《有机化学》徐寿昌第二版第20章元素有机化合物.ppt

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1、第二十章第二十章 元素有机化合物元素有机化合物1、分类、分类2、有机锂化合物、有机锂化合物3、有机铝化合物、有机铝化合物4、有机硅化合物、有机硅化合物5、有机磷化合物、有机磷化合物6、有机铁化合物、有机铁化合物 有有机机化化合合物物都都含含有有C，一一般般也也含含有有H；此此外外通通常常还还含含有有O、N，其其次次是是S、Cl、Br和和I。除除此此8种种元元素素外外，有有机机化化合合物物中中含含有有的的其其他他元元素素常常称称作作异异元元素素。当当异异元元素素直直接接和和C元元素素相相连连时时，则则这这类类化化合合物物称称为为元元素素有有机机化合物化合物。元素有机化合物分为：元素有机化合物分为

2、：1、金属有机化合物、金属有机化合物2、非金属元素有机化合物、非金属元素有机化合物20-1 涵义和分类涵义和分类是重要的碱金属化合物。是重要的碱金属化合物。优点优点：易制备，且能溶于惰性溶剂中。：易制备，且能溶于惰性溶剂中。（1）卤烷与金属锂作用）卤烷与金属锂作用 （K.Ziegler）1930 利用利用烷基卤化物烷基卤化物或或芳基卤化物芳基卤化物与与金属锂金属锂直直接作用而获得烃基锂。接作用而获得烃基锂。通常反应在苯、环己烷、通常反应在苯、环己烷、THF、戊烷或石、戊烷或石油醚等惰性溶剂中进行。油醚等惰性溶剂中进行。20-2 有机锂化合物有机锂化合物20-2-1 制备制备 反反应应须须在在低

3、低温温无无水水无无氧氧条条件件下下进进行行，否否则则生生成成的的Rli又可与又可与RX作用，发生副反应而得作用，发生副反应而得RR。金属锂能够和烯烃的碳碳双键发生加成反应，金属锂能够和烯烃的碳碳双键发生加成反应，在同芳核或不饱和体系共轭的情况下，更容易发生加成在同芳核或不饱和体系共轭的情况下，更容易发生加成此外，还可能同时生成此外，还可能同时生成“二聚二聚”的加成产物，例如：的加成产物，例如：（2）金属锂与烯烃加成）金属锂与烯烃加成20-2-2 性质性质 除除甲甲基基锂锂、乙乙基基锂锂是是结结晶晶固固体体外外，其其他他都都是是无无色色低低挥挥发发性性的的液液体体。它它们们能能被被空空气气氧氧化

4、化成成过过氧氧化化物物，而而且且与与水水强强烈烈反反应应生生成成氢氢氧氧化化锂锂，反反应应中中放放出出大大量量的的热热往往引起自燃，制备时须在氮气或惰性气流中进行。往往引起自燃，制备时须在氮气或惰性气流中进行。有机锂化合物比格利雅试剂更为活泼有机锂化合物比格利雅试剂更为活泼（1）锂化反应）锂化反应 有机锂化合物和烃作用，烃中的氢原子被锂取代。有机锂化合物和烃作用，烃中的氢原子被锂取代。（2）对不饱和键的加成反应）对不饱和键的加成反应（A）与二氧化碳作用）与二氧化碳作用（B）与碳碳双键加成）与碳碳双键加成有机锂化合物可以在烯烃双键上发生加成。有机锂化合物可以在烯烃双键上发生加成。（C）与醛、酮加

5、成）与醛、酮加成 有机锂化合物与醛、酮加成，可生成仲醇或叔醇。有机锂化合物与醛、酮加成，可生成仲醇或叔醇。Rli可与空间阻隔大的羰基化合物作用，而格利雅试可与空间阻隔大的羰基化合物作用，而格利雅试剂则不能。剂则不能。烷基锂与烷基锂与、-不饱和酮发生的是不饱和酮发生的是1,2-加成，而格加成，而格利雅试剂则进行利雅试剂则进行1，4-加成。加成。（3）烃基锂与卤烷中卤素的交换反应）烃基锂与卤烷中卤素的交换反应 烃烃基基锂锂可可与与卤卤烷烷（溴溴烷烷或或碘碘烷烷）发发生生交交换换作作用用，常用的是正丁基锂和苯基锂。例如：常用的是正丁基锂和苯基锂。例如：这这反反应应对对于于含含有有影影响响形形成成格格

