2012二茂铁的制备及检测
2012二茂铁的制备及检测
二茂铁的制备及检测实验目的1 学习特殊结构配合物的合成方法。
2 了解二茂铁及其化合物的重要性质。
3 学习无水无氧条件下的反应操作。
实验原理二茂铁是一种新型配合物—金属有机配合物，它具有独特的结构和键合方式，成键电子显示高度的离域，所以也称为有机金属π配合物。
这类化合物是20世纪50年代陆续发展起来的，它们的出现扩大了配合物的领域，促进了化学键理论的发展。
结构式如图1-1二茂铁又称二环戊二烯合铁，具有反五棱锥结构，两个环戊二烯环本身为五个碳原子组成的π键体系，每个环有一个π电子与铁原子形成配位键，但这是一个离域键，所以两个环与一个铁原子联系起来形成一个大π键，构成“夹心结构”。
在固态时两个环戊二烯环互为交叉构型，在液态时两个环可以自由旋转。
二茂铁在常温下是种橙色晶体，有樟脑味，熔点(m.p.)为173-174℃，沸点(b.p.)为249℃，高于100℃升华，加热到400℃亦不分解，是目前已知的最稳定的金属有机化合物，对碱和非氧化性酸稳定，能溶于苯、乙醚、石油醚等大多数有机溶剂，基本不溶于水。
在乙醇或乙烷中的紫外光谱于325 nm (ε=50)和440nm 处有极大吸收峰值，并在225nm (ε=5250)处有紫外吸收峰二茂铁具有芳香性，能形成环上具有多种取代基的衍生物。
自从1951年最初制备二茂铁以来，许多研究者对它及其衍生物的许多反应进行了研究，认为茂基环在化学性质上与苯很相似。
实际上在茂基环上发生很多取代反应，而且二茂铁通常比苯更容易发生这些反应，表明二茂铁中的茂基比苯更具“芳香性”。
二茂铁的合成方法很多，如电化合成法、无水无氧合成法。
本实验采用环戊二烯、氢氧化钾和氯化亚铁为原料合成二茂铁。
氢氧化钾不仅用作脱除质子剂，也是脱水剂，所以可使用水合氯化亚铁。
8KOH + 2C 5H 6 + FeCl 2·4H 2O = Fe(C 5H 5)2 + 2KC1 + 6KOH ·H 2OC 5H 5 + 2Fe + CH 3(CO)2 = (C 5H 5)Fe 6(C 5H 4)COCH 3 + CH 3COOH二茂铁在金属有机化学中始终是一个重要的化合物，它的独特结构引起了人们广泛的兴图1-1二茂铁结构式图1-2二茂铁的合成途径示意趣(就像C60结构的出现几乎吸引了全球化学家的视线)。
“三明治”化合物——二茂铁
“三明治”化合物——二茂铁摘要二茂铁是一种结构很特殊的化合物，它的发现在金属有机化合物研究中具有里程碑意义。
简介了二茂铁的发现、结构确定、制备和应用。
关键词二茂铁结构制备金属有机化合物二茂铁（Ferrocene）是由1个二价铁离子和2个环戊烯基构成，其化学上的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。
1二茂铁的发现1951年，英国化学家鲍森（P．L．Puason）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。
1949年，鲍森获得博士学位后进入一所大学任助理教授，在那里，他读到了布朗（R．D．Brown）在著名的科学杂志Nature上发表的关于富瓦烯（Fulvalene）的一篇文章。
布朗在文中指出富瓦烯可能具有芳香性，这引起了鲍森的极大兴趣。
于是，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1（如图1），然后去氢，即可得到富瓦烯。
