二茂铁衍生物在催化应用中的研究进展
《双核二茂铁吖嗪化合物及其金属配合物的合成与燃速催化性能研究》范文
《双核二茂铁吖嗪化合物及其金属配合物的合成与燃速催化性能研究》篇一摘要本文研究了双核二茂铁吖嗪化合物及其金属配合物的合成方法，并对其燃速催化性能进行了深入探讨。
通过化学合成手段，成功制备了目标化合物，并对其结构进行了表征。
同时，通过实验验证了其燃速催化性能，为进一步开发高效燃速催化剂提供了理论依据和实验数据。
一、引言双核二茂铁吖嗪化合物及其金属配合物作为一类新型的有机金属化合物，在催化、医药、材料科学等领域具有广泛的应用前景。
燃速催化剂是推进剂、炸药等高能物质的关键组成部分，对提高能量释放速率和稳定性具有重要作用。
因此，研究双核二茂铁吖嗪化合物及其金属配合物的燃速催化性能具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、双核二茂铁吖嗪化合物的合成与表征1. 合成方法双核二茂铁吖嗪化合物的合成主要通过多步有机合成实现。
首先，合成二茂铁基中间体，再通过适当的反应条件与吖嗪类化合物进行缩合反应，最终得到目标化合物。
2. 结构表征利用红外光谱、核磁共振等手段对合成得到的双核二茂铁吖嗪化合物进行结构表征，确认其化学结构。
三、金属配合物的合成与表征1. 金属配合物的合成将双核二茂铁吖嗪化合物与金属盐进行配位反应，得到金属配合物。
配位反应的条件对金属配合物的结构具有重要影响，因此需进行条件优化。
2. 结构表征通过X射线单晶衍射、红外光谱、紫外光谱等手段对金属配合物进行结构表征，确认其配位结构和化学键合方式。
四、燃速催化性能研究1. 实验方法将合成的双核二茂铁吖嗪化合物及其金属配合物应用于推进剂中，通过燃烧实验测试其燃速催化性能。
实验中需控制变量，如推进剂组分、催化剂用量等。
2. 结果与讨论实验结果表明，双核二茂铁吖嗪化合物及其金属配合物具有良好的燃速催化性能。
通过对实验数据的分析，发现催化剂的用量、化学结构等因素对燃速催化性能具有重要影响。
此外，还探讨了催化剂的作用机理，为进一步优化催化剂性能提供了理论依据。
五、结论本文成功合成了双核二茂铁吖嗪化合物及其金属配合物，并对其结构进行了表征。
金属有机化合物二茂铁及其衍生物的合成与性能研究
课题6. 金属有机化合物二茂铁及其衍生物的合成与性能研究6.1研究课题背景金属有机化合物是指含有一个或多个C-M键（σ键或π键）的化合物，M主要指金属原子，有时也包括非金属原子硼、硅等。
通常金属有机化合物依据金属被分为活泼金属有机化合物和过度金属有机化合物两大类，前者相对简单，而过渡金属有机化合物的内容要丰富得多，是当代化学的前沿领域之一，逐步形成为发展极为活跃、迅速和极富生命力的新兴学科。
第一个金属有机化合物是1827年Zeise合成的Zeise盐KPtCl3(CH2=CH2)，其后虽然陆续制得含C-M σ键的锌、汞、锡的金属烷基化合物，但在此后的一百多年里，有机金属化合物并没有得到人们充分的认识和理解。
早期的金属有机化合物研究主要局限于第AⅠ、第AⅡ主族金属元素上，Reformatsky反应(1887年)、Ullmann(1904年)和Grignard反应(1912年)等有限的几个反应的发现显示了其在有机合成中的独特魅力，但是这些反应的发现和应用是孤立的，并未能引起对整个金属有机化学的重视。