6、利利雅雅试试剂剂官官能能团团羰羰基基，羧基羧基的分子来说显得特别重要。例如：的分子来说显得特别重要。例如：（4）活性中间体的生成）活性中间体的生成极易产生苯炔、碳烯等高度活性的中间体极易产生苯炔、碳烯等高度活性的中间体（5）与金属卤化物作用）与金属卤化物作用有有机机锂锂化化合合物物可可与与一一些些金金属属卤卤化化物物作作用用得得到到金金属属有有机机化化合物。合物。例如：例如：一般烃基选择性地加一般烃基选择性地加、-不饱和羰基体系的不饱和羰基体系的碳上。碳上。（6）烯烃聚合反应的催化剂）烯烃聚合反应的催化剂有机锂化合物可作为烯烃的定向聚合的催化剂。有机锂化合物可作为烯烃的定向聚合的催化剂。20-

7、3 有机铝化合物有机铝化合物20-3-1 烷基铝的制法烷基铝的制法分为下列三类：分为下列三类：（1）由卤烃和金属铝作用）由卤烃和金属铝作用倍半卤代烷基铝倍半卤代烷基铝倍半卤代烷基铝被碱金属还原可得三烷基铝。例如：倍半卤代烷基铝被碱金属还原可得三烷基铝。例如：（2）烯烃与氢化铝作用）烯烃与氢化铝作用烷基铝也可由氢化铝和烷基铝也可由氢化铝和-烯烃作用得到：烯烃作用得到：三异丁基铝三异丁基铝（3）卤化铝与格利雅试剂作用）卤化铝与格利雅试剂作用20-3-2 烷基铝的性质烷基铝的性质 性性质质活活泼泼；低低级级烷烷基基铝铝与与空空气气接接触触氧氧化化或或自自燃燃；遇水强烈反应，所以存放于烃类溶剂中。遇水

8、强烈反应，所以存放于烃类溶剂中。（C2H5)3Al与与TiCl4组成的复合催化剂又称齐格勒组成的复合催化剂又称齐格勒-纳塔纳塔催化剂，可使乙烯在常压下进行聚合催化剂，可使乙烯在常压下进行聚合。（1）络合物的生成）络合物的生成铝铝原原子子的的价价电电子子层层是是未未充充满满的的，它它具具有有路路易易斯斯酸酸的的性性质质，可以与乙醚、叔胺等路易斯碱生成稳定的络合物。可以与乙醚、叔胺等路易斯碱生成稳定的络合物。（2 2）同卤化物反应（烷基化）同卤化物反应（烷基化）通过这些反应可以使金属卤化物烷基化。通过这些反应可以使金属卤化物烷基化。（3）与烯烃反应）与烯烃反应烷基铝与烷基铝与-烯烃能发生加成反应。

9、烯烃能发生加成反应。20-4 有机硅化合物有机硅化合物 硅硅是是元元素素周周期期表表中中A元元素素，紧紧接接在在碳碳下下面面。在在通通常常情情况况下下，硅硅的的化化合合物物价价为为4，采采取取sp3杂杂化化，具具有有四面体结构。四面体结构。硅硅的的原原子子极极化化度度要要比比碳碳大大得得多多，硅硅的的电电负负性性较较小小，与与C，H相相比比显显正正电电性性，所所以以不不论论Si-C键键或或Si-H键键，Si总总是是偶偶极极的的正正极极。因因此此硅硅易易遭遭受受亲亲核核试试剂剂的的进进攻攻，这这对硅化合物的化学性质有深刻影响。对硅化合物的化学性质有深刻影响。有机硅化合物有机硅化合物硅和碳都位于周