在第一步反应中，他们选择氯化铁作催化剂，这样做是因为反应中使用的溴化环戊二烯基镁是格氏试剂，它的存在要求体系必须是无水的，而无水状态的氯化铁较之其他的过渡金属卤化物更为常见，并且它溶于醚，可用于格氏试剂使用的环境。
然而实验得到的结果却让人大吃一惊，他们得到了一种黄色的晶体！难道制得了黄色的烃？众所周知，烃类物质一般都是无色的。
很快，他们又用相同的方法制得了一批纯净的晶体，并用元素分析来测量化合物中C、H、O的质量分数。
结果3种元素的质量分数之和却大于100％，这说明化合物中应该存在一种分子量大于O的元素。
经过一些简单的数学计算，鲍森他们很容易地推断出该物质的分子式是C 10 H 10 Fe。
二茂铁的合成
实验#2 二茂铁及乙酰基二茂铁
环戊二烯钾
四水合氯化亚铁 分子量 198.81
二茂铁
分子量 186.04 熔点 172-1740C
氯化亚铁溶液 在 5mL 的梨形烧瓶中加入 0.35g 磨细的绿色的四水合氯化亚铁和 1.5mL 二 甲亚砜 用红色 14 20 的隔膜盖紧瓶口 在隔膜上插入一个空的注射器针头 然后插入引进氮 气的针头 往瓶中通入氮气约 1min 以置换瓶中的氧气 拔去针头 用力振荡烧瓶促使氯化亚 铁溶解
334
产物可以是单取代产物 2 或是双取代产物 3 在特殊的反的 1 1-二乙酰二茂铁 3
1 本实验由 M D. Gheorghiu 改进 采用 Ac O / H PO 进行酰化 采用微量的化学药品 本实验包括
2
34
以前的教师 教科书以及其他参与过本课程的人员的贡献
12. 氧化铝 Al2O3 常用色谱载体 除大量吸入或摄入外可认为无害
5
13. 二茂铁 [(η -C5H5) 2Fe] 中等毒性的有机金属化合物 按常规小心处理 避免摄入 吸入以及与皮肤接触 长时间暴露于其中可引起肝部损伤 加热分解释放出辛辣的 具刺激性的烟雾
5
5
14. 乙酰基二茂铁[(η --C5H5)Fe(η -C5H4(COCH3))] 剧毒有机金属化合物 小心处理
避免摄入 吸入以及与皮肤接触 加热分解释放出辛辣的 具刺激性的烟雾
.实验步骤
在以下的实验操作中 学生都应严格按照每一步的药品用量要求进行操作 所给出的每步 制备的产量虽不是最高的 但却是学生完成每步制备应达到的产量 若产量明显偏低 表明学 生实验技术较差 有必要重做该步实验
为了最大效率地利用实验时间 在开始实验前认真研究实验相当重要 在二茂铁的制备中 由于环戊二烯单体不稳定 蒸馏后必须马上使用 二茂铁的整个制备过程约需 4h
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。
实验2 二茂铁的制备 - 华中师范大学化学学院本科教学网管理系统
Fe
实验原理
• 二茂铁的制备方法较多，本实验采用非水 溶剂法，是实验室合成二茂铁的一种较为 简单易行的方法。其制备反应如下
2KOH + FeCl2 + 2C5H6 2KCl + 2H2O
(C5H5)2 Fe +
C5H6 久存后会聚合为二聚体，使用前重新 蒸馏使其解聚为单体。
实验原理
• 二茂铁经过升华法提纯后，在磷酸的催化下，
N2
二茂铁的制备
实验装置
升华法提纯二茂铁
实验装置
干燥管
15 min 二茂铁 乙酸酐 磷酸 水浴
水解、中和 冷却、抽滤 冰 乙酰二茂 铁粗产物
乙酰二茂铁的制备
实验步骤
从环戊二烯二聚体制备环戊二烯单体
173～174 ℃ 25 ℃ 环戊二烯二聚体 分子量132.20 沸点170 ℃ 环戊二烯 分子量66.10 沸点41 ℃
实验步骤