直到1951年，T.J.Kealy和P.J.Pauson 意外地合成了二茂铁（Ferrocene)，次年，G.Wilkinson和R.B.Woodward通过红外光谱、磁化率以及偶极矩的测定，判定二茂铁是具有夹心结构(sandwich strucyure)的金属π配合物，E.D.Fiseher等人后来通过x射线衍射的研究，认为二茂铁具有五角反棱柱的结构。
伴随着二茂铁结构和性能的研究，Zeigler-Natta烯烃聚合催化剂的发现（1953年）和乙烯催化（PdCl2-Cu+/Cu++）氧化合成乙醛的Wacker方法的相继问世（1957年），过渡金属有机化合物引起整个化学界的强烈震撼和重视。
自此以后，二茂铁及其衍生物的合成、结构与性质的研究数十年方兴未艾，二茂铁衍生物新物种层出不穷，使金属有机化学的发展，特别是过渡金属有机化学的发展出现了一个空前飞跃，开辟了金属有机化学的一个新领域，这些研究工作也极大地推动了化学键理论和结构化学的迅速发展。
二茂铁及其衍生物对柴油的助燃和消烟作用实验报告
华南师范大学实验报告一、前言：1、实验目的：①了解二茂铁及其衍生物的应用，特别是作为一种优良的燃料助燃催化剂，其重要的经济价值与环保价值。
②掌握利用氧弹卡计测量油品燃烧所产生的热量的操作技术，应用CACE系统评价油品的燃烧效率。
③学会评价自制的二茂铁及其衍生物对柴油的助燃和消烟作用。
2、文献综述与总结：二茂铁及其衍生物由于其特殊的化学结构，具有芳香性、氧化还原性、稳定性及低毒性，因而有着广泛的用途及潜在的应用前景。
二茂铁及其衍生物已被广泛用作燃料助燃剂，以改善燃料的燃烧性能，还可以作为汽油的抗震剂。
如：可代替四乙基铅制得无铅汽油，提高汽油辛烷值（效能约为四乙基铅的80%）；可作为燃油助燃剂，促进燃油的完全燃烧，使动力机械燃烧室的积炭量减少，延长机械使用寿命，并可提高燃料利用率，减少烟尘对空气的污染。
有关文献报道在车用燃油中加入二茂铁，可节约燃料油10%~14%，车速增加10%，提高功率10%~13%，尾气中烟度下降30%~80%，二茂铁及其衍生物是一种优良的燃料助燃催化剂，其应用具有重要的经济价值与环保价值。
CACE系统可追踪体系在几十秒内完成燃烧过程，在测量和数据采集与处理方面实现实验室自动化具有不可比拟的优越性。
本实验利用计算机辅助化学实验系统（CACE）具有自动采集数据、存储及数据处理，适宜于快速反应的在线研究等优势，研究在柴油中加入二茂铁后二茂铁对柴油燃速和燃烧效率的影响以及二茂铁对柴油的助燃消烟作用。
二、实验部分：1、实验原理：（1）燃烧热测量原理：利用氧弹卡计测量柴油燃烧产生的热量。
根据能量守恒定律，样品完全燃烧放出的热量促使卡计本身及其周围的介质（本实验用水）温度升高，测量介质燃烧前后温度的变化，就可以求算出该样品的恒容燃烧热，在量热计与环境没有热交换的情况下，其关系式为：式中，m样为样品的质量，g；Qv为样品的恒容燃烧热，J/g；W（卡+水）为氧弹卡计和周围介质的热当量，J/℃，它表示卡计和水每升高1℃所需要吸收的热量；W（卡+水）= 14541.35(J/k)；m点火丝为点火丝的质量，g；Q点火丝为点火丝（铁丝）的在恒容条件下燃烧放出热量，其值为6694.4 J/g；ΔT为燃烧过程中温度的升高值，可利用CACE系统追踪燃烧过程中ΔT，经过雷诺作图法或计算法可校正由于系统热漏等原因产生的ΔT的测量偏差。
