二茂铁是一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物。常温下为橙黄色粉末，有樟脑气味。熔点172度-174度，沸点249度，100℃以上能升华；不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油、柴油等有机溶剂。与酸、碱、紫外线不发生作用，化学性质稳定，400度以内不分解。其分子呈现极性，具有高度热稳定性、化学稳定性和耐辐射性，二茂铁自身的应用并不多，但用已知的方法可以合成出种类繁多的衍生物，大大延伸了二茂铁的应用范围。其在工业、农业、医药、航天、节能、环保等行业具有广泛的应用。

物理参数

蒸汽压:0.03 mmHg ( 40 °C)

沸点:249 °C(lit.)

熔点:172-174 °C(lit.)

密度:(20°C) 2.69 g/cm³

紫外吸收:λmax 358 nm

质量指标

二茂铁的质量分数≥98.0%游离铁≤200X10-6

熔点172~174℃ 甲苯不溶物 ≤0.5%

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+。

衍生物

五羰基铁与环戊二烯在高压釜中于135°C反应得到一种深红紫色晶体的双核络合物环戊二烯基羰基铁[Fe(η5-C5H5)(CO)2]2，它对空气和水都是稳定的。结构测定表明该化合物中两个成桥羰基及两个铁原子共平面，且存在Fe-Fe键。环戊二烯基羰基铁很容易制备，并且在有机合成中有广泛应用。

制备方法

由铁粉与环戊二烯在300℃的氮气氛中加热，或以无水氯化亚铁与环戊二烯合钠在四氢呋喃中反应而得，也可采用电解合成法，采用环戊二烯、氯化亚铁、二乙胺为原料合成二茂铁可按下法操作。搅拌下，向四氢呋喃中分次投入无水氯化铁(FeCL3)，再加入铁粉，在氮气保护下加热回流4.5h，得到氯化亚铁溶液。减压蒸除溶剂四氢呋喃，得近干的残留物。在冰浴冷却下，加入环戊二烯和二乙胺的混合液，在室温下猛烈搅拌6-8h，减压蒸除多余的胺，残留物用石油醚回流萃取。将萃取液趁热过滤，蒸除溶剂后，即得二茂铁粗品。用戊烷或环已烷重结晶，或采用升华法提出纯，即为精制品收率73-84%。

用途说明

二茂铁可用作火箭燃料添加剂，汽油的抗爆剂和橡胶及硅树脂的熟化剂，也可作紫外线吸收剂。二茂铁的乙烯基衍生物能发生烯键聚合，得到碳链骨架的含金属高聚物，可作航天飞船的外层涂料。二茂铁的消烟助燃作用发现较早，无讼是添加在固体燃料、液体燃料或气体燃料中，都能发挥这种效应，尤其对于在燃烧时产生烟大的烃类，其效果更为显着。

其添加在汽油中有很好的抗震作用，但是由于氧化铁沉积到火花塞上影响发火而受到限制，为此，也有人使用排铁混合物以减少铁的沉积现象。二茂铁添加在煤油或柴油中，由于该发动机不用点火装置，所以不良的影响较少，在燃烧中除了消烟助燃外，其还有促使一氧化碳较化为二氧化碳的作用。

另外，它在燃烧中可提高燃烧热、增加功率而达到节能和减少大气污染的效果，二茂铁添加到锅炉燃料油中，可减少烟的生成和喷嘴积碳。在柴油中添加0.1%，可消烟30-70%，节油10-14%,功率提高10%。二茂铁用在固体火箭燃料中的使用报道更多，甚至还有掺在煤粉中作减速烟剂使用。在以高分子聚合物废料作燃料时，添加二茂铁后可降烟数倍，还可作塑料的减烟添加剂。除上述用途以外，二茂铁还有其他应用，作为铁肥料，有益于植物吸收，增长率加作物的含铁量，它的衍生物可作杀虫剂。

二茂铁的工业和有机合成方面的用途也很多，例如，它的衍生物可作为橡胶或聚乙烯的抗氧剂、聚脲酯的稳定剂、异丁烯痉甲基化催化剂、高分子过氧化物的分解催化剂，增加甲苯氯化中对位氯甲苯的产率，在其他方面又可作为润滑油抗负荷添加剂、研磨材料的促进剂等。

二茂铁衍生物具有疏水性(或亲油性),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;二茂铁衍生物具有芳香性,易于发生取代反应,具有一定厚度的夹心结构,能阻止二茂铁衍生物接近某些酶的活性部位, 具有较强选择性;二茂铁衍生物稳定性好、毒性较低，基于这些特性,二茂铁衍生物具有抗肿瘤、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。

二茂铁在化学、工业及医药等领域中有着非常广泛和重要的用途,如:可用作燃油消烟剂或燃速调节剂、光敏剂、稳定剂、高分子材料改良剂等,且可用于合成D-丙氨酸、二茂铁青霉素等药物中间体,还可用作补血剂治疗缺铁性贫血症等。

危险说明

危险代码:F,Xn

危险等级:11-22

安全等级:16-22-36-61

联合国编号：UN1325