60 ml无水乙醚 25 g细粉末状KOH 氮气 搅拌溶解10 min 6.5 g无水二氯化铁 25 ml二甲亚砜 继续搅拌30 min 再加入25 ml乙醚 充分搅拌后，静置 水两次25 ml洗涤 蒸发
二茂铁的制备
滴入 5.5 ml环戊二烯 再搅拌10 min 45 min滴入
溶解后转入
二茂铁和乙酰二茂铁 的制备
实验目的
• 通过二茂铁和乙酰二茂铁的合成 掌握无机制备中无水无氧实验操作的 基本技能: 了解二茂铁的基本性质； 学习升华法、重结晶法纯化化合物的 操作技能。
实验原理
固态时，两个环戊二烯环互为交 错结构；在溶液中，两个环可以 自由旋转； 在常温下为橙色晶体，有樟脑气 味； m.p. 173～174, b.p. 249℃,当温 度高于100℃时容易升华，高于 400℃不分解； 二茂铁具有芳香性； 对碱和非氧化性酸稳定，能溶于 苯、乙醚、石油醚等大多数有机 溶剂中，基本不溶于水。
二茂铁的合成,分离与鉴定
二茂铁的合成1、环戊二烯的解聚：原因：环戊二烯久存后会聚合为二聚体，使用前应重新蒸馏使其解聚为单体。
组装好仪器，在烧瓶中加入25ml环戊二烯，在接收瓶中加入少量的无水氯化钙；电热套加热，收集40---44℃的馏分。
反应方程式：2、氯化亚铁的制备在250ml烧杯中加入25ml36﹪盐酸和18ml蒸馏水，在通风橱中加热至70℃，缓慢分批加入4g还原铁粉,待反应基本停止后（不再有氢气放出），过滤，滤液中加入用浓盐酸洗去铁锈的小铁钉几枚。
滤液放在蒸发皿中用酒精灯加热蒸发，然后冷却结晶，迅速抽滤，称5g加入100ml乙醚中供合成二茂铁使用。
注：FeCl2·4H2O为浅蓝色透明晶体总结：氯化亚铁制备时小铁钉应直到加热蒸发后，冷却结晶了才取出。
3.二茂铁的合成在装有搅拌器，滴液漏斗的干燥的150ml三颈烧瓶中加入17g片状氢氧化钾和40ml无水乙醚，搅拌10min，使KOH尽可能溶解，在加入4ml环状二烯，继续搅拌20min，使其生成环戊二烯钾：C5H6+KOH→C5H5K+H2O反应中生成的水应用过量的氢氧化钾除去。
在烧杯中加入17ml二甲亚砜和2ml无水乙醚，再加入5g新制的氯化亚铁，在40℃水浴上温热片刻，搅拌使其溶解。
然后将此液移入事先加有2ml无水乙醚的滴液漏斗中，在搅拌下滴加入反应瓶中，控制滴加速度，约15—20min 内加完；继续搅拌1h后分出乙醚层，水相用20ml无水乙醚分两次萃取，合并乙醚层，用2mol/L HCl洗涤醚液两次，然后用水洗涤两次，最后用无水硫酸钠干燥。
在旋转蒸发器上蒸去乙醚后倒入蒸发皿中升华的纯二茂铁。
总结：升华过程应在20—30分钟完成，不宜过快，否则不纯，用空气浴加热升华是若是出现黑烟或是滤纸变黑即是升华过快，要得到较纯的二茂铁应重新升华，最后蒸发皿中剩下色物质。
二茂铁的分离二、二茂铁的柱层析分离1．拌样称取上述粗产品20mg置于干燥小烧杯中，滴加乙酸乙酯使溶解，加入约200mg硅胶，搅拌均匀得浆状物，红外灯下干燥得到松散的颗粒状物。
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。
二茂铁质量检验方法
二茂铁质量检验方法二茂铁是一种有机金属化合物，其化学式为(C5H5)2Fe。
它具有独特的性质，因此在许多领域得到了广泛的应用。
然而，为了确保二茂铁的质量，需要进行质量检验。
下面介绍二茂铁质量检验的方法。
1. 外观检验首先，需要对二茂铁的外观进行检验。
正常情况下，二茂铁呈现为灰黑色的固体，不应该有明显的杂质或异物。