10、期表的硅和碳都位于周期表的 A族中族中,它们都是四价元素。它们都是四价元素。Si Si键能较键能较CO键键能小，因此硅原子不象碳键键能小，因此硅原子不象碳原子那样能形成长链化合物。最高的硅烷为己硅烷。原子那样能形成长链化合物。最高的硅烷为己硅烷。从从键键能能来来看看，Si-O间间要要比比Si-Si键键、Si-C键键强强的的多多，甚甚至至比比C-O键键还还要要强强固固，Si-O-Si键键相相当当于于碳碳化化合合物物中中的醚键，硅氧烷就是这样骨架的氢基衍生物。的醚键，硅氧烷就是这样骨架的氢基衍生物。而而SiO键键能能较较CO键键键键能能大大，所所以以硅硅能能通通过过SiO键形成长链化合物：键形成长

11、链化合物：20-4-1 硅烷、卤硅烷和烃基硅烷、卤硅烷和烃基 由由键键能能数数据据可可知知SiH键键比比CH键键容容易易断断裂裂，所所以以硅硅烷烷的的化化学学性性质质很很活活泼泼，在在空空气气中中能能自自燃燃生生成成SiO2和和H2O，并放出大量热。硅烷可被水解而成，并放出大量热。硅烷可被水解而成SiO2及及H2。硅硅烷烷也也可可与与卤卤素素发发生生卤卤代代反反应应，生生成成卤卤代代硅硅烷烷，反应很剧烈。反应很剧烈。氯硅烷和有机金属化合物作用，即形成烃基硅烷。氯硅烷和有机金属化合物作用，即形成烃基硅烷。烃烃基基硅硅烷烷的的化化学学性性质质按按照照硅硅烷烷中中的的氢氢原原子子被被烃烃基基取取代代

12、的的程程度度而而不不同同，被被烃烃基基取取代代的的氢氢原原子子多多，则则化化学学稳稳定性增加。定性增加。SiH键容易断裂而起许多化学反应。键容易断裂而起许多化学反应。20-4-2 烃基氯硅烷、硅醇、烷基正硅酸酯烃基氯硅烷、硅醇、烷基正硅酸酯 烃基氯硅烷包括烃基氯硅烷包括一烃基三氯硅烷一烃基三氯硅烷（RSiCl3）、）、二烃二烃基二氯硅烷基二氯硅烷（R2SiCl2）及）及三烃基一氯硅烷三烃基一氯硅烷（R3SiCl）三种类型，其中三种类型，其中R可以是脂肪族烃基或芳香族烃基。由可以是脂肪族烃基或芳香族烃基。由四氯化硅和格利雅试剂作用可生成各种烃基氯硅烷的混四氯化硅和格利雅试剂作用可生成各种烃基氯硅

13、烷的混合物。合物。适当调节格利雅试剂的用量，可使其中一种烃基氯适当调节格利雅试剂的用量，可使其中一种烃基氯硅烷成为主要产物。硅烷成为主要产物。水解水解 工工业业上上，也也可可有有氯氯代代烃烃蒸蒸气气通通过过加加热热的的硅硅粉粉在在高温及催化剂存在下直接合成烃基氯硅烷：高温及催化剂存在下直接合成烃基氯硅烷：产品往往为一混合物，但以产品往往为一混合物，但以R2SiCl2 为主。为主。此法适用于制备甲基、乙基及苯基氯硅烷。此法适用于制备甲基、乙基及苯基氯硅烷。烃烃基基氯氯硅硅烷烷是是比比水水重重的的液液体体，由由于于SiCl键键容容易易断断裂裂，所所以以性性质质活活泼泼，容容易易发发生生水水解解、醇

14、醇解解以以及及和和格格利利雅雅试试剂作用等反应。剂作用等反应。醇解产物为烷基正硅酸酯（或称烃基烷氧基硅烷）：醇解产物为烷基正硅酸酯（或称烃基烷氧基硅烷）：烷基正硅酸酯容易水解而得相应的烷基正硅酸酯容易水解而得相应的硅醇硅醇。例如：。例如：和烃基氯硅烷一样，都是合成有机硅高分子的重要原料和烃基氯硅烷一样，都是合成有机硅高分子的重要原料20-4-3 有机硅高聚物有机硅高聚物 多多缩缩硅硅醇醇有有良良好好的的耐耐热热性性。耐耐水水性性机机佳佳。还还具具有有优优良的抗氧化、电绝缘及耐低温等特性。良的抗氧化、电绝缘及耐低温等特性。硅硅醇醇中中，硅硅二二醇醇和和硅硅三三醇醇都都不不稳稳定定，一一旦旦生生成