二茂铁及其衍生物国外研究现状及发展趋势
二茂铁及其衍生物国外研究现状及发展趋势
二茂铁是一种具有重要应用价值的有机化合物，它的结构中包含两个茂基环，其中一个茂基环上带有一个茂基基团，另一个茂基环上则没有基团。
二茂铁可以通过化学合成、电化学和光化学方法制备得到，它具有较高的热稳定性、光学旋度、电化学性能以及生物活性，因此在材料科学、药物化学、有机光电子学等领域都有广泛的应用。
国外研究表明，二茂铁及其衍生物在材料科学方面的研究主要集中在电致变色、自组装、传感器、光电器件、有机发光等方面。
其中，通过改变二茂铁结构中的基团、引入不同的官能团和杂环，可以调控其颜色、荧光性质、电化学性质和热稳定性，使其在有机发光、光电转换等方面有广泛的应用。
此外，二茂铁的自组装性质和多层膜结构也受到了研究者的关注，通过自组装可以制备出具有优异性能的纳米材料。
在生物医学方面，二茂铁及其衍生物具有广泛的生物活性，如抗肿瘤、抗微生物、抗炎、抗氧化、抗病毒等。
其中，二茂铁衍生物的抗肿瘤活性受到了研究者的重视，研究表明，通过引入不同的官能团和杂环，可以提高二茂铁衍生物的细胞毒性和选择性，从而提高其抗肿瘤活性。
未来，二茂铁及其衍生物在材料科学、药物化学、有机光电子学等领域仍然有着广阔的发展前景。
随着人们对功能材料需求的不断增加，二茂铁衍生物也将会得
到更加深入的研究和应用。
二茂铁类化合物的应用研究进展
二茂铁类化合物的应用研究进展1.陕西国际商贸学院陕西西安712046摘要：二茂铁作为一种结构特殊的金属有机化合物，具有特殊的理化性质及生物活性。
二茂铁类化合物以其特殊的性质而被广泛的应用于生物医药、功能材料、电化学分析及有机手性催化剂的制备方面，并显示出了优异的应用前景。
本文根据二茂铁类化合物的应用领域不同，对其应用进行综述，期望对二茂铁类化合物的研究及开发提供一定的参考。
关键词：二茂铁；二茂铁衍生物；应用；进展二茂铁作为一种金属有机化合物，具有芳香族化合物所特有的化学性质，其结构式见图1，分子式是C10H10Fe。
二茂铁在正常的环境下颜色是橙黄色的，于此同时二茂铁为粉末状的固体，含有樟脑的气味儿。
二茂铁和二茂铁的衍生物具有较好的生物活性，同时其化学特点也比较清晰，因此在生物医药方面、功能材料方面、电化学分析方面和催化剂方面得到了广泛的应用。
图1 二茂铁结构1 生物医药方面的应用二茂铁有一定的疏水性特点，且可以跟细胞里面含有的各类酶以及DNA等物质之间发生相互作用，进而达到治疗疾病的作用。
除此以外，二茂铁的结构呈现三明治的特点，具有较大的厚度。
于此同时，二茂铁的稳定性较强，具有较低的毒性，同时还可以在微生物以及医学界发挥作用。
在1976年，Edwards等[1]在青霉素以及头孢菌素里面引入了二茂铁，这样一来，它就具有了更强的特点，不仅可以保证物质的杀菌性能，还能够修饰内部的三维空间，进一步将药物的性能加以完善。
1984年Kopf-Amier小组报道了二茂铁鎓离子具有抗癌的作用。
Huang等[2]使用了MTT法对二茂铁衍生物进行了测定，在此基础上，研究了位于肺腺癌细胞的活性。
