚的合成平面手性二茂铁茚的合成主要采用不对称合成的方法。
首先，我们选择合适的起始原料和催化剂，通过不对称缩合反应制备出具有平面手性的二茂铁茚。
在合成过程中，我们优化了反应条件，如温度、压力、催化剂用量等，以提高产物的纯度和产率。
此外，我们还对产物的结构进行了表征和鉴定，确保其符合预期的结构。
五、结论本论文以二茂铁配体为基础，开展了其合成及离子识别性能的研究，同时对平面手性二茂铁茚的合成进行了探索。
通过研究，我们发现二茂铁配体具有良好的配位能力和离子识别性能，为开发新型的金属有机框架化合物、催化剂和离子识别试剂提供了有益的参考。
二茂铁类化合物的应用研究进展
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
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。
《2024年基于二茂铁茚骨架膦配体的设计、合成与应用研究》范文
《基于二茂铁茚骨架膦配体的设计、合成与应用研究》篇一一、引言二茂铁茚骨架膦配体作为一种新型的有机配体，在有机合成、催化、材料科学等领域具有广泛的应用前景。
其独特的结构特点，如二茂铁环的稳定性、茚骨架的刚性以及膦配体的配位能力，使得其成为设计和合成新型功能材料的重要候选者。
本文旨在探讨基于二茂铁茚骨架膦配体的设计、合成及其在应用领域的研究进展。
二、二茂铁茚骨架膦配体的设计二茂铁茚骨架膦配体的设计主要围绕其结构特点展开。
首先，二茂铁环具有优异的稳定性和电性能，为其作为配体提供了良好的基础。
其次，茚骨架的刚性有利于配体在配合物中形成特定的空间结构。
再者，膦配体的存在使该类配体具有较强的配位能力，能够与金属离子形成稳定的配合物。
基于这些特点，我们设计了一系列基于二茂铁茚骨架的膦配体。
通过调整茚骨架上的取代基、膦配体的位置和数量等，可以实现对配体性质的调控，从而满足不同应用的需求。
三、二茂铁茚骨架膦配体的合成在合成过程中，我们采用了一系列的有机合成方法，如加成反应、缩合反应等，成功合成了目标二茂铁茚骨架膦配体。
通过核磁共振、红外光谱等手段对合成产物进行了表征，验证了其结构。
四、应用研究二茂铁茚骨架膦配体在催化、材料科学等领域具有广泛的应用前景。
例如，它可以作为催化剂的配体，提高催化剂的活性和选择性；也可以作为构建新型功能材料的重要组分，如有机发光材料、电化学储能材料等。
我们正在对二茂铁茚骨架膦配体在上述领域的应用进行深入研究。
五、结论基于二茂铁茚骨架膦配体的设计、合成及其应用研究具有重要的科学意义和应用价值。
未来，我们将继续深入探索其性能和应用领域，为有机合成、催化、材料科学等领域的发展做出贡献。
二茂铁合成新方法的研究
二茂铁合成新方法的研究
近年来，二茂铁的应用越来越广泛。
它在磁性材料、光学材料以及冶金材料中都有着广泛的应用。
二茂铁是一种复杂的物质，由两种不同的金属原子组成，它们之间有一种共价结合。
研究人员们一直在寻找新方法来合成二茂铁。
一种新的合成二茂铁方法是纳米型悬浮法。
这种合成方法将分散在水中的金属粒子悬浮于小分子基质溶液中，然后过滤，精炼和交联。
最后，这种小分子基质溶液中的金属粒子经过交联，形成二茂铁反应物。
该方法相比传统方法更加简单，可以合成质量更高的二茂铁。
另一种新的合成二茂铁方法是电化学合成孔径控制。
该方法利用封装一种金属离子溶液，通过电化学沉积技术将另一种金属逐渐沉积在被封装金属的表面上，最后形成一层二茂铁薄膜。
此外，这种方法更加灵活，可以制造不同厚度的二茂铁薄膜，从而达到不同的应用效果。
最近，研究人员们推出了一种新的二茂铁合成材料——金属有机框架(MOF)材料。
金属有机框架是一种由单质金属原子组成的结构，其中包含有机分子，可以灵活控制金属原子之间的距离和晶体结构。
通过串联有机分子和金属原子，制得了二茂铁反应物，与传统方法相比，MOF合成方法更具有灵活性和可控性，可以有效地合成不同的二茂铁反应物。
