实验名称：乙酰二茂铁的制备(给学生的参考方案)

实验名称:乙酰二茂铁的制备

一、实验目的

1. 熟悉Fridel-Crafts 反应合成乙酰二茂铁的反应机理；

2. 掌握以二茂铁为原料合成乙酰二茂铁的方法。

二、实验原理

二茂铁，又称二环戊二烯合铁、环戊二烯基铁，是一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物。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。常温下为橙黄色粉末，有樟脑气味。熔点172°C-174°C，沸点249°C，100°C以上能升华。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°C以内不分解。其分子呈现极性，具有高度热稳定性、化学稳定性和耐辐射性。二茂铁具有类似苯的一些芳香性，比苯更容易发生亲电取代反应。

本实验以乙酸酐为酰化剂、磷酸为催化剂合成乙酰二茂铁。在磷酸作用下，乙酸酐首先生成酰基正离子，然后和富电的茂环发生亲电取代酰基化反应，机理如下:

一般认为，如用无水三氯化铝为催化剂，酰氯或酸酐为酰化剂，当酰化剂与二茂铁的摩尔比为2:1时，反应物以1,1’-二元取代物为主。以乙酸酐为酰化剂、磷酸为催化剂时，主要生成一元取代物。在此反应条件下，主要生成单乙酰二茂铁，双乙酰二茂铁很少，但同时有未反应的二茂铁。

三、主要试剂用量

1g（0.0054mol）二茂铁，10.8g（10mL，0.1mol）乙酸酐，磷酸，碳酸氢钠，无水乙醚。

四、实验步骤

在100mL圆底烧瓶中，加入1g（0.0054mol）二茂铁和10mL（0.1mol）乙酸酐，

在振荡下用滴管慢慢加入2mL85%的磷酸。投料毕，

用装有无水氯化钙干燥管的球形冷凝管塞住瓶口，沸水浴加热15min并时加振荡。

然后将反应化合物倾入盛有40g碎冰的400ml烧杯中，并用10ml冷水涮洗烧瓶，将涮洗液并入烧杯。

在搅拌下，分批加入固体碳酸氢钠，到溶液呈中性为止（要避免溶液溢出和碳酸氢钠过量，但要足量，否则乙酰二茂铁析出不充分，pH7-8)。约需20~25g碳酸氢钠。

将中和后的反应化合物置于冰浴中冷却15min，抽滤收集析出的橙黄色固体，每次用40mL冰水洗两次，压干后在空气中干燥得粗品。

五、实验关键及注意事项

1、烧瓶要干燥，反应时应用干燥管，避免空气中的水进入烧瓶内。

2、因为磷酸有氧化性，因此滴加磷酸时一定要在振摇下用滴管慢慢加入，否则易产生深棕色粘稠氧化聚合物。

3、用碳酸氢钠中和粗产物时应小心操作，防止因加入过快使产物逸出。

4、乙酰二茂铁在水中有一定的溶解度，用冰量不可太多，洗涤时最好用冰水，洗涤次数也切忌过多。

六、思考与讨论

1、二茂铁酰化时形成二酰基二茂铁时，第二个酰基为什么不能进入第一个酰基所在的环上？

2、二茂铁比苯更容易发生亲电取代，为什么不能用混酸进行硝化？