15、成即即发发生生分分子子间间脱脱水水，形形成成具具有有硅硅氧氧链链的的缩缩聚聚物物，称称为为多多缩缩硅硅醇醇，又又称称聚聚硅硅醚醚或或聚聚硅硅氧氧烷烷。由由于于二二醇醇失失水水可可得得线线型型缩缩聚物，硅三醇缩聚则可得体型（网状）结构的缩聚物。聚物，硅三醇缩聚则可得体型（网状）结构的缩聚物。(1)硅油硅油可由两种原料的用量比例来控制产物的相对分子质量可由两种原料的用量比例来控制产物的相对分子质量 甲甲 基基 硅硅 油油，通通 常常 是是 以以(CH3)2SiCl2和和 少少 量量 的的(CH3)3SiCl为原料一同水解缩聚而得的线型缩聚物。为原料一同水解缩聚而得的线型缩聚物。硅油是无色透明的油状

16、液体，不易燃烧，对金属硅油是无色透明的油状液体，不易燃烧，对金属没有腐蚀性，绝缘性及化学稳定性良好，常用作精密没有腐蚀性，绝缘性及化学稳定性良好，常用作精密仪器的仪器的润滑剂润滑剂，高级变压器油，还可作为热载体。硅，高级变压器油，还可作为热载体。硅油的表面张力小，所以又是良好的消泡剂。油的表面张力小，所以又是良好的消泡剂。由于水解产物中少量三甲基硅醇只能和一分子其由于水解产物中少量三甲基硅醇只能和一分子其他硅醇进行脱水，因此，使得缩聚产物的链在一端不他硅醇进行脱水，因此，使得缩聚产物的链在一端不能再继续增长，链长就有一定的限度。能再继续增长，链长就有一定的限度。(2)硅橡胶硅橡胶 应用最广的硅

17、橡胶为甲基硅橡胶。应用最广的硅橡胶为甲基硅橡胶。一一般般用用高高纯纯度度的的(CH3)2SiCl2（99.98%）水水解解，所所得得的的硅硅二二醇醇经经缩缩聚聚后后就就可可以以生生成成高高分分子子的的线线型型多多缩缩硅硅醇醇。聚聚合合度度在在2000以以上上，相相对对分分子子质质量量在在4050万万之之间间的的高高聚聚物是无色透明软糖状的弹性物质，称为硅橡胶。物是无色透明软糖状的弹性物质，称为硅橡胶。硅硅橡橡胶胶的的特特性性是是既既耐耐低低温温，又又耐耐高高温温，密密封封件件、薄薄膜膜、胶胶管管等等。在在电电子子设设备备、电电缆缆和和电电线线中中也也广广泛泛应应用用。制造人造心脏瓣膜和血管制造

18、人造心脏瓣膜和血管(3)硅树脂硅树脂 用用(CH3)2SiCl2和和一一定定比比例例的的CH3SiCl3进进行行水水解解，生生成成的的甲甲基基硅硅三三醇醇能能与与其其他他三三分分子子硅硅醇醇进进行行分分子子间间脱脱水水，形成的体型结构的高聚物叫甲基硅树脂：形成的体型结构的高聚物叫甲基硅树脂：硅硅树树脂脂耐耐热热，抗抗油油，抗抗水水，并并具具有有高高度度的的绝绝缘缘性性，广广泛泛应应用用于于电电器器工工业业中中耐耐高高温温绝绝缘缘涂涂料料、粘粘合合剂剂及及泡泡沫塑料等沫塑料等.20-5 有机磷化合物有机磷化合物 磷和氮同在周期表磷和氮同在周期表A族，它们的化合价相同，性质相近族，它们的化合价相同