如果发现有明显的杂质或异物，说明二茂铁可能已经受到了污染或者掺杂。
2. 熔点检验二茂铁的熔点是其质量的重要指标之一。
熔点过低或过高都会影响二茂铁的性能和质量。
因此，在进行质量检验时，需要对二茂铁的熔点进行检测。
具体的方法是，在热板上加热一定量的二茂铁，直到其完全熔化。
然后，记录下熔点。
正常情况下，二茂铁的熔点应该在171℃至174℃之间。
如果熔点过低或过高，说明二茂铁的质量可能存在问题。
3. 红外光谱检验红外光谱是一种常用的化学分析方法，可以用来鉴定有机化合物的结构和成分。
因此，在进行二茂铁质量检验时，也可以使用红外光谱进行检测。
具体的方法是，将二茂铁样品制成粉末，并将其放入红外光谱仪中进行测试。
正常情况下，二茂铁的红外光谱应该符合其化学结构和成分。
如果发现有异常的峰位或者峰面积，说明二茂铁可能存在杂质或者掺杂。
4. 溶解度检验溶解度是衡量化合物纯度和结晶度的重要指标之一。
因此，在进行二茂铁质量检验时，也需要对其溶解度进行检测。
具体的方法是，在一定温度下，将一定量的二茂铁加入一定量的溶剂中，并搅拌一段时间。
然后，记录下完全溶解所需的时间和溶解度。
正常情况下，二茂铁应该能够在规定时间内完全溶解，并且溶解度应该符合其理论值。
综上所述，二茂铁质量检验需要从外观、熔点、红外光谱和溶解度等多个方面进行综合检测。
只有通过多种方法进行检测，并且确保检测结果符合标准要求，才能确保二茂铁的质量和性能。
实验2 二茂铁的制备 - 广东嘉应学院
实验步骤
三．电解
1. 关闭开关K，换上准确秤量的二个铜片。 按下开关K，同时记下时间和电流强度。 2. 在电解过程中，电流如有变化应随时调节 电阻以维持电流强度恒定。 3. 通电1 h后，停止电解，取下两极用水漂 洗后，再用乙醇漂洗，晾干后称重。硫酸 铜溶液回收。
数据记录与结果处理
表1 阿佛加德罗常数的测定 电解前质量 电解后质量 质量变化 m1/g m2/ g |△m|/g 正极 负极 NA
电极板。
试剂：CuSO4溶液（含硫酸铜125 g/L和浓
H2SO4 25 mL/L），酒精。
实验步骤
一．电极准备 两块纯铜片: (1) 面积约5×3 cm2用 (2) 用砂纸擦去表面的 氧化物后，用水洗 净，再用酒精漂洗， 晾干。 (3) 用天平准确称量铜 电解装置示意图 片质量（精确至 mA -毫安表，K -开关，R -滑线电阻 0.1 mg）。
实验原理
注意：
理论上，Cu2+从阴极得到的电子和阳极 Cu失去的电子数应相等，即阴极增加的 质量应该等于阳极减少的质量。
由于铜片不纯等原因，阳极失去的质量一 般比阴极增加的质量偏高，所以由阴极增 加质量计算NA结果较为准确。
实验仪器与试剂
仪器：台秤，天平，直流稳压电源，毫安
表，滑线 电阻，导线，砂纸，铜片，
相对误差
－
－
－
思考题
1．若所用铜片质量不纯或电解过程中电流不稳定对
实验结果有什么影响?
2．电解法测定的主要量是什么？阿佛加德罗常数是
怎样计算的?
用两块铜片作两极以cuso4溶液为电解质进行电解cu2在阴极上得到电子析出金属铜使铜片增重作阳极的铜片溶解而减重
阿佛加德罗常数 的测定
二茂铁生产工艺流程
二茂铁生产工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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进行二茂铁生产之前，要做好充分的准备工作。
二茂铁可用作燃料的节能消烟剂.抗...
