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二茂铁及其衍生物的合成、应用及展望摘要：二茂铁及其衍生物以其独特的结构和性质而广受关注，作为合成和应用则一直是金属有机化学等学科研究的热点。
本文简要的介绍了二茂铁（η5-C5H5)2Fe）的发现结构和性质，重点介绍了二茂铁的电解合成方法和化学合成方法，以及二茂铁用作燃油添加剂、四乙基铅（(C2H5)4Pb）替代剂和作为催化剂等方面的应用，并介绍了几种二茂铁衍生物以及二茂铁衍生物在电化学、医药、液晶材料和功能材料等方面的应用。
同时，本文对二茂铁的研究也做了展望。
关键词：二茂铁；二茂铁衍生物；合成；应用.一、二茂铁的结构与性质1、二茂铁的发现1951年Kealy和Pauson[1]利用格氏试剂C5H5MgBr与催化剂FeCl3合成富瓦烯却意外地获得了一种橙黄色晶体（式1-1），并用重量分析法确定了该化合物分子式：C10H10Fe，并初步测定了该化合物的熔点、沸点等基本物理和化学性质。
与此同时，Miller[2]等人用环戊二烯和铁在300℃，N2氛及常压下也制得了该物质（式1-2）。
反应式如下：Kealy和Pauson初步推断该化合物可能结构：2、二茂铁的结构及性质1952年，Wilkinson[3]等人对该化合物通过红外光谱（IR）、磁化率（cm）及偶极距（μ）等的测定，判定该物质应具有夹心型结构（如图1.1）。
Fischer[4]等人通过X射线衍射的研究，提出该物质具有五角反棱柱的结构。
通过这些研究确定了该物质结构为：上下为两个带负电荷的环戊二烯基芳环，中间为带二价正电荷的亚铁离子，类似于三明治的夹心型结构，并正式命名为“Ferrocene（二茂铁）”。
在该结构中，亚铁离子处于激发态，这使得二茂铁具有多种催化性能[5]。
（图1.1）二茂铁（Ferrocene，(η5-C5H5)2Fe），一种典型的过渡金属与茂环生成的具有芳香族性的有机金属化合物，分子式为：(C5H5)2Fe，遵循有效原子序数（EAN）规则，具有18电子稳定结构；常温下为橙黄色粉末或晶体，有樟脑气味，熔点172℃-174℃，沸点249℃，100℃以上能升华；不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙醚、二氯甲烷和苯等有机溶剂，可溶于浓硫酸，在沸腾的烧碱和盐酸溶液中不溶解、不分解；具有高度热稳定性，400℃下不分解；化学性质稳定、耐辐射性，与酸、碱、紫外线等均不发生作用；具有芳香性，不易发生加成反应，易发生亲电取代反应、可发生氧化反应、还原反应和亲核取代反应；可进行金属化、酰基化、烷基化、磺化、甲酰化以及配合体交换等反应；此外二茂铁还有低毒性，在溶液中两个环可以自由旋转等特点[6-8]。
聚二茂铁基硅烷聚二茂铁基硅烷（Polyferrocenylsilane）是一种重要的功能高分子材料，由二茂铁和有机硅烷基化合物构成。
它具有优异的化学稳定性、电化学活性和光学性质，在纳米电子器件、传感器、催化剂等领域有着广泛的应用潜力。
聚二茂铁基硅烷的合成方法多种多样，常见的方法包括原位聚合法、溶液聚合法和表面聚合法等。
其中，原位聚合法是最常用的合成方法之一。
原位聚合法是通过在化学反应中加入适量的反应物并在反应过程中使其发生聚合，从而制备聚二茂铁基硅烷。
在原位聚合法中，二茂铁和有机硅烷基化合物是关键的反应物。
二茂铁是一种具有芳香性的化合物，可通过二级醇还原法、嗜电子试剂法等多种方法制备。
有机硅烷基化合物则是指具有硅烷基官能团的有机化合物，它可以通过硅烷试剂与含有活性基团的化合物反应制备得到。
在反应中，二茂铁和有机硅烷基化合物首先发生缩合反应，生成二茂铁基硅烷单体。
随后，单体通过含有阴离子的催化剂的作用，自由基聚合形成聚合物。
聚合过程中，有机硅烷基化合物的硅烷基团为聚合物提供了良好的溶剂解决性和可控的分子链结构。
聚二茂铁基硅烷具有许多优异的性质，使其在材料科学领域得到了广泛的关注和研究。
首先，它具有很高的化学稳定性，能够在极端条件下保持其结构完整性。
其次，聚二茂铁基硅烷具有优异的电化学活性，可作为电活性材料用于储能器件和传感器等领域。