研究结果可以发现，上述化合物抗肿瘤活性相对较高。
Ning等[3]研制出了环钯二茂铁物质，这种物质属于一种不对应的异构体。
值得一提的是，上述配合物具有较强的药性。
Paitandi等[4]研制出了相应的络合物，于此同时，该物质还能够和DNA以及蛋白质展开对接。
二茂铁及其衍生物的研究进展和应用
二茂铁及其衍生物的研究进展和应用作者：潘广勇张丽来源：《武汉科技报·科教论坛》2013年第11期【摘要】二茂铁及其衍生物是一类重要的金属有机化合物。
本文着重对它们在催化、电化学、光电功能材料、医药学、添加剂、敏化剂、液晶材料等方面的应用和最新研究进展作了简要归纳和评述。
【关键词】二茂铁；二茂铁衍生物；研究进展；应用二茂铁又名二环戊二烯合铁，是一种新型的有机金属配合物，具有独特的夹心型结构和键合方式，高度热稳定性、化学稳定性和耐辐射性，其本身及其衍生物在催化、电化学及光电功能材料、医药学、添加剂、敏化剂、液晶材料等领域均得到非常广泛的应用。
一、在催化方面的应用二茂铁具有良好的电子效应和独特的刚性骨架，是手性催化剂的理想原料。
在不对称合成催化方面，手性二茂铁膦配体具有优异的催化活性和对应选择性，其在C = C键加成反应、羰基不对称合成反应、烯丙基反应、交叉偶联反应、不对称Aldol 反应中应用广泛。
随着对其膦配体结构的不断修饰、改进，手性二茂铁膦类配体将在不对称合成手性药物、天然产物以及非线性材料等许多领域发挥更大的作用。
二、在电化学及光电功能材料方面的应用近年来，二茂铁甲酸被广泛用于修饰多种氧化还原酶，特别是葡萄糖氧化酶（GOD），二茂铁甲酸与GOD生成Fc - GOD（FcH 表示二茂铁），已用于制作安培葡萄糖生物传感器.氧化还原型二茂铁大环化合物在离子的选择性迁移、氧化还原催化及发展为新一代的传感器方面有着诱人的应用前景。
二茂铁单元分子树络合物电化学行为及其应用研究表明，具有氧化还原可逆性的二茂铁及其衍生物是分子树络合物较常见的金属络合物，这些化合物可用作均相的多电子催化体系和改进电极表面的材料，包含多个与有机核相近的二茂铁单元的化合物可起到阴离子传感器的作用。
三、在医药学方面的应用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。
二茂铁及其衍生物的合成与应用研究进展
一、二茂铁衍生物的合成
2、衍生化反应：通过取代反应将不同的取代基连接到二茂铁分子上，生成各 种二茂铁衍生物。
一、二茂铁衍生物的合成
3、纯化：经过一系列的分离和纯化操作，得到目标产物。
二、二茂铁衍生物的性质研究
二、二茂铁衍生物的性质研究
1、结构特点：二茂铁衍生物具有特殊的分子结构，其中二茂铁环状结构中的 铁原子被碳原子取代，形成碳碳双键和芳香环之间的连接。这种结构使得二茂铁 衍生物具有较好的稳定性，同时也赋予其特殊的物理和化学性质。
一、二茂铁衍生物的合成
一、二茂铁衍生物的合成
二茂铁衍生物的合成主要涉及亲核反应、还原反应和环化反应等。亲核反应 主要发生在芳香族化合物中，通过与亲核试剂反应生成新的碳-碳键或碳-杂键。 还原反应则是在催化剂的作用下，将芳香族化合物还原为相应的苯基镍或钯化合 物。环化反应是在一定条件下，通过分子内的关环反应生成具有特定结构的衍生 物。