二茂铁可用作燃料的节能消烟剂、抗爆剂等。
实验室制备二茂铁装置示意图如
下：
实验原理为：
实验步骤为：
①在三颈烧瓶中加入25g粉末状的KOH，并从仪器a中加入60mL无水乙醚到烧瓶中，充分搅拌，同时通氮气约10min。
②再从仪器a滴入5.5mL新蒸馏的环戊二烯(密度0.95g/cm3)，搅拌。
③将6.5g无水FeCl2与(CH3)2SO(二甲亚砜)配成的溶液25ml装入仪器a中，慢慢滴入仪器c中，45min滴完，继续搅拌45min。
④再从仪器a加入25mL无水乙醚搅拌。
⑤将c中的液体转入仪器d，依次用盐酸、水各洗涤两次，分液得橙黄色溶液。
⑥蒸发橙黄色溶液，得二茂铁粗产品。
⑦……
回答下列问题：
（1）步骤①中通入氮气的目的是：。
（2）仪器c的名称为：，其适宜容积应为：。
a．100ml b．250ml c．500ml
（3）仪器d使用前应进行的操作是：，请简述该过程：。
（4）步骤⑦是二茂铁粗产品的提纯，该过程在下图中进行，其操作名称为：。
（5）为了确证得到的是二茂铁，还需要进行的一项简单实验是。
（6）最终得到纯净的二茂铁3.7g，则该实验的产率为(保留两位有效数字)。
乙酰二茂铁的制备和色谱分离
乙酰二茂铁的制备和色谱分离摘要：通过本次实验，我们可以了解二茂铁及其衍生物的合成方法及有关的性质；也可以很好的掌握色谱分离实验技术。
关键词：乙酰二茂铁柱色谱分离内容：二茂铁是一种新型的夹心过渡金属有机配合物。
其茂环具有芳香性能进行亲电取代反应，可以制得二茂铁的多种衍生物，二茂铁的乙酰化形成乙酰二茂铁，根据反应条件，可以生成单乙酰二茂铁（C5H5Fe（C5H4COCH3））或双乙酰二茂铁（Fe（C5H4COCH3）2）。
二茂铁的一种乙酰化反应如下：Fe + (CH3CO)2H POFeCOCH3+ CH3CO2H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，利用层析分离法可以在混合物中分离这几种配合物，先使用薄层层析探索分离这些配合物的层析条件，然后利用这些条件在柱层析中分离而得到纯的配合物。
经过前人的探索我们得知，二茂铁及其衍生物的分离最好用层析法。
柱色谱（柱上层析）常用的有吸附色谱和分配色谱两类。
吸附色谱常用氧化铝和硅胶作固定相；而分配色谱中以硅胶、硅藻土和纤维素作为支持剂，以吸收较大量的液体作固定相，而支持剂本身不起分离作用。
吸附柱色谱通常在玻璃管中填入表面积很大经过活化的多孔性或粉状固体吸附剂。
当待分离的混合物溶液流过吸附柱时，各种成分同时被吸附在柱的上端。
当洗脱剂流下时，由于不同化合物吸附能力不同，往下洗脱的速度也不同，于是形成了不同层次，即溶质在柱中自上而下按对吸附剂的亲和力大小分别形成若干色带，再用溶剂洗脱时，已经分开的溶质可从柱上分别洗出收集。
我们本次实验包括乙酰二茂铁的合成以及柱色谱分离提纯，具体实验内容及操作如下：乙酰二茂铁的合成在 50ml 圆底烧瓶中，加入 1.5g二茂铁和 5ml 乙酸酐，在振荡下用滴管慢慢加入 1ml 85%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，70~80°C 水浴上加热20min，并时加振荡。
二茂铁的合成实验报告
二茂铁的合成实验报告
实验报告：二茂铁的合成
1. 实验目的
本实验旨在通过高温煅烧法合成二茂铁。
2. 实验原理
二茂铁是由铁和茂基环戊二烯反应生成的。
实验中将茂基环戊二烯与氯化铁在高温下进行反应生成二茂铁。
3. 实验步骤
（1）将茂基环戊二烯溶解在无水乙醇中，制备出约0.1 mol/L 的茂基环戊二烯乙醇溶液。
（2）将氯化铁粉末称取0.01 mol，并与少量无水乙醇混合均匀。
（3）将茂基环戊二烯乙醇溶液缓慢滴加到氯化铁溶液中，并同时用磁力搅拌。
