随着对二茂铁及其衍生物的研究的深入,其应用范围已扩展到医学、生物、染料、电化学、液晶材料、感光材料等诸多领域。本文利用二茂铁和三聚甲醛为原料合成了一种新物质二茂铁甲醇,其兼具醇和二茂铁的多种性质,可以利用羟基与其它有机化合物合成结构多样的二茂铁衍生物,为二茂铁衍生物的性质研究提供实验基础,为二茂铁衍生的应用研究提供实验材料。
制备方法
在三颈烧瓶上安装搅拌棒并连接高效搅拌器，将8mL60%H2SO4溶液倒入三颈烧瓶，并用低温恒温槽冷却至-5℃。在搅拌下加入50%三聚甲醛1.4g，继续搅拌5min，加入3.1g二茂铁后剧烈搅拌5min，反应完毕。将反应的混合物倒入25mL冰水中，并搅拌均匀。然后用饱和的NaHCO3溶液中和至无气泡产生，进行抽滤。将抽滤后所得固体在空气中自然晾干，以中性氧化铝为吸附剂与所得固体混合均匀，装入层析柱中。以石油醚淋洗未反应的二茂铁，再以石油醚和乙醚的混合液洗脱产品。得到二茂铁甲醇为橙黄色针状晶体1.7g。测其熔点:86.5~87.2℃。在二茂铁与三聚甲醛(以甲醛计)的物质的量的比为1：1.4,反应温度为-5℃,硫酸的浓度为60%,反应时间为18min时,二茂铁甲醇的产率最高,其产率可以达到65. 7% 。
结构表征
KBr压片, 在400cm-1到4000cm-1范围内对产物进行红外波谱研究。红外光谱数据表明,产物在3330~3110cm-1有一个宽吸收峰为醇羟基的特征吸收峰;在 2914cm-1、2839cm-1、1346cm-1有吸收峰为甲基特征吸收峰;在1601cm-1、1406cm-1、1037cm-1、823cm-1处的吸收峰为二茂铁环的伸缩振动吸收峰。 由此可以确定合成产物的化学结构即为二茂铁甲醇。
应用
专利CN201811305323.6提供了一种磁性多孔碳微球及利用二茂铁甲醇制备的方法，以二茂铁甲醇为超交联单体，在双油相体系中以无水三氯化铝为催化剂，自缩聚制备得到超交联羟甲基二茂铁聚合物，再经真空碳化合成磁性多孔碳微球。这种磁性多孔碳微球因为其丰富的孔道、大的比表面积、质轻、良好的磁性能，以及充分的磁性纳米粒子与碳材料的复合形式，有望在电磁波吸收方面得到广泛应用。
参考文献
[1] 李家琪,赵丽婷,魏亚男,等. 羟甲基二茂铁的合成研究?[J]. 广州化工,2016,44(14):63-64,116. DOI:10.3969/j.issn.1001-9677.2016.14.024.
[2] 西北工业大学. 一种磁性多孔碳微球及利用羟甲基二茂铁制备的方法:CN201811305323.6[P]. 2019-02-15.