综上所述，我们介绍了三种新的合成二茂铁方法：纳米悬浮法、电化学孔径控制法、金属有机框架材料法。
这三种方法不仅可以改善二茂铁的质量，而且可以更灵活地控制它们的结构。
另外，有机分子和金属原子之间的共价结合可以更有效地吸附离子，为实现应用和开发其他新型材料提供支持。
《2024年二茂铁腙和平面手性二茂铁茚的合成》范文
《二茂铁腙和平面手性二茂铁茚的合成》篇一一、引言二茂铁及其衍生物因其独特的化学性质和广泛的应用领域，一直是化学研究的热点。
二茂铁腙和平面手性二茂铁茚作为二茂铁衍生物的重要成员，具有独特的结构和潜在的生物活性，因此其合成方法及性质研究具有重要的科学意义和应用价值。
本文将详细介绍二茂铁腙和平面手性二茂铁茚的合成方法及其相关研究。
二、二茂铁腙的合成二茂铁腙的合成主要通过二茂铁与相应的醛或酮进行缩合反应得到。
在反应过程中，通常需要加入催化剂以促进反应的进行。
常见的催化剂有氢氧化钠、硫酸等。
此外，反应的温度、时间以及溶剂的选择等也会对产物的产率和纯度产生影响。
在具体的实验操作中，我们首先将二茂铁与醛或酮进行混合，然后加入催化剂并调整反应条件。
通过薄层色谱法或核磁共振等技术对产物进行检测和纯化，最终得到二茂铁腙。
此外，我们还可以通过改变反应条件，如温度、时间、催化剂等，来优化产物的产率和纯度。
三、平面手性二茂铁茚的合成平面手性二茂铁茚的合成相对较为复杂，通常需要经过多步反应。
首先，我们需要合成出具有平面手性结构的中间体，然后再将其与二茂铁进行反应，最终得到平面手性二茂铁茚。
在具体实验中，我们首先合成出具有平面手性结构的中间体。
这通常需要通过不对称合成或手性诱导等方法实现。
然后，将该中间体与二茂铁进行反应，通过控制反应条件如温度、时间、溶剂等，来优化产物的产率和纯度。
最后，通过核磁共振、X射线衍射等技术对产物进行检测和表征。
四、实验结果与讨论经过实验，我们成功合成了二茂铁腙和平面手性二茂铁茚，并对其进行了表征和性质研究。
实验结果表明，我们合成的产物具有较高的纯度和产率，且符合预期的结构。
此外，我们还对合成过程中各个因素的影响进行了讨论，如催化剂、温度、时间等对产物的影响。
这些研究结果为进一步优化合成方法和提高产物质量提供了重要的参考。
五、结论本文详细介绍了二茂铁腙和平面手性二茂铁茚的合成方法及其实验结果。
通过研究，我们成功合成了具有较高纯度和产率的产物，并对合成过程中各个因素的影响进行了讨论。
Josiphos类手性二茂铁膦配体的合成方法[发明专利]
![Josiphos类手性二茂铁膦配体的合成方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0eeac8db43323968001c9203.png)
专利名称：Josiphos类手性二茂铁膦配体的合成方法专利类型：发明专利
发明人：陈辉,杨瑞娜,杨振强,段征,周铎,张银龙,赵顺伟申请号：CN201610356032.4
申请日：20160526
公开号：CN105949248A
公开日：
20160921
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种Josiphos 类手性二茂铁膦配体的合成方法，属于有机合成领域。
该方法通过如下步骤实现：以二茂铁为起始原料，三氯化铝的催化剂，与膦氯化合物RPCl反应，然后在三氯化铁和D‑脯氨酸的催化作用下与乙烯基二芳基膦反应得到Josiphos 类手性二茂铁膦配体。
本发明与现有技术相比步骤少，操作简单，降低了生产成本，适合工业化生产。
制得的Josiphos 类手性二茂铁膦配体可作为金属催化剂的配体，催化不对称有机反应，应用于医药合成等领域。
申请人：河南省科学院化学研究所有限公司
地址：450002 河南省郑州市金水区红专路56号
国籍：CN
代理机构：郑州联科专利事务所(普通合伙)