19、，性质相近.NH3RNH2R2NHR3NR4NX-氨氨伯胺伯胺仲胺仲胺叔胺叔胺季季铵铵盐盐PH3RPH2R2PHR3PR4PX-磷磷化氢化氢伯膦伯膦仲膦仲膦叔膦叔膦季季鏻鏻盐盐+“膦膦”表表示示含含有有碳碳磷磷键键的的化化合合物物，在在表表示示相相当当于于季铵类化合物的含磷化合物时用季铵类化合物的含磷化合物时用“鏻鏻”字。字。20-5-1 制法和性质制法和性质 磷磷化化氢氢通通常常用用三三氯氯化化磷磷和和氢氢化化铝铝锂锂作作用用而而得得，再再与金属钠作用可得磷化钠。与金属钠作用可得磷化钠。卤卤烷烷与与磷磷化化钠钠、烷烷基基或或芳芳基基膦膦以以及及取取代代膦膦化化钠钠作作用，可得到伯、仲、叔膦。

20、用，可得到伯、仲、叔膦。伯磷伯磷叔磷叔磷仲磷仲磷 将将碘碘化化鏻鏻(PH4)I和和碘碘烷烷在在氧氧化化锌锌存存在在下下加加热热至至150 左右，则可生成伯膦和仲膦。反应进行如下：左右，则可生成伯膦和仲膦。反应进行如下：叔膦一般是用格利雅试剂和三氯化磷的反应来制得：叔膦一般是用格利雅试剂和三氯化磷的反应来制得：三苯膦三苯膦三甲膦三甲膦 膦膦类类均均有有强强烈烈臭臭味味，毒毒性性很很大大，难难溶溶于于水水而而溶溶于于有有机机溶溶剂剂，膦膦比比胺胺碱碱性性弱弱，不不能能使使石石蕊蕊试试纸纸变变色色，但但能与强酸作用生成盐。能与强酸作用生成盐。膦非常容易被氧化，较低级的膦在空气中即迅速膦非常容易被氧化

21、，较低级的膦在空气中即迅速氧化而引起自燃。当以空气或硝酸为氧化剂时，则伯、氧化而引起自燃。当以空气或硝酸为氧化剂时，则伯、仲、叔膦氧化成烷基膦酸，二烷基次膦酸和氧化叔膦仲、叔膦氧化成烷基膦酸，二烷基次膦酸和氧化叔膦（三烷基氧化膦）（三烷基氧化膦）.氧化叔膦氧化叔膦二烷基次膦酸二烷基次膦酸烷基膦酸烷基膦酸 烷基膦酸和二烷基次膦酸都是结晶固体，易溶烷基膦酸和二烷基次膦酸都是结晶固体，易溶于水，呈强酸性。于水，呈强酸性。叔叔膦膦可可与与氯氯或或硫硫加加成成，生生成成五五价价磷磷化化合合物物，还还可可与与卤卤烷烷作作用用生生成成季季鏻鏻盐盐。季季鏻鏻盐盐与与湿湿的的氧氧化化银银作作用用，可得一个像季铵

22、碱似的强碱可得一个像季铵碱似的强碱季鏻碱。季鏻碱。20-5-2 叶立德（叶立德（Ylid）季季鏻鏻盐盐用用一一个个强强碱碱处处理理，能能使使连连接接磷磷的的一一个个碳碳原原子子上上的的质质子子分分离离而而形形成成亚亚甲甲基基膦膦烷烷式式的的化化合合物物，这这个个化化合合物物的的磷磷碳碳键键具具有有很很强强的的极极性性，因因此此具具有有内内盐盐的的性质性质.一般制得后不需分离，再加入其他反应试剂即可一般制得后不需分离，再加入其他反应试剂即可进一步反应。进一步反应。凡具有凡具有YC结构的一类化合物（结构的一类化合物（Y常为常为P、S或或N）总称为叶立德（总称为叶立德（ylid）。按带正电原子的不同