二茂铁及其衍生物的合成与 应用研究进展
目录
01 一、分析电影情节
02 二、分析角色性格
03 三、利用语言教学
04 四、开展小组讨论
05 五、引导课外阅读
06 参考内容
内容摘要
优化英语阅读教学设计，培养高中生的思维品质 -以《Finding Nemo》为例 随着全球化的不断深入，英语阅读教学在高中英语教学中占据了重要的地位。 优化英语阅读教学设计，不仅能提高学生的语言技能，更能培养他们的思维品质。 本次演示将以《Finding Nemo》这部广受欢迎的动画电影为例，探讨如何通过精 心设计的英语阅读教学，培养学生的思维品质。
三、结论
三、结论
二茂铁衍生物作为一种重要的有机金属化合物，在合成和性质方面具有许多 独特的优点。未来，随着研究的深入，二茂铁衍生物的应用领域将更加广泛，同 时也将有助于我们更好地理解有机金属化学的复杂性和多样性。
二茂铁及其衍生物的应用与研究进展
纳起来大概有 以下 四个方 面 ： 有机 化学 反应 中作 为 ①
不对称反应 的催 化剂 ［］ 有 机合 成 的 中间体 等 ［ ］ ２和 ３； ②在 功能 材料 方面 ， 作光敏剂 ［］ 非线性光学材料［ ］ ４、 ５、 半导体材料 ［ ］超导 材料 、 ６、 硝烟剂 、 速催化 剂 ［］ 增 燃 ８、 塑剂 、 稳定剂 ； ③在 生物学上用作 壬工抗体 抗癌混 性药
二茂铁又 名二 环戊 二烯 合 铁 ， 有 独特 的夹 心 型 具 结构 ， ２价铁 离 子被 夹在 两个 平面 环之 间互 为交 错构 型。其分 子式为 （ ５ ５２ｅ 分 子量为 １６ 外观 为橙黄 ＣＨ ）Ｆ ， ８，
色针状或 粉末 状结 晶 ， 有类 似樟脑 的气 味 ， 具 熔点 １ ７ ３
自由旋转 ， 上 能形成 多 种取 代基 的衍 生物 。合 成 在环
的衍生物 主要包 括单 、 多核二 茂铁 配合物 、 二茂铁 基聚 合物 、 茂铁分 子树 配合 物 、 性二 茂铁 配合 物、 二 手 二茂
ｃ Ｍ ｅ ２
ＣＭ ｅ２
铁簇状衍 生物等 ， 中大部分 都有非常广泛的用途 。 其
扭 曲越大 ， 环的张力越大 。
物和细菌活性药 物 、 物酶 电极 及杀 虫剂 等 ［］④在 生 ８；
分析 化学 上用 作膜电极 、 滴定 剂等 ［ ］ ９ 。本 文 以二 茂铁 及其衍生 物的研究 和 应用 状况做 夜综 属 ， 指 出了二
Байду номын сангаас
茂铁及其衍生雾的研究及发展方橡 。
２ 二茂铁及衍生物 的研 究现 状
苯等有机溶剂 。其分子呈极 性 ， 具有高 度热稳定 性 、 化 学稳定性和耐辐射性 ， 溶于浓硫 酸 中， 在沸腾 的烧碱 溶
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ａ － ｃ ｍ ａ
二茂铁衍生物催化剂的研究 二茂铁衍生物催化剂是指以二茂铁衍生物活性基为活性中 心的金属配合物催化剂。其研究主要 集中在配位原子为ＰＳ Ｉ 等的阴离子配体手性配合物催化剂和以 二茂铁为骨架的 钦钻类烯烃聚合催化 剂的开发和应用中。 １ 含ＰＳ ． － 等原子的手性催化剂 不对称合成广泛存在于自 然界的生物体中，最早将手性麟配体应用于不对称合成领域则是从
