二茂铁可发生哪些化学反应？如何制备？

二茂铁简写Fc，是分子式为Fe(C5H5)2的有机金属化合物，在室温会微量升华而带有似樟脑的特殊气味。二茂铁是最重要的金属茂基配合物，也是最早发现的夹心配合物，包含两颗环戊二烯负离子以π电子与铁原子成键。

物理性质

二茂铁是对空气稳定的橙黄色固体，在真空和加热时迅速升华。和其他对称且不含电荷的物质类似，二茂铁可溶于苯等大多数有机溶剂，但不溶于水。

化学性质

二茂铁不适于催化加氢，也不作为双烯体参与双烯加成，但它可傅-克酰基化及烷基化。

二茂铁有芳香化合物的显著特征，可与亲电试剂反应生成二茂铁的取代衍生物。

化学反应

亲电反应

二茂铁具有芳香化合物的显著特征，可与亲电试剂反应生成二茂铁的取代衍生物。大多数取代的类型是1-取代物、1,1'-二取代物及1,2-二取代物（带“'”表示在A环上，不带则表示在B环上）。例如二茂铁与三氯化铝和 Me2NPCl2 在热庚烷中反应生成二氯二茂铁膦（Dichloroferrocenyl phosphine），当与苯基二氯化膦在类似条件下反应得到 P,P-二氯双（二茂铁）-P-苯基膦。与苯甲醚类似，二茂铁与 P4S10 反应生成 Dithiadiphosphetane disulfide。二茂铁不可以直接硝化和卤化，因为会先发生氧化反应。

二茂铁可发生傅-克反应，譬如在磷酸作催化剂时，二茂铁与乙酸酐或乙酰氯反应生成乙酰基二茂铁。虽然一方面二茂铁许多反应类似于芳香烃的相应反应，但另一方面有些反应明显是铁原子在起主要作用。

锂化反应

用丁基锂可以很快夺取二茂铁中的质子，产物为1,1'-二锂代二茂铁，是很强的亲核试剂。它与二乙基二硫代氨基甲酸硒反应，生成的产物具有位阻，两个环戊二烯基配体靠硒原子连接。该产物可通过加热开环聚合反应（ROP）生成聚硒化二茂铁（Poly(ferrocenyl selenide)），硅和磷的类似反应也可合成相应的聚合物和 Poly(ferrocenylphosphine)）。

还原反应

二茂铁在酸性溶液很容易被氧化为蓝色顺磁性的二茂铁鎓离子 [(η5-C5H5)2FeIII]+，其电势以饱和甘汞电极为标准大约为0.5V。由于产物二茂铁反应性不强且易于分离，该离子有时被用作氧化剂，以六氟磷酸盐 [PF6]− 或氟硼酸盐[BF4]− 的形式存在。环上不同的取代基会使该电势值产生变化：吸电子基（如羧基）使得电极电势值上升；而给电子基（如甲基）则使得该值下降，氧化变得容易。全甲基取代二茂铁被氧化后生成的盐 [Fe(η5-C5Me5)2][tcne] （tcne=四氰乙烯）具有不寻常的磁性性质，为深绿色晶体，含有阳离子与阴离子交替出现的长链。

二茂钌和锇的类似阳离子 [MIII(η5-C5H5)2]+ 却是不稳定的，容易进一步氧化为 [MIV(η-C5H5)2]2+ 阳离子或二聚成为 [(η5-C5H5)2MIII-MIII(η5-C5H5)2]2+。

制备

二茂铁可用很多方法制备，常用的包括令环戊二烯基钠与氯化亚铁在四氢呋喃中反应：

FeCl2＋2NaC5H5　→　2NaCl＋Fe(C5H5)2

另一种方法是氯化亚铁与环戊二烯在三乙胺、二乙胺等碱溶液反应：

FeCl2＋2C5H6＋2Et3N　→　Fe(C5H5)2＋Et3NHCl

毒理危害

危险代码: F,Xn,N

联合国编号：UN1325

急性毒性：大鼠经口LD50：1320mg/kg；小鼠经口LD50：832mg/kg

二茂铁对水有稍微的危害。