此外，它还具有良好的光学性质，可以应用于光电子器件和光催化反应等领域。
聚二茂铁基硅烷在纳米电子器件中的应用非常广泛。
例如，它可以用作超级电容器的电极材料，能够显著提高超级电容器的储能密度和循环稳定性。
此外，聚二茂铁基硅烷还可以作为场效应晶体管的有机薄膜材料，具有优异的载流子迁移率和稳定性。
除了纳米电子器件，聚二茂铁基硅烷还在传感器和催化剂领域有着广泛的应用。
在传感器方面，它可以用于气体传感器、生物传感器等领域，具有高灵敏度和选择性。
在催化剂方面，聚二茂铁基硅烷可以用于有机合成反应中的氧化剂、还原剂和催化剂载体等。
专利名称：一种两步法合成1,3‑双取代基‑2‑丙醇的方法专利类型：发明专利
发明人：刘玉龙,范群岭,邓忠汉
申请号：CN201710506203.1
申请日：20170627
公开号：CN107118084A
公开日：
20170901
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种两步法合成1,3‑双取代基‑2‑丙醇的方法，第一步，在催化剂存在下，脂肪醇ROH和环氧氯丙烷反应生成1‑氯甲基‑3‑烷氧基‑2‑丙醇，第二步，再在催化剂存在下，脂肪醇ROH 和1‑氯甲基‑3‑烷氧基‑2‑丙醇反应生成1,3‑双取代基‑2‑丙醇。
由本发明合成方法得到的1，3‑双取代基‑2‑丙醇，纯度高达98%以上，收率达85%以上，产品选择性高，适合企业大规模工业化生产。
申请人：江苏合泰新材料科技有限公司
地址：223215 江苏省淮安市盐化新材料产业园盐都路98号
国籍：CN
代理机构：淮安市科文知识产权事务所
代理人：谢观素
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双取代硅基二茂铁的合成方法研究近年来，硅基二茂铁作为一种重要的含硅化合物，在工业制备、涂料、催化剂、光电材料等领域得到广泛应用。
而双取代硅基二茂铁因具有多样的结构及性质，在磁性材料、热稳定性及光催化性能等方面具有一定的优势。
为了进一步改善双取代硅基二茂铁的性能，有必要研究硅基二茂铁的合成方法。
一般而言，双取代硅基二茂铁的合成方法有两种：一种是液相合成法，另一种是固相合成法。
液相合成法是以固定比例的硅胺和二茂铁为原料，经反应温度和时间调控，使其反应生成双取代硅基二茂铁，可以得到比较细致的产物。
但缺点是操作复杂，反应条件十分精确，而且反应过程耗费较多的时间。
固相合成法是将硅胺和二茂铁组合，加入到固相容器中，在特定的温度条件下进行反应，可以获得双取代硅基二茂铁，其优点是反应速度快，反应条件低，产物粒度分布均匀，但其缺点是由于固相容器的材料对反应产物有一定的影响，使反应产物有一定程度膨胀。
此外，催化剂作为双取代硅基二茂铁合成过程中的重要参数，可以影响双取代硅基二茂铁的产率和结构。
目前研究报道的催化剂大多为以TiO2为载体，CO2为活性表面上的金属氧化物，可以有效改变硅基二茂铁的结构和性质，使硅基二茂铁的合成率提高，降低反应的温度条件，缩短反应的时间，并可以提高双取代硅基二茂铁的性能。
综上所述，双取代硅基二茂铁合成方法包括液相法和固相法，具体来说，液相合成法需要准确控制反应温度和时间，而固相合成法则需要正确选择固相容器的材料，同时催化剂也是影响双取代硅基二茂铁的合成效率的重要参数。
因此为了满足工业应用的需求，学者们应持续不断地改进和研究硅基二茂铁的合成方法，以使它更适合实际的应用。
本文详细介绍了双取代硅基二茂铁的合成方法，并综述了目前双取代硅基二茂铁关于合成方法的研究现状。
该研究旨在为解决双取代硅基二茂铁合成中存在的问题，为工业应用提供有用的参考。
总之，双取代硅基二茂铁合成方法是一个复杂而又有挑战性的课题，随着科学技术的进步，有望为工业应用提供更有效的双取代硅基二茂铁合成方案。
双取代硅基二茂铁的合成方法研究菌物质、大分子化合物以及结构材料都是双取代硅基二茂铁(DMS)的主要应用领域。
双取代硅基二茂铁是一种稀有的多价半导体，它的合成方法是多种技术的集合。
该文章主要介绍了双取代硅基二茂铁的合成方法及其优势。
双取代硅基二茂铁的相关化学反应主要有卤素水解法，水热法，溶剂热法，液相沉淀法，化学沉淀法，溶剂萃取法，阴离子两步法，以及多步合配反应等。