23、可分别）。按带正电原子的不同可分别称为磷叶立德、硫叶立德和氮叶立德等称为磷叶立德、硫叶立德和氮叶立德等.+.叶立德（叶立德（Ylid）分类：）分类：磷叶立德通常由三苯基膦和一个伯卤烷（或仲卤烷）磷叶立德通常由三苯基膦和一个伯卤烷（或仲卤烷）反应先生成季鏻盐，再用一个强碱处理而得。反应先生成季鏻盐，再用一个强碱处理而得。磷磷Ylid（叶立德）制备（叶立德）制备伯或仲卤烷伯或仲卤烷强碱强碱如如果果分分子子中中具具有有能能分分散散 碳碳原原子子上上负负电电荷荷的的取取代代基基如如CN、COR、COOR等等，则则可可使使生生成成的的叶叶立立德德更更为稳定，一般用较弱的碱即可完成反应。例如：为稳定，一般

24、用较弱的碱即可完成反应。例如：叶立德叶立德碳原子上带有负电荷，是具有碱性和极性的碳原子上带有负电荷，是具有碱性和极性的化合物，性质活泼，它是一类很强的亲核试剂化合物，性质活泼，它是一类很强的亲核试剂。叶立德与水很快作用，所以制备时必须防潮。叶立德与水很快作用，所以制备时必须防潮。叶叶立立德德具具有有很很强强的的亲亲核核能能力力，尤尤其其重重要要的的是是与与羰基化合物的反应。羰基化合物的反应。20-5-3 魏悌希反应魏悌希反应 磷磷叶叶立立德德与与醛醛或或酮酮加加成成，结结果果羰羰基基的的氧氧转转移移到到磷磷上上，亚亚甲甲基基碳碳置置换换了了羰羰基基的的氧氧。这这个个反反应应叫叫做做魏魏悌悌希希

25、反应。反应。例例1例例2环外双键环外双键魏悌希反应举例魏悌希反应举例例例3例例4魏悌希反应的历程魏悌希反应的历程一般认为，首先可能是叶立德碳对一般认为，首先可能是叶立德碳对羰基碳的亲核加成，中间产物受热消去羰基碳的亲核加成，中间产物受热消去(C6H5)3P=O 生成烯烃。生成烯烃。20-5-4 叶立德的酰化反应及烃化反应叶立德的酰化反应及烃化反应制备方法一制备方法一与酰卤反应与酰卤反应酰基磷叶立德酰基磷叶立德该反应中，叶立德只有一半生成酰基磷叶立德该反应中，叶立德只有一半生成酰基磷叶立德制备方法二：制备方法二：酰基磷叶立德酰基磷叶立德 若若用用酯酯或或硫硫代代羧羧酸酸酯酯作作为为酰酰基基化化剂

26、剂，则则叶叶立立德德都都可能变成预期的酰基磷叶立德。可能变成预期的酰基磷叶立德。R为为芳芳基基，还还原原法法产产率率较较高高（79%）；R为为烷烷基基，则水解法产率较高则水解法产率较高 酰酰基基磷磷叶叶立立德德是是有有机机合合成成的的重重要要中中间间体体，它它可可用用热热水水水水解解或或用用锌锌-醋醋酸酸还还原原裂裂解解制制得得酮酮，亦亦可可与与醛醛反反应应制得制得、-不饱和酮，若进行热解则生成炔烃。不饱和酮，若进行热解则生成炔烃。20-5-5 有机磷杀虫剂有机磷杀虫剂有机磷化合物用作杀虫剂，目前使用的主要有：有机磷化合物用作杀虫剂，目前使用的主要有：其商品代表有：其商品代表有：其商品代表有：

27、其商品代表有：有机磷杀虫剂的特点是杀虫力强，残留毒行低，缺点有机磷杀虫剂的特点是杀虫力强，残留毒行低，缺点是对哺乳动物毒性大，易引起人畜急性中毒。是对哺乳动物毒性大，易引起人畜急性中毒。上述有机磷杀虫剂，遇碱便更容易水解而失去毒性上述有机磷杀虫剂，遇碱便更容易水解而失去毒性.例例1马拉硫磷马拉硫磷 合成有机磷杀虫剂的主要原料是三氯化磷、三氯合成有机磷杀虫剂的主要原料是三氯化磷、三氯氧磷、五硫化磷等。氧磷、五硫化磷等。例例2例例3乐果乐果乐果乐果敌百虫敌百虫亚磷酸甲酯亚磷酸甲酯敌百虫敌百虫如不加碱，则生成二甲基磷酸酯。如不加碱，则生成二甲基磷酸酯。例例4也可用亚磷酸三甲酯与三氯乙醛反应生成敌敌畏