代理人：时立新
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新型手性二茂铁配体合成进展
探索新型手性配体是不对称合成研究的重点内容。
人们在探索新型手性配体的过程中发现，三种类型的手性骨架的不对称诱导效果一般是比较优异的：联萘骨架、螺二氢茚骨架以及二茂铁骨架。
其中二茂铁骨架相比起其它两种骨架的不同之处在于它独特的平面手性。
平面手性的二茂铁衍生物作为配体在现代不对称合成中占有十分重要的地位，大到工业化应用，小到新型反应探索，都有它们的用武之地。
以二茂铁配体家族中最有名的Josiphos类配体为例，根据取代基的不同，目前已制备出150多种衍生物，其中有40种被选出来组成配体套装用于条件筛选以及公斤级规模的产品生产。
值得一提的是，目前已知最大规模的对映选择性工业生产程序用到的正是二茂铁配体家族中赫赫有名的Josiphos类配体。
鉴于平面手性二茂铁无论是在学术界亦或是工业界的重要应用价值，如何高效地构建结构多样的平面手性二茂铁衍生物是一个特别重要的研究方向。
目前合成平面手性二茂铁的策略主要有如下四种：手性辅基诱导的非对映选择性邻位金属化、手性配体控制的对映选择性邻位金属化、催化不对称C-H官能化以及催化动力学拆分。
下面将一一介绍。
手性辅基诱导的非对映选择性邻位金属化在合成平面手性二茂铁的策略中，较早报道并且至今已发展德比较成熟的是手性辅基诱导的非对映选择性邻位金属化。
首例二茂铁衍生物的非对映选择性邻位金属化报道于1969年。
Aratani等选择2-甲基哌啶为导向基，用正丁基锂和干冰处理得到氨基酸中间体，再通过季铵盐化、钠汞齐还原以及重氮甲烷甲基化三步，可以最终94%的光学纯度得到产物2-甲基二茂铁甲酸甲酯。
虽然不久后Ugi等重复此实验只得到67%的光学纯度，并就此提出质疑，但是该报道作为非对映选择性邻位金属化的首例是没有争议的。
随后的一年，Ugi等以N,N-二甲基-二茂铁乙基胺为底物进行非对映选择性邻位金属化。
他们从二茂铁乙醇3出发，先后与光气和二甲胺反应得消旋产物rac-4，再用酒石酸进行拆分可以十克级的规模高收率得到N,N-二甲基-二茂铁乙基胺(的两个对映异构体(R)-4与(S)-4。
《2024年二茂铁腙和平面手性二茂铁茚的合成》范文
《二茂铁腙和平面手性二茂铁茚的合成》篇一二茂铁腙与平面手性二茂铁茚的合成一、引言二茂铁及其衍生物在化学领域中具有广泛的应用，其中二茂铁腙和平面手性二茂铁茚是二茂铁类化合物中具有重要价值的两类化合物。
它们在材料科学、生物医药、催化等领域有着广泛的应用前景。
本文将详细介绍二茂铁腙和平面手性二茂铁茚的合成方法，为相关研究提供参考。
二、二茂铁腙的合成1. 原料与试剂二茂铁腙的合成需要用到二茂铁、异硫氰酸酯等原料以及常用的溶剂如乙醇等。
在合成过程中还需使用催化剂以促进反应进行。
2. 合成步骤（1）将二茂铁与异硫氰酸酯混合，加入适量的溶剂，如乙醇，以降低反应温度。
（2）在催化剂的作用下，进行反应。
反应过程中需控制温度和反应时间，以获得较高的产率。
（3）反应结束后，通过过滤、洗涤、干燥等步骤得到二茂铁腙产物。
3. 产物表征与性能分析通过红外光谱、核磁共振等手段对产物进行表征，确认其结构。
同时对产物的性能进行分析，如熔点、溶解度等。
三、平面手性二茂铁茚的合成1. 原料与试剂平面手性二茂铁茚的合成需要用到手性配体、二茂铁等原料以及常用的溶剂和催化剂。
2. 合成步骤（1）将手性配体与二茂铁混合，加入适量的溶剂和催化剂。
（2）在一定的温度和压力下进行反应，使配体与二茂铁发生偶联反应，生成平面手性二茂铁茚。
（3）反应结束后，经过过滤、洗涤、干燥等步骤得到产物。
3. 产物表征与性能分析通过X射线衍射、质谱等手段对产物进行表征，确认其结构及手性特征。
同时对产物的性能进行分析，如光学活性、热稳定性等。
