二茂铁甲醛的应用与合成

介绍

二茂铁甲醛，化学式为C10H10FeO，是一种含有铁的有机金属化合物。它通常为橙黄色至红棕色的固体，具有特征性的茂金属结构，即两个环戊二烯基团（Cp）与中心铁原子配位。它在室温下相对稳定，但加热时容易分解，其熔点大约在230℃左右。它不溶于水，但可溶于有机溶剂如乙醇、丙酮和氯仿等。它的化学性质较为活泼，可以参与多种化学反应，包括氧化还原反应和配位反应。

图一 二茂铁甲醛

应用

二茂铁衍生物的研究也越来越广泛深入，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。由于该类衍生物具有疏水性（亲油性），能顺利通过细胞膜，与细胞内各种酶、DNA、RNA等物质起作用，因而有可能作为治疗某些疾病的药物；基于这些特性，二茂铁甲醛具有抗肿瘤、杀菌、杀虫、治贫血、抗炎、调节植物生长、抗溃疡、酶抑制剂等生理活性，其在生物学、医学、微生物学等领域有广泛的应用前景。二茂铁甲醛主要用作有机合成的中间体，特别是在制备其他茂金属化合物和有机铁化合物方面。此外，由于其独特的光学和电子性质，也被研究用于分子电子学和分子器件的开发。在催化领域，它可作为催化剂或催化剂的前体，用于促进某些特定的化学反应[1]。

合成

二茂铁甲醛的合成主要是通过Vilsmeier反应，具体步骤如下：无水无氧并在氩气保护下，将二茂铁(9.31g, 50mmol)溶解到200mL无水CH2Cl2中，加入无水DMF(3.65g, 50mmol),再将反应液冷却到 -10℃,滴加POCl3(7.65g, 50mmol),滴加完毕后将反应液加热至35℃反应24h。搅拌下，将反应液缓慢倾入2L的冰水中，用二氯甲烷(200mL×3)萃取，用饱和NaHCO3洗涤，合并有机层，无水Na2SO4干燥减压脱溶，粗产物用乙醇和正己烷(1∶10,v/v)重结晶得到红色晶体6.93g, 即为二茂铁甲醛，收率为64.8%(以二茂铁计)。1HNMR(400MHz, CDCl3),δ:9.96(s, 1H),4.79(s, 2H),4.59(s, 2H),4.27(s, 5H)[2]。

图二 二茂铁甲醛的合成路线

参考文献

[1]文小勇,张佳瑶,康纯强,等.二茂铁甲醛的合成研究[J].精细与专用化学品,2024,32(03):46-48.

[2]尹大伟,殷艳佼,刘玉婷,等. 一种制备二茂铁甲醛的方法[P]. 陕西省：CN201310070679.7,2016-02-10.