28、。也可用亚磷酸三甲酯与三氯乙醛反应生成敌敌畏。敌敌畏敌敌畏 敌敌百百虫虫在在碱碱存存在在下下，发发生生脱脱HCl重重排排，而而转转变变为为敌敌敌畏。敌畏。敌敌畏敌敌畏20-6 有机铁化合物有机铁化合物二茂铁二茂铁20-6-1 二茂铁的结构和性质二茂铁的结构和性质上上实实际际50年年代代初初，人人们们发发现现一一种种新新型型的的有有机机铁铁化化合合物物双双环环戊戊二二烯烯基基铁铁（俗俗称称二二茂茂铁铁），具具有有结结构构特特殊殊，性性质稳定。质稳定。二茂铁是亚铁与环戊二烯的络合物，二茂铁是亚铁与环戊二烯的络合物，二茂铁分子中十个氢原子的地位都是二茂铁分子中十个氢原子的地位都是等同的，经研究，认为

29、它的两个环戊等同的，经研究，认为它的两个环戊二烯基平行地处在铁原子的上下，铁二烯基平行地处在铁原子的上下，铁则夹在中间。这种结构称为则夹在中间。这种结构称为“夹心结夹心结构构”，如图：，如图：环环戊戊二二烯烯环环的的轨轨道道与与铁铁的的3d轨轨道道相相互互交交盖盖形形成成共共价价键，此键与键，此键与键相似，具有轴对称。键相似，具有轴对称。二茂铁也叫二聚环戊二烯铁。它是橙黄色针状晶二茂铁也叫二聚环戊二烯铁。它是橙黄色针状晶体，类似樟脑的气味，熔点体，类似樟脑的气味，熔点173174，沸点，沸点249，能升华，不溶于水而溶于苯、乙醚和石油醚等有机溶能升华，不溶于水而溶于苯、乙醚和石油醚等有机溶剂。

30、它加热到剂。它加热到400 也不分解，且能耐酸、碱及紫外也不分解，且能耐酸、碱及紫外线，化学性质稳定，具有比较典型的芳香族性质，能线，化学性质稳定，具有比较典型的芳香族性质，能进行一系列的取代反应，如磺化、烷基化、酰基化等进行一系列的取代反应，如磺化、烷基化、酰基化等等，生成一系列二茂铁衍生物。等，生成一系列二茂铁衍生物。二茂铁极其衍生物可用作紫外光吸收、火箭燃料二茂铁极其衍生物可用作紫外光吸收、火箭燃料的添加剂。的添加剂。20-6-2 二茂铁的制备二茂铁的制备（1）环戊二烯的钠盐或镁盐与氯化亚铁作用）环戊二烯的钠盐或镁盐与氯化亚铁作用（2）由环戊二烯直接制取）由环戊二烯直接制取环戊二烯在较强

31、的有机碱二乙胺存在下，同环戊二烯在较强的有机碱二乙胺存在下，同FeCl2 作用作用制备二茂铁的方法所根据的原理基本上是相同的，都制备二茂铁的方法所根据的原理基本上是相同的，都是利用环戊二烯同碱作用得到环戊二烯负离子，然后是利用环戊二烯同碱作用得到环戊二烯负离子，然后与与FeClFeCl2 2 作用生成二茂铁。作用生成二茂铁。其他金属夹心结构的化合物其他金属夹心结构的化合物 五五元元、六六元元、七七元元甚甚至至八八元元环环所所构构成成金金属属常常常常是是Mg、Co、Ni、Cr及及U等。等。“半夹心半夹心”化合化合物物三羰基环丁二烯铁三羰基环丁二烯铁三羰基环戊二烯锰三羰基环戊二烯锰三羰基苯铬三羰基苯铬