四、结论本文详细介绍了二茂铁腙和平面手性二茂铁茚的合成方法，为相关研究提供了参考。
通过对原料、反应条件、产物表征及性能分析等方面的探讨，可以更好地掌握这两种化合物的合成过程及性能特点。
在实际应用中，可根据需求选择合适的合成方法及优化条件，以获得高纯度、高性能的化合物。
此外，这两种化合物在材料科学、生物医药、催化等领域的应用前景广阔，值得进一步研究和开发。
新型二茂铁类手性膦-亚磺酰胺配体的合成及其在不对称催化反应中的应用
缩略语表缩略词英文全称中文全称AAA Asymmetric Allylic Alkylation 烯丙基烷基化反应[α]D Specific rotation 比旋光度Bn Benzyl 苄基BSA N,O-Bis(trimethylsilyl)acetamide N,O-双三甲硅基乙酰胺DMF N,N-dimethylformamide N,N-二甲基甲酰胺DMSO Dimethyl sulfoxide 二甲基亚砜ee enantiomeric excess 对映体过量Et Ethyl 乙基HPLC high performance liquid chromatography 高效液相色谱HRMS high resolution mass spectrometer 高分辨质谱Me Methyl 甲基m.p. melting point 熔点NMR nuclear magnetic resonance 核磁共振Np naphthyl 萘基Ph Phenyl 苯基Pr propyl 丙基RCAA Rhodium-catalyzed asymmetric arylation 铑催化的不对称芳基化反应rt room temperature 室温t-Bu t-butyl 叔丁基TBME tert-butyl methyl ether 甲基叔丁基醚THF tetrahydrofuran 四氢呋喃TLC thin-layer chromatography 薄层色谱新型二茂铁类手性膦-亚磺酰胺配体的合成及其在不对称催化反应中的应用硕士研究生：马江微导师：姜茹教授第四军医大学药学系药物化学教研室，西安710032资助基金项目：国家自然科学基金（21272271,21472240）中文摘要手性P,S配体是近年来继P,P和P,N配体之后又一类备受关注的手性双齿膦配体，但目前报道的该类配体结构类型单一，绝大多数属于手性膦-硫醚和手性膦-亚砜的结构。
《二茂铁配体的合成与离子识别性能研究及平面手性二茂铁茚的合成》范文
《二茂铁配体的合成与离子识别性能研究及平面手性二茂铁茚的合成》篇一一、引言二茂铁及其衍生物作为一类重要的有机金属化合物，在材料科学、生物医学以及分析化学等多个领域都拥有广泛的应用。
本文主要研究了二茂铁配体的合成，其离子识别性能以及平面手性二茂铁茚的合成，对这类化合物的深入研究将为进一步拓宽其应用领域提供理论基础。
二、二茂铁配体的合成二茂铁配体的合成主要采用Wacker法或Kovats法。
本文选择的是Wacker法，以乙炔和铁卤作为起始原料，在催化条件下生成二茂铁，并通过与特定的有机基团反应生成所需的二茂铁配体。
合成的具体步骤及实验条件进行了详细的描述和验证，实验结果表明，该方法具有较高的产率和纯度。
三、二茂铁配体的离子识别性能研究二茂铁配体因其独特的结构和电子性质，具有良好的离子识别性能。
本文通过紫外-可见光谱、荧光光谱以及电化学等方法，对二茂铁配体与不同离子的相互作用进行了研究。
实验结果表明，二茂铁配体对某些特定离子的识别具有较高的灵敏度和选择性。
此外，我们还通过理论计算的方法对实验结果进行了验证，进一步明确了离子与二茂铁配体之间的作用机制。
四、平面手性二茂铁茚的合成平面手性二茂铁茚是一种具有特殊结构和性质的新型化合物。
本文采用了一种新的合成方法，通过在二茂铁分子中引入手性元素，再与茚进行反应，成功合成了平面手性二茂铁茚。
实验过程中，我们详细描述了合成步骤、反应条件以及产物的表征方法。