（4）溶液反应完成后，将其转移至砂浴加热器中，并将温度升至200℃，持续反应1小时。
（5）反应结束后，将溶液冷却至室温，并用乙醚进行萃取，得到底物二茂铁。
4. 结果与讨论
实验中，成功合成了二茂铁。
实验过程中，采用茂基环戊二烯乙醇溶液逐滴加入氯化铁溶液，可以控制反应速率和产物的纯度。
砂浴加热器的使用使得反应温度可以达到较高，有利于产物的生成。
乙醚的萃取使得可以将产物从溶液中进行分离。
最终得到的产物为深红色晶体，与二茂铁的特征颜色相符。
5. 结论
本实验成功合成了二茂铁，合成产物的颜色、形态与二茂铁相符。
实验结果表明，高温煅烧法是一种较好的合成二茂铁的方法。
6. 实验总结
本次实验通过高温煅烧法成功合成了二茂铁。
实验过程中需注意控制反应速率和温度，以及实验中溶液的操作，以获得较高的产物纯度。
通过本次实验的实践，对二茂铁的合成方法有了更深的了解。
二茂铁的制备及应用
#继续教育#二茂铁的制备及应用PREPARATION AND APPLICATION OF FERROCENE崔小明田言1概述二茂铁又叫双环戊二烯基铁,是以石油化工中C5馏分中的环戊二烯为原料合成出来的一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物,分子式Fe(C5H5)2,分子量186,外观为橙黄色针状结晶,熔点173~174e,沸点249e,100e以上能升华;不溶于水,溶于甲醇、乙醇、乙醚、石油醚、二氯甲烷、苯等有机溶剂,其分子呈极性,具有高度热稳定性、化学稳定性和耐辐射性,溶于浓硫酸中,在沸腾的烧碱溶液和盐酸中不溶解,不分解。
二茂铁在化学性质上与芳香族化合物相似,不容易发生加成反应,容易发生二茂铁环上的亲电取代反应,如金属化反应、酰基化反应、烷基化反应、磺化反应、甲酰化反应以及配合体交换反应等,使其在工业、农业、医药、航天、节能、环保等行业具有广泛的应用,开发利用前景广阔。
2生产方法[1~3]二茂铁的制备方法主要有环戊二烯钠法、二乙胺法、相转移催化法、二甲基亚砜(即D M SO)法和电解合成法。
211环戊二烯钠法环戊二烯在烧碱的作用下,生成环戊二烯基钠(C5H5Na),然后在四氢呋喃溶液中与氯化亚铁反应制得二茂铁。
C5H6+NaO H)))C5H5Na+H2O2C5H5Na+FeCl2)))(C5H5)2Fe+2NaCl212二乙胺一步法环戊二烯在二乙胺中与无水三氯化铁直接反应,环戊二烯使三氯化铁还原为氯化亚铁,再与两个脱去一个氢离子的环戊二烯负离子生成二茂铁。
213二乙胺二步法在氮气氛中,以四氢呋喃为溶剂,三氯化铁用铁还原为氯化亚铁,然后在二乙胺存在下,氯化亚铁与环戊二烯反应生成二茂铁。
2FeCl3+Fe)3FeCl2FeCl2+2C5H6+2(C2H5)2N H)))(C5H5)2Fe+(C2H5)2N H.HCl214二甲基亚砜法在氮气氛、室温常压下,新蒸馏的环戊二烯与碱反应,生成环戊二烯负离子,再将其与亚铁离子反应生成二茂铁,用水蒸汽蒸馏即得精制二茂铁。
实验十四乙酰二茂铁的合成[总结]
![实验十四乙酰二茂铁的合成[总结]](https://img.taocdn.com/s3/m/4f3a3d16bfd5b9f3f90f76c66137ee06eff94e67.png)
实验十四 乙酰二茂铁的合成一、实验目的1．学习乙酰二茂铁的制备方法2．学习层析分离法中薄层层析和柱层析的基本原理3．掌握用层析分离法从反应混合物中分离提纯化合物的操作方法二、基本原理二茂铁是一种新型的夹心过渡金属有机配合物。
其茂环具有芳香性能进行亲电取代反应，可以制得二茂铁的多种衍生物，二茂铁的乙酰化形成乙酰二茂铁，根据反应条件，可以生成单乙酰二茂铁（C 5H 5Fe （C 5H 4COCH 3））或双乙酰二茂铁（Fe （C 5H 4COCH 3）2）。