人 合成了 茂 就 二 铁类衍 物 Ｆ Ｈ Ｍ２ｅ ｅｏ ｎ） 生 ｃ ２ ｅＦ ｆｒｅ ｌ Ｃ Ｎ （＝ ｒｃ ｙ等，由 进行 属锉化， 含 硫 它们 金 再与 磷、 原
子的亲电 试剂进行反应．就得到各种手性麟、 手性硫等化合物，再由它们合成各种具有催化活性的
试剂． ａ ｓ 等发现拨醛缩合成恶哇 如Ｈｙ ｈ ａｉ 琳时，以 二茂铁 ｃ Ｐ） ＨＣ ３ （Ｈ） ２ＮＣ ３ 麟Ｆ（ ｈＣ （Ｈ） Ｃ ３（Ｈ） （Ｈ） Ｐ ２ Ｎ Ｃ ２ ２
的光学活性硅烷通过五氟硅酸钾可被转化为光学醇及光活性澳代物。该催化剂对共扼二烯的不对称
硅氢化也有明显的催化效果［， ｘ值为 ６ Ｍ为 Ｎ， 时， １ ｅ． ６ １ ９ ％． ｉ Ｐ 能催化格氏交叉偶联反应。 ｔ Ｆ［Ｐ）２ Ｃ 的Ｘ ｃ （ ２ ｄｉ 射线单晶 衍射测定 为：Ｌ － － ９． Ｐ ｈ１ ２ Ｐ 体 结果 Ｐ ｄ ＝９ ０，Ｌ Ｉｄ Ｉ ７ ０， 催化 ＰＰ ０ Ｃ－ －＝ ． 它能 Ｐ Ｃ ８ ８
硅氢化反应中的 应用是近年来的事，并未有详细报道。 手性二茂铁类配体在酮类化合物不对称硅氢
化 应中 应 研 近 来 得了 进 １０ 带 哩 取 基的Ｓ，一－，二 基 ２ 琳 反 的 用 究 年 取 很大 展１ １ 有 琳 代 （Ｓ ） （５ 苯 －哇 １。 － ２ ，Ｓ［ ４一 ２ － 基－ 茂 基－ 苯 ［，ＳＤ Ｏ］ 图１ 的 合 ） ｈ） ｒ 组 络 催化 ） 铁 ］ 基９（Ｓ ） Ｉ Ｆ （ 中 化 物４ 与Ｒ（ （ 成的 合 剂可使 二 二 Ｓ ，－ Ｐ ｌ Ｉ 及Ｉ ）
一茂环上连有两个不同官能团的取代基：轴 手性是指含有手性轴的二茂铁配体， 这类化合物的例子相对较少。实现不对称催化的关键在于要有 与底物立体构型相匹配的催化剂。其中， 如何设计对特定反应有高效立体选择性的手性配体是设计 该催化剂的关键。近年来的 研究表明， 含麟、 氮的二茂铁配体在许多种类的不对称催化中有较高的 立体选择性，是未来有机合成的重要研究领域， 有广泛的应用前景。 其中手性 一 １ 二茂铁基乙醇是合成二茂铁类手性配体的重要中间体。当二茂铁的茂环上接有含Ｐ
断问 其中 世， 茂金属 剂的 烯 ｍ Ｐ 由 最先实 业化的品 就更 催化 聚乙 （ － Ｅ 于是 ） 现工 种， 加受到人 普 们的
遍重视。
由 金属 催化剂与 般 于茂 一 传统的Ｚ ｇｒ ａａ 剂比 有诸多 ｉｌ－ ｔ 催化 较具 ｅｅＮ 特点， 得茂金属聚 市 使 烯烃 场占 有率不断提高， 其前景是乐观的。随着后过渡金属催化剂的崛起，烯烃聚合反应催化剂格局也
物进行了广泛深入的 研究， 发现其基团具有芳香性、 氧化还原性、 稳定性及低毒性， 激发了 化学家们
的 极大兴趣． 随着核磁共振 Ｎ Ｒ和穆 谱（Ｍ ） 斯堡尔（ｏ ｂ ｅ谱等各种结构 Ｍ ｓａｒ ｓｕ） 分析技术手段的发 化 展， 学工作者对二茂铁及其衍生物的本质的 探索成为可能。 此后， 二茂铁化学发展迅速， 二茂铁及其衍
称 核 代 应２ Ｏｏ ａ ｒ ［ 成 一 列 似 茂 磷 二 铁 衍 物 它 与Ｍ Ｉ 亲 取 反 １． ｏ ｏ等ｇ 了 系 类 二 铁 的 茂 硫 生 ， 们 ３ ｋ ｇ ａ １ ｎ ］ 合 Ｎ
Ｐ Ｉ） ｔ Ｉ鳌合形成高选择性的烯烃氢化催化剂或格氏偶联反应催化剂，其中最具有代表性的是 （