实验结果表明，该方法具有较高的产率和良好的立体选择性。
五、结论本文对二茂铁配体的合成、离子识别性能以及平面手性二茂铁茚的合成进行了系统的研究。
实验结果表明，通过Wacker法合成的二茂铁配体具有良好的离子识别性能，对某些特定离子的识别具有较高的灵敏度和选择性。
此外，我们还成功合成了一种新型的平面手性二茂铁茚化合物，为进一步研究其性质和应用提供了基础。
本文的研究为二茂铁及其衍生物在材料科学、生物医学以及分析化学等领域的应用提供了理论依据。
二茂铁及其衍生物的合成研究进展
茂金属配合物的合成、应用研究进展课程名称金属有机化学培养单位名称化学化工学院专业名称有机化学导师学号姓名二〇一四年十二月二茂铁及其衍生物的合成研究进展摘要：二茂铁的发现已经过去了60多年了，但是有关二茂铁及其衍生物的合成研究仍然受到有机化学工作者的广泛关注，有关二茂铁及其衍生物的合成和新的应用仍然被不断研究发现。
本文在对二茂铁及其衍生物的结构性质、合成应用的研究现状作出了综述，并且简要的概括了二茂铁及其衍生物的未来研究的发展方向。
关键词：二茂铁；二茂铁衍生物；抗贫血剂；电化学传感器；液晶材料Progress in the synthesis of ferrocene and its derivativesAbstract:Ferrocene found 60 years have passed, but the synthesis of ferrocene and its derivatives is still widespread concern about the organic chemist, the synthesis of ferrocene and its derivatives, and new applications are still being continue the study found. In this paper, the structural nature of the research status of ferrocene and its derivatives make synthetic applications are reviewed, and a brief summary of the development direction of future research ferrocene and its derivatives.Key words: Ferrocene; Ferrocene derivatives; Anti-anemia agent; Electrochemical sensor; Liquid crystal material二茂铁，又称环戊二烯合铁或环戊二烯基铁，分子式为Fe(C5H5)2。
《二茂铁配体的合成与离子识别性能研究及平面手性二茂铁茚的合成》范文
《二茂铁配体的合成与离子识别性能研究及平面手性二茂铁茚的合成》篇一摘要：本篇论文旨在探究二茂铁配体的合成及其离子识别性能的研究，以及平面手性二茂铁茚的合成方法。
通过对这些领域的研究，我们期望能够为二茂铁类化合物的应用提供新的思路和方向。
一、引言二茂铁及其衍生物是化学领域重要的化合物，其独特性质使其在催化剂、生物医学和材料科学等多个领域有广泛的应用。
其独特的结构和化学性质为设计和开发新型的配体提供了可能性。
近年来，手性二茂铁茚类化合物也因其独特的手性性质和反应活性而受到关注。
二、二茂铁配体的合成二茂铁配体的合成主要采用经典的Schiemann反应，通过环戊二烯基与铁盐的反应得到二茂铁。
在此基础之上，我们可以利用不同的官能团修饰，合成各种具有特定功能的二茂铁配体。
例如，我们可以通过引入氮、氧等杂原子来增加配体的电子密度和亲电性，以适应不同的反应环境。
此外，配体的立体构型也可以影响其反应活性，为配体的设计提供了新的方向。
