1,1'-二乙基二茂铁的制备工艺与结构表征

烷基二茂铁衍生物用作丁羟基复合固体的推进剂或燃速催化剂已被国内外广泛使用，其燃速催化效率高，增塑效果好，制药工艺性能好。1,1'-二乙基二茂铁又称双乙基二茂铁，橙色液体，不溶于水，易溶于甲苯、二氯甲烷、乙醚、石油醚等有机溶剂。典型的夹心型茂金属，环戊二烯基为η⁵配位；热稳定性好，可发生酰基化、烷基化等芳香亲电取代；具有一定的氧化还原性。

制备工艺

二茂铁(0.01moI)、溴乙烷(0.02mol,1.5ml)和无水三氯化铝的摩尔比为1:2.2:(1.88~1):2.2:2.0,在室温下快速称取定量的无水三氯化铝并倒入三口烧瓶中,加入少量的三氯甲烷并开动搅拌,无水三氯化铝溶解。然后将定量的二茂铁的三氯甲烷溶液加人三口瓶中,最后开始滴加定量的溴乙烷,滴加完毕后升温至45℃反应6.5h后,冷却洗涤减压蒸馏后,经柱色谱分离得暗红色油状物即1,1'-二乙基二茂铁,通过元素分析、红外谱图对产物进行表征,测其折光率1.5791。

最佳工艺：二茂铁、溴乙烷和无水三氯化铝的摩尔比为1:2.2:(1.88~1):2.2:2.0,反应温度45℃,常温下将二茂铁的氯仿溶液加到无水三氯化铝的氯仿溶液,然后滴加溴乙烷,反应6.5h,1,1'-二乙基二茂铁的产率达72%[1]。

结构表征

1、元素分析

对优化工艺后的产品做了元素分析,见下表。产物的元素组成符合1,1'-二乙基二茂铁的组成。

2、红外分析

对样品进行红外分析,吸收峰的归属如下:3095.24cm^-1，茂环上的C-H伸缩振动;815.25cm^-1，茂环上的C-H变形振动;2958.40cm^-1,甲基CH₃-的C-H键伸缩振动;2903.08cm^-1,2866.10cm^-1亚甲基-CH₂-的C-H的伸展振动;1381.87cm^-1,甲基CH₃-的C-H键变形振动;1460.09cm^-1,甲基CH₃-和亚甲基-CH₂-的C-H的变形振动。根据9~10p规则，如果只有一个茂环被烷基化,就会在1100cm^-1和1000 cm^-1出现吸收峰,若两个茂环被乙基化,则两峰消失。此红外谱图在这两处附近没有吸收峰,因此,可以判定两个茂环上均被烷基化，有两个烷基-乙基取代上了。因此,二茂铁的双烷基化实现,合成产物是1,1'-二乙基二茂铁[1]。

参考文献

[1] 高松平,张俊祥,李冰. 二乙基二茂铁合成工艺的研究[J]. 应用化工,2008,37(7):784-786. DOI:10.3969/j.issn.1671-3206.2008.07.021.