ＦＳＣ ２（ ３ｄ１ 含Ｎ和。的 化 也 少． ｃ（） Ｐ ｈＬ （ ｃ Ｈ Ｃ ） Ｃ。 Ｒ Ｎ ＨＰ ２ 催 剂 不 如Ｆ ＯＰ （ ）Ｌ 其中Ｌ Ｌ为 氮 子 Ｃ ｄ Ｐ３ ， 含 原
（Ｉ Ｓ． Ｎ等杂原子的取代基时，由 Ｉ） ｉ Ｓ Ｉ， ， 于这些杂原子上有孤对电 子，成为潜在的 子体， 供电 它们 能够与Ｒ ， Ｐ， Ａ ， ｏ ｕ Ｒ ． Ｐ ｕ Ｎ 和Ｃ 等过渡金属原子鳌合而形成具有催化活性的化合物， 手 ｈ ｄ ｔ ． ｉ 其中 性二茂铁Ｏ（ ｉｌｒｃ ｙ ｈｓ ｉ） Ｃ ｒｆｒ ｅ ｌｏ ｈ ｅ如图１ 化合物１ ２ ３ ４ ５ ６ ｈａｅｏ ｎｐ ｐ ｎ（ 中的 ． ， ， ， ， ） 类是研究最多的 此类二 茂铁衍生物， 他们在Ｃ Ｃ ＝ 键加成反应、 毅基不 对称合成反应、 烯丙基反应、 交叉偶联反应、 不对称 Ａｄｌ 应中 广泛［． 着对其麟 ｌ 反 应用 ［ 随 ｏ ２ ２ １ 配休结构的 修饰、 不断 改进， 手性二茂铁麟类配体 不对 将在 称 合成手性药物、天然产物以及非线性光学材料等许多领域发挥更大的作用。早在 １ ６ Ｈｕ ｒ ９ 年 ａｓ 等 ５ ｅ
化剂不断崛起的新时期。 不对称合成是目 前有机合成中热门的研究领域，不对称催化反应则是最具潜力的不对称合成方 法。 其中， 催化不对称硅氢化可由 烯烃、酮、 亚胺等合成手性醇或手性胺，随着近年来许多高活性
手 催 剂的 发 性 化 开 应用而 越引 越来 起人们的 视９ 手 茂 属催 在不 称合 的 重 １ 性 金 化剂 对 成中 应用研究 １ 。 己 量 有大 报道， 王伯全等人作了 详细评述１， 于 属催 １ 但由 茂金 化剂尤 ０ １ 其是二茂钦等催化剂在不对称
二茂铁衍生物在催化应用中的研究进展
张改’赵建杜’ 高新． ‘
（．西北大学化学系 峡西省物理无机化学重点实验室 西安 ７０６ １ １ ９ ０ （ ２西北大学化工学院化学工程系 西安 ７０６） １０９
摘 要 二茂铁衍生物是近年来受到广泛关注的一类新型催化剂，是不对称催化研究的热点之一 许多高活性手性 催化剂的合成，推动了不对称合成的应用研究．对于烯烃聚合反应，二茂铁错类催化剂己发现具有良好的催化烯烃
不断被合成出 并进行了 来， 深入的研究， 期得到新的或具有特殊性能的 以 化合物， 这是近年来二茂铁 化学研究的 一个热点． 于二茂铁及其衍生物具有特殊的化学结构， 由 其用途也逐渐被认识和开发， 不 同 类型的二茂铁衍生物具有不同的功能。 其在物理、化学方面具有一些独特的性质， 在多个领域有着
广泛的 用途阴 于 。由 二茂铁本身 活性低， 对其在催化方面的研究不多。 着二茂 但随 铁手性催化剂的
聚合性能，可以 在分子层次上实现烯烃聚合的分子设计与组装，是二茂铁衍生物催化剂研究的一项新突破。本文介 绍了二茂铁衍生物催化剂的研究概况，并评述了最新研究进展． 关键词 二茂铁衍生物 手性催化剂 不对称合成 茂金属催化剂 烯烃聚合反应
一、引言
自 ９１ 从１ 年由Ｋａ 和Ｐ ｓ 等 － 先 成二 铁以 广大 工 者 茂 及 衍生 ５ ｅｙ ａ ｏ ０１ 合 茂 来， 化学 作 对二 铁 其 ｌ ｕｎ ５ 首