三、离子识别性能研究离子识别是二茂铁类化合物的重要应用之一。
我们可以通过合成具有特定功能的二茂铁配体，利用其与离子的相互作用来识别和检测离子。
例如，我们可以通过合成具有特定官能团的二茂铁配体来识别和检测金属离子。
此外，我们还可以通过改变配体的立体构型来优化离子识别的效果。
这些研究不仅有助于我们理解离子与配体的相互作用机制，而且为离子识别提供了新的方法和思路。
四、平面手性二茂铁茚的合成平面手性二茂铁茚的合成主要通过特殊的环化反应来实现。
在反应过程中，我们需要对反应条件进行精细的控制，以确保反应的成功和产物的纯度。
同时，我们还可以通过改变反应物的结构和官能团来调节产物的手性性质和反应活性。
这种具有手性性质的化合物在生物医学和材料科学等领域有重要的应用价值。
五、结论本文通过对二茂铁配体的合成、离子识别性能的研究以及平面手性二茂铁茚的合成方法进行了深入的探讨。
我们发现，通过设计和合成具有特定功能和结构的二茂铁配体，我们可以有效地利用其与离子的相互作用来识别和检测离子。
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探索新型手性配体是不对称合成研究的重点内容。
人们在探索新型手性配体的过程中发现，三种类型的手性骨架的不对称诱导效果一般是比较优异的：联萘骨架、螺二氢茚骨架以及二茂铁骨架。
其中二茂铁骨架相比起其它两种骨架的不同之处在于它独特的平面手性。
平面手性的二茂铁衍生物作为配体在现代不对称合成中占有十分重要的地位，大到工业化应用，小到新型反应探索，都有它们的用武之地。
以二茂铁配体家族中最有名的Josiphos类配体为例，根据取代基的不同，目前已制备出150多种衍生物，其中有40种被选出来组成配体套装用于条件筛选以及公斤级规模的产品生产。
值得一提的是，目前已知最大规模的对映选择性工业生产程序用到的正是二茂铁配体家族中赫赫有名的Josiphos类配体。
鉴于平面手性二茂铁无论是在学术界亦或是工业界的重要应用价值，如何高效地构建结构多样的平面手性二茂铁衍生物是一个特别重要的研究方向。
目前合成平面手性二茂铁的策略主要有如下四种：手性辅基诱导的非对映选择性邻位金属化、手性配体控制的对映选择性邻位金属化、催化不对称C-H官能化以及催化动力学拆分。
下面将一一介绍。
手性辅基诱导的非对映选择性邻位金属化在合成平面手性二茂铁的策略中，较早报道并且至今已发展德比较成熟的是手性辅基诱导的非对映选择性邻位金属化。
首例二茂铁衍生物的非对映选择性邻位金属化报道于1969年。
Aratani等选择2-甲基哌啶为导向基，用正丁基锂和干冰处理得到氨基酸中间体，再通过季铵盐化、钠汞齐还原以及重氮甲烷甲基化三步，可以最终94%的光学纯度得到产物2-甲基二茂铁甲酸甲酯。
虽然不久后Ugi等重复此实验只得到67%的光学纯度，并就此提出质疑，但是该报道作为非对映选择性邻位金属化的首例是没有争议的。
随后的一年，Ugi等以N,N-二甲基-二茂铁乙基胺为底物进行非对映选择性邻位金属化。
他们从二茂铁乙醇3出发，先后与光气和二甲胺反应得消旋产物rac-4，再用酒石酸进行拆分可以十克级的规模高收率得到N,N-二甲基-二茂铁乙基胺(的两个对映异构体(R)-4与(S)-4。
对该中心手性底物(R)-4进行邻位锂化，其中的一个非对映异构中间体因为空间位阻而占优，非对映选择性达到优秀水平，最后用亲电试剂淬灭锂化中间体可以得到平面手性的1,2-二取代二茂铁氨基化合物(R, S p)-5，氨基季铵盐化后，可以进一步发生消除反应或者亲核取代反应，从而转化为多种平面手性的1,2-二取代二茂铁衍生物。
Ugi等报道的这个手性底物在二茂铁衍生物的非对映选择性邻位金属化上取得了巨大的成功，从此为该领域奠定了坚实的基础，并在日后平面手性二茂铁的合成中得到了广泛的应用。
为纪念Ugi所做的贡献，这个底物(R)-4又叫做Ugi胺。