这些反应中，水热法是由胺类衍生物与卤素盐反应得到的，常用氨水反应。
该反应不受温度、pH和溶剂的影响，可以有效利用低成本材料，但存在反应产物复杂、消耗能源、低稳定性和难以控制等问题。
溶剂热法易于操作，反应温度较低，但也存在低效率、环境污染和能耗高的问题。
液相沉淀法是双取代硅基二茂铁高产率和低成本的常见合成方法。
液相沉淀法利用相容性和沉淀机理，以不相容溶剂、气体溶剂、水相等形式对富集物进行分离，减少非生产成本和物料损耗，从而节约能源和提高产品纯度。
液相沉淀法可以提高分离效率和产量，有效抑制有害物质的产生，且容易自动化操作，因此在应用双取代硅基二茂铁合成技术中，液相沉淀法被认为是最有效的合成方法。
化学沉淀法也是双取代硅基二茂铁合成的重要种方法，它能有效提高产品纯度，安全性和稳定性，但浓度较低的反应有时可能产生低纯度产物，需要经过多次处理以获得高纯度产物。
溶剂萃取法也是双取代硅基二茂铁合成的广泛应用方法，它利用溶剂之间的相容性，根据产物的不同性质，将其分离，从而获得更高纯度的产物。
不同于液相沉淀法，溶剂萃取法有利于获得产品，但是溶剂消耗大，蒸发物相对大，容易产生有害废气等问题。
阴离子两步法是利用阴离子反应产物的不同性质，分别进行两个反应的技术，通过第二反应消除副反应物，从而使产物纯度更高，双取代硅基二茂铁的合成成功率大幅提高。
阴离子两步法相对于传统的一步法而言，增加了反应步骤，操作复杂，但可以有效节约成本、提高产品纯度和加快合成速度。
此外，多步合配反应也是一种双取代硅基二茂铁合成技术，它结合了多种反应过程，将两个或多个反应联系起来，从而大大提高产品的纯度和生产效率，它的应用范围得到了很大的扩展。
含氰基高性能聚芳醚材料的合成与表征【摘要】：本文合成了含氰基的双二氮杂萘酮单体，然后与二氟芳香单体进行亲核取代反应制备了三种含氰基的新型聚芳醚，并用 TGA、DSC、GPC 等分析测试等手段对其综合性能进行表征与测试。
结果表明所合成的含氰基聚芳醚具有优异的热稳定性(T5%>492ºC)、较高的玻璃化转变温度(Tg=262~320ºC)和良好的溶解性能，易溶于氯代烷烃(如氯仿)和极性非质子溶剂 (如 DMAc、 DMF、 NMP 等)。
【关键词】：氰基；聚芳醚；高性能聚芳醚是一类综合性能优异的特种工程塑料，因具有良好的机械性能、耐热性、耐腐蚀性、绝缘性等优点，广泛用于航空航天、电子器件、机械仪表等领域[1-3]。
其高分子主链中同时具有刚性的对苯撑和柔性的醚键结构，使其在保持优良的机械性能和耐热性能的同时，具有一定的柔韧性，易于加工成型。
含二氮杂萘酮结构聚芳醚是其中一种耐热性能更为优异的品种，引起了极大的关注[4-9]。
它首先由加拿大 McGill 大学的 Allan S Hay 实验室于 1993 年合成[4]，国内大连理工大学蹇锡高课题组也做过这方面的工作[8-9]。
由于二氮杂萘酮单体具有扭曲、非共平面和稠环的结构特点，使得这类聚芳醚既具有较高的玻璃化转变温度和优异的热稳定性，又可在室温下溶解于普通的溶剂，改善了聚合物的加工性能。
氰基(-CN)是一个强极性基团，若将其引入聚芳醚高分子链中，可以加强分子链间偶极－偶极作用，使耐热性、机械性能都得以提高;强极性的氰基可以促进基体和填料间的粘合，有利于制备性能优异的复合材料[10]。
同时氰基也是一个潜在的交联点，可通过交联进一步提高聚芳醚的性能[11-12]。
而利用活泼氰基的各种化学反应又可制备一系列新型的功能材料。
1. 实验部分1.1 试剂与仪器2-(4-羟基苯酰)苯甲酸(实验室自制)，2，6-二氟苯腈(嘉兴天源药业有限公司)，4，4’-二氟二苯砜(Aldrich Corporation)，1，3-双(对氟苯甲酰)苯(Aldrich Corporation)，水合联氨(天津科盟化工工贸有限公司)。
实验八 乙酰二茂铁的制备（4学时）一、实验目的1、通过乙酰化二茂铁的制备，了解利用傅列德尔－克拉夫茨（ Friedel-Crafts ）酰基化反应制备芳酮的原理和方法。
2、进一步巩固重结晶提纯的操作。
二、实验原理二茂铁及其衍生物是一类很稳定而且具有芳香性的有机过渡金属络合物。