一体系在催化乙 烯和丙烯配位聚合方面表现出极高的活性和令人惊喜的单一活性中心性能， 开创了 高分子合成科学和高分子合成工业的新纪元。 与传统的 Ｚ ｇｒ ｔ ｉ ｌ－ａ 催化剂相比，在催化烯烃聚合反应中， ｅ ｅＮ ａ 茂金属催化剂活性中 心的电 负性 和空间环境可以 有较大的 变化， 这就使生成的高分子链的组成和结构高度可控。 此， 因 茂金属催化剂 在聚合物品 种的开发上显示出明显的优势， 大大拓宽了聚烯烃树脂的应用范围。进入２ 世纪９ 年 ０ ０ 代， 着茂金属催化剂工 随 业化使用的障碍逐渐被克服，世界上许多大公司 都有商业用聚烯烃新品牌不
的有机基团 。 ） 具有平面手性、中心手性或两者兼而有之的二茂铁麟衍生物在诱导不对称合成中非 常 有用， 可以 选择性地催化许多反应，如： ①烯烃和酮的不对称氢化； ②烯烃和酮的不对称硅氢化； ③烯丙胺异构为烯胺； ④格氏交叉偶联反应． 可见合成更多的手性催化剂，并从分子结构研究其催化 机理， 是这方面研究的重点和趋势。目 经合成了２０多种具有平面或平面中心手性的三茂铁衍 前已 ０ 生 常见二 物（ 茂铁类催化剂 如图１ ） 些化合 所示 ， 这 物在许多反应中作为 称合成催化剂起着重 作 不对 要
交叉偶联反 应， 且选择性很高，这可能是因为Ｌ － － Ｐｄ Ｐ Ｐ角比Ｌ Ｉ ｄ Ｉ Ｃ－ － 角大，更有利于反应中间体 ＰＣ 卤原子与Ｍ ｘ的消去。 ｇ 另一类型的催化剂是手性含硫的化合物。 末端不含轻ｘ的轴手性硫代葡萄糖 二茂铁硫麟双齿配体（ 中化合物‘ 图１ ） 与过渡金属Ｐ 的配合物可以 ｄ 催化烯丙基酩与丙二酸醋的不对
发现． 二茂铁衍生物催化剂所表现出来的 优良 性能，正越来越多地引起人们的关注。 二、 茂金属催化剂的研究进展 茂金属催化剂是目 前催化研究的热门课题之一，其应用研究给催化科学带来了 一场革命． 也是
我 的 点 关 题８ 国 重 攻 课 １ １ １ ０ 德国 堡 学 分 研 所ＶＫｍ ｓ 授发明 举世闻 茂 催 体 这 汉 大 高 子 究 Ｊ ｉｋ 教 ９ 年， ８ ａ ｎｙ 了 名的 金属 化 系，
发 较大 化． 属 剂 过 属 剂 继Ｚ ｇｒ ａａ 生了 变 茂金 催化 和后 渡金 催化 作为 ｉｌ－ ｔ 催化剂 效负 化剂 ｅｅＮ 和高 载催
之后的 新一代烯烃聚合催化剂， 将逐步在现有聚合装置上部分取代传统催化剂。所以 说，现阶段，
聚 催化剂 烯烃 进入了一 个茂金 属催化剂与 Ｚ ｇｒ ａａ 化剂相互补充、 发展， 过渡金属催 ｉｌ－ ｔ 催 ｅｅＮ 共同 后
苯乙 酮不对称硅氢化反应以几乎定量的化学产率及 ９％ ｅ ６ ｅ １ ｅ９％ ． ． ｅ的光学收率获得手性ａ苯基乙醇 一
１ｌ 产 优 型 １ｅ 物的 势构 相反， ｈ） 催化 时， 到Ｒ 型 物， ｒ 为 剂时 ７ｔ －， 以Ｒ（为 剂 得 构 产 以Ｉ ） 催化 得到Ｓ Ｉ （ Ｉ 构型
产物．这在实际应用中具有重要意义，采用同一种手性配体， 不同金属物种即可得到不同构型的产 物 ．这一发现说明是手性配体与金属组成的配合物决定着产物的优势构型． 由于茂金属本身具有特殊结构，同时它们在催化烯烃聚合和不对称合成时也表现出了优良 的性 能 正 越来越多的引起人们的关注．在这一方面的研究也必将成为催化剂研究的一个焦点．