二茂铁甲酸的合成

简介

自从1951年Pauson等合成二茂铁以来，对二茂铁及其衍生物研究一直是热点。二茂铁甲酸(FCA)具有茂环和羧基，茂环表现出电化学性能，磁性和生物活性，并且对有机化合物具有亲和性；其羧基更加促进了其嫁接有机化合物的性能，可以显著提高稳定性，满足化合物的应用需要[1]。

合成

图1 二茂铁甲酸的合成路线

方法一：在10°C下，将NaOH/Br2的水溶液（由50 mL水、NaOH（36.8 g，920.0 mmol）和Br2（14.1 mL，275.8 mmol）制备）缓慢添加到乙酰基二茂铁（21 g）的二恶烷/水（1/1200 mL）溶液中。在反应过程中，温度不得超过10°C。向混合物中加入二恶烷（一般为3 x 20 mL）。将反应混合物搅拌1小时。向混合物中加入Na2S2O3（7.90 g，50.0 mmol）的水溶液（10 mL）。搅拌反应混合物10分钟。向混合物中加水（50 mL）。通过加入20%的HCl水溶液使混合物酸化（直到pH 6）。用乙酸乙酯（3 x 50 mL）提取混合物。用水（3 x 20 mL）洗涤收集的有机层。用无水MgSO4干燥收集的有机层。清除溶剂得到二茂铁甲酸。

方法二：在装有机械搅拌器的三颈烧瓶中，在室温下将51g碘（0.201mol）和46g乙酰基二茂铁（0.202mol）在100ml吡啶中混合90分钟。将混合物加热至90°C，并在此温度下再保持90分钟。将混合物静置12小时，加入25克NaOH（0.625摩尔）在1升水中的溶液，并继续搅拌24小时。过滤混合物并用浓HCl酸化滤液。过滤沉淀物，用水洗涤并干燥得到二茂铁甲酸。

图2 二茂铁甲酸的合成路线

将二茂铁（8.10 g，43.5 mmol）和t-BuOK（0.50 g，4.35 nmol，0.1当量）在THF（400 mL）中冷却至-78°C。在30分钟内加入t-BuLi（57.5 mL，1.5 M的戊烷溶液，86.3 nmol，2.0当量），并将溶液搅拌1小时。移除冷浴，使CO2流通过气体入口进入悬浮液，直到混合物达到室温。向悬浮液中加入H2O（150 mL），分离各层，并用10%氢氧化钠水溶液（3×150 mL）洗涤有机层。用混凝土对组合水层进行酸化。HCl通过过滤收集所得固体并用H2O强烈洗涤以除去新戊酸。干燥反应物以获得产物二茂铁甲酸[2]。

参考文献

[1]牛倩,冯万举,葛德助等.二茂铁甲酸酯类衍生物的合成及表征[J].黑龙江科技信息,2016(29):132-133.

[2]Breit, Bernhard; et al. Practical synthesis of enantiomerically pure 2-(diphenylphosphanyl)ferrocene carboxylic acid. Synthesis (2005), (16), 2782-2786.