二茂铁的一种乙酰化反应如下：Fe+ (CH 3CO)2H POFeCOCH 3+ CH 3CO 2H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，利用层析分离法可以在混合物中分离这几种配合物，先使用薄层层析探索分离这些配合物的层析条件，然后利用这些条件在柱层析中分离而得到纯的配合物。
薄层层析是将吸附剂均匀地铺在一块玻璃板表面形成薄层（其厚度一般为0.1~2mm ），在此薄层上进行色谱分离的方法。
由于吸附剂对不同组分的吸附能力不同，对极性大的组分吸附力强，反之，则吸附力弱。
因此当选择适当溶剂（称为洗脱剂或展开剂）流过吸附剂时，组分便在吸附剂和溶剂间发生连续的吸附和解吸，经过一定时间，各组分便达到相互分离。
试样中各组分的分离效果可以用它们的比移值R f 的差来衡量。
R f 值是某组分的斑点中心到原点的距离与溶剂前沿到原点的比值，R f 值一般在0~1之间，其值大表示该组分的分配比大，易随溶剂流动，且两组分的R f 值相差越大，则它们的分离效果越好。
薄层层析所使用的吸附剂和溶剂的性质直接影响试样中各组分的分离效果，应根据试样中各组分的极性大小来选择合适的吸附剂，为了避免试样的组分在吸附剂上吸附过于牢固而不展开，致使保留时间过长，斑点扩散，因此对极性小的组分可选择吸附活性较大的吸附剂，反之，对极性大的组分可选择吸附活性较小的吸附剂。
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二茂铁的制备及检测
实验目的
1 学习特殊结构配合物的合成方法。
2 了解二茂铁及其化合物的重要性质。
3 学习无水无氧条件下的反应操作。
实验原理
二茂铁是一种新型配合物—金属有机配合物，它具有独特
的结构和键合方式，成键电子显示高度的离域，所以也称为有
机金属π配合物。
这类化合物是20世纪50年代陆续发展起来
的，它们的出现扩大了配合物的领域，促进了化学键理论的发
展。
结构式如图1-1
二茂铁又称二环戊二烯合铁，具有反五棱锥结构，两个环
戊二烯环本身为五个碳原子组成的π键体系，每个环有一个π
电子与铁原子形成配位键，但这是一个离域键，所以两个环与
一个铁原子联系起来形成一个大π键，构成“夹心结构”。
在固态时两个环戊二烯环互为交
叉构型，在液态时两个环可以自由旋转。
二茂铁在常温下是种橙色晶体，有樟脑味，熔点(m.p.)为173-174℃，沸点(b.p.)为249℃，高于100℃升华，加热到400℃亦不分解，是目前已知的最稳定的金属有机化合物，对碱和非氧化性酸稳定，能溶于苯、乙醚、石油醚等大多数有机溶剂，基本不溶于水。
在乙醇或乙烷中的紫外光谱于325 nm (ε=50)和
440nm 处有极大吸收峰值，并在
225nm (ε=5250)处有紫外吸收峰
二茂铁具有芳香性，能形成环
上具有多种取代基的衍生物。
自从
1951年最初制备二茂铁以来，许多
研究者对它及其衍生物的许多反应
进行了研究，认为茂基环在化学性
质上与苯很相似。
实际上在茂基环
上发生很多取代反应，而且二茂铁
通常比苯更容易发生这些反应，表
明二茂铁中的茂基比苯更具“芳香
性”。
二茂铁的合成方法很多，如电
化合成法、无水无氧合成法。
本实验采用环戊二烯、氢氧化钾和氯化亚铁为原料合成二茂铁。
氢氧化钾不仅用作脱除质子剂，也是脱水剂，所以可使用水合氯化亚铁。
8KOH + 2C 5H 6 + FeCl 2·4H 2O = Fe(C 5H 5)2 + 2KC1 + 6KOH ·H 2O
C 5H 5 + 2Fe + CH 3(CO)2 = (C 5H 5)Fe 6(C 5H 4)COCH 3 + CH 3COOH
二茂铁在金属有机化学中始终是一个重要的化合物，它的独特结构引起了人们广泛的兴图1-1二茂铁结构式
图1-2二茂铁的合成途径示意
趣(就像C60结构的出现几乎吸引了全球化学家的视线)。