Ugi胺自报道后，凭借其独特的优势，在二茂铁邻位导向非对映金属化领域一枝独秀了20多年，直至1993年Kagan等发现了手性缩醛导向基用于合成平面手性二茂铁甲醛衍生物，这种格局才被打破。
从二茂铁甲醛8出发，经过两步缩醛化和一步甲基化可以50 g级的规模得到手性缩醛底物(S, S)-10，然后在叔丁基锂作用下发生锂化，再用亲电试剂淬灭，非对映选择性选择性达到98%，最后缩醛水解给出平面手性的二茂铁甲醛衍生物(S p)-12，而回收的手性辅基可以继续使用。
使用Kagan手性缩醛制备平面手性二茂铁甲醛衍生物，因为1,2,4-三丁醇的其中一个对映异构体不太易得，为了得到1,2-二取代二茂铁甲醛衍生物的另外一个对映异构体，需要采取所谓的“silicon trick”。
即先用硅试剂将第一次锂化的中间体淬灭，然后再锂化一次并用亲电试剂淬灭，接着用氟化物敲掉硅保护基即可得到1,2-二取代二茂铁甲醛衍生物的另外一个对映异构体(R p)-12。
总的来说，Kagan缩醛由于可规模化和辅基可回收的优点，在针对性合成平面手性二茂铁甲醛衍生物上具有极其重要的地位。
为了合成平面手性的二茂铁酮类衍生物，Enders等1997年用他们开发的SAMP辅基进行了尝试并取得成功。
反应的过程包括SAMP与酮缩合成腙(S)-15，正丁基锂试剂锂化并用亲电试剂捕获锂化中间体，最后脱除辅基得到1,2-二取代的二茂铁酮类化合物(S p)-17，对各种亲电试剂，反应的非对映选择性保持在95%-98%之间。
另外值得一提的是，使用Enders发展的SAMP辅基，不仅可以对二茂铁芳环的平面手性进行控制，还能对支链脂肪酮的alpha位的中心手性进行调节，从而可以用来合成手性中心在边链beta位上的type B型平面手性二茂铁衍生物(R, S p)-22，而从Ugi胺出发得到的手性中心在边链alpha位上（type A），故两者形成很好的互补。
正如羧酸衍生物alpha位可以用手性噁唑啉辅基进行不对称诱导，对于二茂铁羧酸衍生物的不对称诱导也有人想到尝试手性噁唑啉。
1995年Uemura和Sammakia同时报道了利用手性噁唑啉辅基合成平面手性二茂铁羧酸衍生物的实例，其中前者从二茂铁氰基23出发，后者以二茂铁甲酰氯24为原料，都是与氨基醇进行缩合得到手性噁唑啉中间体(S)-25，锂化过程锂试剂由于需要避免与辅基手性中心上大体积基团的空间位阻作用而发生非对映选择性去质子锂化，再用亲电试剂淬灭后得到的产物(S, S p)-26、(S, S p)-27非对映选择性均高达95%。
前面提到的辅基都属于碳原子中心手性一类，另外还有杂原子中心手性的辅基，其中最著名的是Kagan等1993年开发的手性叔丁基亚砜(S S)-28和对甲苯基亚砜(R S)-32。
它们可以通过锂化二茂铁与相应的手性亚磺酸酯发生亲核取代反应得到，可以看到手性亚砜诱导锂化的非对映选择性能达到优秀水平，锂化物用亲电试剂捕获后，亚砜基团的中心手性可以通过还原成硫醚或者氧化成砜来除去。
亚砜辅基的另外一个特点是只能进行一次邻位锂化，第二次锂化将发生在亚砜基团的位置，再用亲电试剂淬灭即可得一系列独特1,2-二取代平面手性二茂铁衍生物(R p)-34，因为亚砜辅基在这些反应中被完全移除不留任何痕迹，所以又被称作无痕邻位导向基（traceless ODG）。
手性配体控制的对映选择性邻位金属化基团导向邻位金属化合成平面手性二茂铁除开底物中手性辅基诱导的非对映选择性锂化外，另一种策略是使用手性的锂试剂对非手性底物发生的对映选择性锂化。
这方面最早的例子见于Simpkins等1995发表的工作，他们尝试了带有各种导向基团如醇，醚，硫醚等的二茂铁底物以及各种手性锂试剂，最终唯独发现带有二苯基氧膦导向基团的二茂铁底物35可以在手性氨基锂试剂的作用下发生对映选择性锂化，但ee值只有中等水平。
