有机金属化合物-------二茂铁
二茂铁在化学历史上是一个重要的分子，这一类化合物叫有机金属化合物，它们的出现使传统的有机化学无机界限趋向消失，在生物体系中金属有机化合物的出现，也大大强化了研究这一边界科学的重要性。

二茂铁的发现也纯属偶然。

1951年，杜肯大学的 Pauson 和 Kealy 用环戊二烯基溴化镁处理氯化铁，试图得到二烯氧化偶联的产物富瓦烯（Fulvalene，如图1），但却意外得到了一个很稳定的橙黄色固体。

当时他们认为二茂铁的结构并非夹心，而是如图2所示，但这样的结构形态却很难解释这个化合物的许多特殊的性质。

例如，它具有芳香性和一般有机化合物熔点较低、热稳定性较差相反，把它加热到400℃也不会分解。

E．O．费歇尔首先对Pauson等人提出的结构表示怀疑。

通过一系列的研究，他指出这个化合物是由上下两个五元环，中间一个铁离子形成的夹心面包式(三明治)的结构。

这两个五元环、分别都是共轭的．都带六个n电子，因此具有芳香性。

中心的铁离子和两个芳香环的n电子络合，因此又称为“n络合物”。

他把这个化合物命名为：二茂铁。

费歇尔还证实了二苯铬等化合物也同样具有这类“夹心面包式”的结构。

威尔金森在哈佛大学任助理教授时，和伍德沃德一起发表了关于二茂铁的夹心面包式结构的可得诺贝尔奖的开创性论文。

第二年他却被哈佛大学解聘，他回英国伦敦大学后继续在这方面进行研究，合成了几乎全部的过渡金属化合物。

他使用了当时刚出现的核磁共振技术进行结构表征，阐明了这类化合物的结构特征和原子间的联结方式。

二茂铁是一种夹心式化合物，即铁位于两个C
5H
5
基的平面之间。

据穆斯堡尔
谱学数据显示，二茂铁中心铁原子的氧化态为+2，每个茂环带有一个单位负电荷。

因此每个环含有6个π电子，符合休克尔规则中4n+2电子数的要求（n为非负整
数），每个环都有芳香性。

每个环的6个电子*2，再加上二价铁离子的6个d电子正
好等于18，符合18电子规则，因此二茂铁非常稳定。

这类化合物不仅由于它的
富电子性而容易发生许多亲电子取代反应而被重视，它的特殊的结构也大大促进
了化学键理论和结构化学的发展。

所以在1973年，慕尼黑大学的恩斯特·奥托·菲
舍尔及伦敦帝国学院的杰弗里·威尔金森爵士被授予诺贝尔化学奖，以表彰他们
在有机金属化学领域的杰出贡献。

二茂铁及衍生物的应用
（1）用作节能消烟助燃添加剂
可用于各种燃料，如柴油、汽油、重油、煤炭等。

车用柴油中加入0.1%的二茂铁，可节约燃料油10-14%，提高率10-13%，尾气中烟度下降30-80‰。

另外，在重油中加入0.3‰，煤炭中加入0.2%的二茂铁，都可使燃料消耗下降，同时，烟度下降30%。

（2）用作合成汽油、人造液化气的添加剂
在合成气油中加入0.01-0.5%的二茂铁及相关添加剂，可配成相当于80#、85#、90#的各种人工合成汽油；在甲醇中添加0.03%的二茂铁，可配成燃烧值为3372-38656 KJ-KG的人造液化气；在甲醇、乙醇的混合溶液中加入0.005%-0.008%二茂铁，可配成新型高效民用燃料。

（3）用作汽油抗爆剂
二茂铁可代替汽油中有毒的四乙基铅作为抗爆剂，制成高档无铅汽油，以消除燃油排出物对环境的污染及对人体的毒害。

如有汽油中加入0。

0166-0。

0332g/L 的二茂铁和0.05-0.1g/L乙酸叔丁酯，辛烷值可增加4.5-6。

（4）作聚合催化剂，硅树脂、橡胶的熟化剂
二茂铁的有些生物可阻止聚乙烯对光的降解作用，用于农用地膜，可在一定时间内使其自然降解裂碎，不影响耕作施肥。

另外，二茂铁还可用作聚忆烯、聚丙烯、聚酯纤维的保护剂，改进塑料、橡胶、纤维的热稳定性。

（5）在航天工业中
二茂铁可用作火箭推进剂的燃速催化剂。

（6）在医药方面
二茂铁可作为一些抗菌剂，补血剂的原料。