另外它是最漂亮的结晶化合物之一，而且在其升华过程中就能形成结晶。
仪器与试剂
电热套（丙三醇油浴），磁力搅拌器（磁性搅拌子），恒温水浴，电子天平，通风橱，熔点仪
小型蒸馏烧瓶250ml ，蒸馏头，分馏柱，温度计，冷凝管，尾接管，接受瓶，100ml 锥形瓶（干燥），蒸发皿，玻棒，滴管，滴液漏斗，梨形分液漏斗，量筒25ml ，滤纸，铁架台，铁制夹具，乳胶或橡胶软管
双环戊二烯，无水CaCl 2， KOH 固体，无水乙醚，二甲亚砜， HCl （2mol/L 6mol/L ），无水硫酸钠，还原铁粉，浓盐酸，小铁钉数枚。
实验步骤
1．环戊二烯二聚体的解聚
环戊二烯(又称二聚环戊二烯；二环戊二烯；联环戊二烯；双茂；二芨烯。
CAS 号77-73-6)极易通过狄尔斯-阿德耳反应二聚成双环戊二烯，并在较高温度下进一步进行聚合反应。
因而市售环戊二烯是它的二聚体，在使用之前必须把它解聚，即采用“裂解蒸馏”的办法。
在小型蒸馏烧瓶中加入25ml 双环戊二烯，装上分馏柱、温度计、冷凝管及接受瓶（放少许无水CaCl 2，逐渐升温至160℃左右，即有环戊二烯单体馏出，收集40-44℃馏分。
将电热套温度逐渐升至180℃，收集约5ml 环戊二烯（如图1-3，时间约2h ）。
环戊二烯应当天蒸馏，当天使用完，否则又会聚合（使用剩余及蒸馏剩余的环戊二烯回收至指定回收瓶！）。
2．二茂铁的合成
在干燥的100ml 锥形瓶中，加入17gKOH 固体和
40ml 无水乙醚，口上装有冷凝管，开通冷凝水，在
电磁搅拌器上搅拌10 min 。
再加入4ml 环戊二烯，继
续搅拌20min ，使生成环戊二烯钾：
C 5H 6 + KOH = KC 5H 5 + H2O
在反应中生成的水由过量的氢氧化钾除去。
在
一烧杯中加入17ml 二甲亚砜和2 ml 无水乙醚，再加
入5 g 新制的氯化亚铁晶体注
，搅拌使其溶解，如不溶，
可在40℃水浴上温热片刻。
然后将此溶液移入事先
盛有2ml 无水乙醚的滴液漏斗中。
在揽拌下滴加入上
述含环戊二烯钾的反应瓶中。
因放热反应，需控制滴加速度，约15-20min 内加完。
继续搅拌1h ，后分出乙醚层，残渣用20ml 无水乙醚分两次萃取。
合并醚层用2mol/L HCl 洗涤两次（每次10ml ），然后用水洗涤两次，最后用无水硫酸钠干燥。
干燥的乙醚溶液，蒸出部分乙醚后倒入蒸发皿中，在通风橱中用预先准备的热水浴小心蒸去乙醚，即得粗制二茂铁，为橙红色。
经升华后的纯二茂铁为金黄色片状结晶，用毛细管法测其熔点。
用压片法测定二茂铁的红外光谱，与文献报道的图谱进行比较，并指出各个吸收峰的归属。
[注]氯化亚铁（FeCl 2·4H 2O ）的制备
图1-3环戊二烯二聚体的解聚装置
在小烧杯中加入25ml6 mol/LHCl，加热至约70℃，缓慢分批加入3g还原铁粉，反应基本停止后过滤，在滤液中加入用浓盐酸洗去铁锈的小铁钉数枚，蒸发至表面出现晶膜为止。
冷却结晶，迅速抽滤，尽快用滤纸挤压去水分。
FeCl2·4H2O为浅蓝色结晶，必须新鲜制备，以防氧化。
思考题
1．在本实验中合成二茂铁时，为什么要求无水无氧条件？
2．在干燥的试管中加热二茂铁试样，记录所观察到的现象。
3．试分析影响产率的因素，如何提高它的合成产率？
4．还有什么方法可用于合成二茂铁？
参考文献
[1]王伯康等编，中级无机化学实验，高等教育出版社，1984
[2]G.Pass and H.Sutcliffe, Practical Inorganic Chemistry-Preparations Reactionsand Instrumental Methods 2
Ed.1974
[2] 黄惠忠等编著. 纳米材料分析. 北京: 化学工业出版社，2003.
[3] 浙江大学等主编. 综合化学试验. 北京: 高等教育出版社，2001.。