一年后，Snieckus等取得重要突破，发现使用鹰爪豆碱做手性配体，丁基锂试剂可以对二茂铁酰胺底物37发生对映选择性脱质子，然后被亲电试剂所捕获，得到的1,2-二取代平面手性二茂铁化合物(R p)-38的ee值保持在良好到优秀水平。
总的来说，通过基团导向的邻位对映选择性锂化来合成平面手性二茂铁衍生物的实例虽然早在上世纪90年代已被首次报道，但至今却是屈指可数，今后需要发展的一个方向是开发其他常用导向基团的邻位对映选择性锂化体系，另一方面则是如何将当量的手性配体降低至催化量。
催化不对称C-H官能化芳环C-H键直接官能化反应是近年来人们研究的热点。
将催化不对称C-H键官能化策略应用到平面手性二茂铁的合成中，可以明显地看到，比起已经成熟的手性辅基导向的邻位金属化策略以及发展滞后的手性配体诱导的对映选择性金属化策略，后者在原子经济性和步骤高效性这两方面上都更为优越。
1979年俄罗斯人Sokolov等第一次实现了二茂铁化合物的不对称C-H键活化。
他们发现在碱存在情况下，二价钯经过手性氨基酸（N-乙酰基缬氨酸）配体的诱导可以对映选择性地活化氨基二茂铁化合物的C-H键，形成手性环钯物种(R p)-40，再经历几步衍生反应进行立体相关，可以确定对映选择性达到72%ee的良好水平。
虽然二茂铁化合物的不对称C-H键活化早在1979年前已有报道，但利用该策略发展各种不对称官能化反应来合成平面手性二茂铁化合物的工作却没有及时进行下去，以致该领域沉寂了30多年，直至近年来芳环C-H键直接官能化反应研究如火如荼地进行，才开始慢慢得到人们的关注。
2013年Wu等使用二价钯-氨基酸催化体系，高效实现了氨基二茂铁39与单取代烯烃之间的不对称脱氢Heck反应，适用的烯烃底物范围广泛，而所得平面手性烯基化产物(S p)-43的ee值一律处于优秀水平。
这份工作最大的意义在于延续了早在30多年前已发表的手性氨基酸诱导的对映选择性选择性环钯化反应的后续官能团转化（烯基化），将这份意义重大但尘封已久的工作重新展示在世人面前。
2014年他们沿用同样的二价钯-氨基酸催化体系，以对称的1,2-二酮化合物为酰基化试剂，高效实现了氨基二茂铁39的催化不对称酰基化反应，适用的酰基底物范围广泛，而所得平面手性酰基化产物(R p)-44的ee值绝大多数处于良好到优秀水平之间。
C-H烯基化报道后，芳基化成功的例子也随之很快报道出来。
2013年You等人使用二价钯-手性氨基酸催化体系，高效实现了氨基二茂铁45与芳基硼酸之间的不对称氧化偶联反应，芳基化产物(S p)-46的ee值一律处于优秀水平。
反应以廉价的氨基酸为配体并以空气作为氧化剂，因而表现出较好的实用潜力。
同年，他们采用同样的催化体系，发展了氨基二茂铁45与二芳基炔的不对称串联环化反应，合成了一系列带有大位阻联芳基的平面手性二茂铁化合物(S p)-47，对映选择性均为优秀，可惜产率都偏低，可能是由于联芳基结构位阻太大的缘故。
而在2016年You等采用类似的二价钯-氨基酸催化体系，直接实现了氨基二茂铁底物48与芳香杂环化合物的不对称脱氢偶联反应，底物适用范围广，构建的平面手性芳基二茂铁衍生物(R p)-49的ee值均在95%以上。
这种双重C-H键活化的方法比起之前使用硼试剂的途径在原子经济性与步骤高效性上又前进了一大步。
二茂铁C-H芳基化除开氧化偶联的模式，还有交叉偶联的模式。
2014年You等人利用零价钯-联二萘酚催化体系，高效实现了酰基二茂铁化合物50的分子内不对称交叉偶联反应，芳基化产物(R p)-51收率一律处于良好到优秀水平，而ee值更是高达98%-99%。
但可以看到的是底物范围较受限。
2014年Gu等肩并肩发表了类似的催化体系，比起You工作，不足之处在于反应温度条件较为剧烈，底物52亲电部分用到的是碘代物，而优势在于底物适用范围更加广泛。
同年Zhao等报道了零价钯-TADDOL催化的二茂铁酰胺类底物54的分子内不对称交叉偶联反应，芳基化产物(S p)-55为N杂环平面手性二茂铁内酰胺衍生物，产率和对映选择性均在良好到优秀的范围。