二茂铁是橙色的固体，又名双环戊二烯基铁，是由两个环戊二烯基负离子和一个二价铁离子键合而成，具有夹心型结构。
二茂铁及其衍生物可作为火箭燃料的添加剂、汽油的抗爆剂、硅树脂和橡胶的防老剂及紫外线吸收剂等。
二茂铁具有类似于苯的芳香性，其茂基环上能发生多种取代反应，特别是亲电取代反应（例如 Fridel-Crafts 反应）比苯更容易。
因而，二茂铁与乙酸酐反应可制得乙酰二茂铁，但根据反应条件的不同形成的产物可以是单乙酰基取代物或双乙酰基取代物。
由于二茂铁分子中存在亚铁离子，对氧化的敏感限制了它在合成中的应用，如不能用混酸对其硝化。
三、试剂1g （0.0054mol ）二茂铁， 10.8g （10ml ， 0.1mol ）乙酸酐， 磷酸， 碳酸氢钠，石油醚（60—900C ）四、步骤1、乙酰二茂铁的制备在100ml 圆底烧瓶中，加入1g 二茂铁和10ml 乙酸酐，在振荡下用滴管慢慢加入2ml 85%的磷酸。
投料毕，用装有无水氯化钙的干燥管塞住瓶口，沸水浴上加热15min ，并时加振荡。
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（约需20—25g ），到溶液呈中性为止(要避免溶液溢出和碳酸氢钠过量)。
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，用石油醚（60—900C ）重结晶，产物约0.3g ，熔点84—850C 。
2、乙酰二茂铁的薄层层析取少许干燥后的粗产物溶于苯，在硅胶G 板上点样，用30：1的苯—乙醇（体积比）作展开剂，层析板上从上到下出现黄色、橙色和红色三个点，分别代表二茂铁、乙酰二茂铁和1，1—二乙酰基二茂铁，测定Rf 值。
一些大取代二茂铁三碘化物的合成和结构分析李金山;熊传辉;张经坤;刘成;白京生【期刊名称】《化学学报》【年(卷),期】1999(057)004【摘要】合成了一系列大取代二茂铁三碘化物,通式为(RC5H4)2FeI3.通过元素分析,红外光谱,质谱,顺磁共振谱,穆斯堡尔谱和电导率对这些化合物进行了表征.测定了化合物[CH2(CH2)3C(2-CH2C5H4N)C5H4]2FeI4·H2O的晶体结构,该晶体属三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数:a=0.9593(1),b=1.3999(2),C=1.4537(2)nm.α=109.64(1),β=97.25(1),γ=104. 69(1)°.V=1.7299nm3,Mr=1030.13,Dx=1.98g/cm3,Z=2.结果表明,取代二茂铁被碘部分氧化,导致中心金属铁表现为混合价态;由于茂环上大取代基的影响,使得I-3与I-3之间未能形成碘链,因此这些化合物的电导率很低.【总页数】8页(P423-430)【作者】李金山;熊传辉;张经坤;刘成;白京生【作者单位】南开大学元素有机化学研究所,天津,300071;南开大学元素有机化学研究所,天津,300071;南开大学中心实验室,天津,300071;南开大学中心实验室,天津,300071;南开大学中心实验室,天津,300071【正文语种】中文【中图分类】O6【相关文献】1.无溶剂研磨法合成酰基二茂铁2-氨基-5-取代-1,3,4-噻二唑Schiff碱 [J], 刘玉婷;王忠宇;尹静怡;尹大伟2.C-甲基取代的1-二茂铁酰氧基杂氮硅三环化合物的合成、表征及FcCOOSi(OCHCH3CH2)(OCH2CH2)2N的晶体结构 [J], 常卫星;叶志海;陈莉;彭斌;谢庆兰;孙丽娟3.2-[(Z)-2-氯-2-二茂铁乙烯基]-4,5-二取代-1H-咪唑类化合物的合成及其对金属离子的识别性能 [J], 王健春;邬孝芳;焦晓兰;王梦4.新型1,1′-二取代二茂铁双二氨基硫脲腙席夫碱化合物的合成及其对金属离子的电化学识别 [J], 冯文浩;乔纯杰;冉春玲;杜薇;徐琰;樊耀亭5.双取代二茂铁为配体的配合物研究——Ⅲ.1,1’-双(二苯基膦)二茂铁氯化钯配合物的合成、表征、电化学性质和晶体结构 [J], 席振峰;杨瑞娜;候益民;金斗满;罗保生因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
