二茂鐵
基本性質數據
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中文名 |
二茂鐵；二茂絡鐵；二環戊二烯合鐵；環戊二烯鐵；環戊二茂鐵 |
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別名 |
雙環戊二烯基合鐵（II）、環戊二烯基鐵、環戊二烯鐵 |
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CAS號 |
102-54-5 |
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生產方法 |
電解法、化學法 |
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Pub Chem |
11985121 |
物理性質數據（若非註明，所有數據來自25 °C，100 kPa。）
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化學式/分子式 |
C10H10Fe |
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分子量 |
186.04 |
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摩爾質量 |
186.04 g·mol−1 |
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外觀 |
橘黃色粉末 |
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純度 |
＞99% |
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密度(20°C) |
2.69 g/cm³ |
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熔點 |
174 °C |
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沸點 |
249 °C |
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游離鐵 |
≤200 ppm |
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甲苯不溶物 |
≤0.3 % |
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溶解度（水） |
不可溶 |
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溶解度（大多數有機溶劑） |
可溶 |
二茂鐵性質
二茂鐵是一種具有芳香族性質的有機過渡金屬化合物，是桔黃色針狀結晶。熔點172.5-173℃，100℃以上昇華，沸點249℃，有抗磁性，偶極矩為零。
二茂鐵易溶于苯、汽油、柴油，稀硝酸、濃硫酸、苯、乙醚、石油醚和四氫呋喃，在稀硝酸和濃硫酸中生成帶藍色熒光的深紅色溶液
二茂鐵不熔于水、10%氫氧化鈉和熱的濃鹽酸，這些溶劑的沸液中，二茂鐵既不溶解也不分解，能隨水蒸氣揮發，有類似樟腦的氣味，在空氣中穩定，具有強烈吸收紫外線的作用，對熱相當穩定，可耐470℃高溫加熱。
二茂鐵與酸、碱、紫外線不發生作用，其分子呈現極性，具有高度熱穩定性、化學穩定性和耐輻射性，其在工業、農業、醫藥、航天、節能、環保等行業具有廣氾的應用。
二茂鐵對許多化學反應表現出催化活性，如燃燒反應、某些光敏及熱敏反應等等，因此可用作這些反應的催化劑。
此外，二茂鐵是金屬有機化合物的典型代表，其本身又具有穩定性好的優點，幫對它的研究至今仍很活躍，其用途仍在不斷地開發出來。
1、二茂鐵的消煙助燃作用發現較早，無訟是添加在固體燃料、液體燃料或氣體燃料中，都能發揮這種效應，尤其對於在燃燒時產生煙大的烴類，其效果更為顯著。將二茂鐵及其衍生物添加到固體、液體或氣體燃料中，能發揮其助燃、消煙和抗爆等作用，尤其是對燃燒時產生大量煙塵的烴類，效果更為顯著。添加到火箭的固體燃料中，能促進燃料的充分燃燒和起到消煙作用。在柴油中加入0.1%（質量分數）的二茂鐵，能起到消煙助燃作用，降低柴油發動機的排煙量和尾氣中一氧化碳的含量，可減輕排放氣體對環境的污染，增強發動機的功率。
2、二茂鐵還能清除柴油機引擎燃燒室表面的沉積炭，並能沉積一層氧化鐵膜，該膜能有效地防止炭粒子的重新沉積。將二茂鐵及其衍生物添加到汽油中，可提高汽油的辛烷值並增強抗爆性能，添加到燃燒重油的鍋爐中，減少生成煙塵的效果更為明顯，既可提高燃油的燃燒效率，又可節約燃料油。
3、二茂鐵添加在煤油或柴油中，由於該發動機不用點火裝置，所以不良的影響較少，在燃燒中除了消煙助燃外，其還有促使一氧化碳較化為二氧化碳的作用。另外，它在燃燒中可提高燃燒熱、增加功率而達到節能和減少大氣污染的效果，二茂鐵添加到鍋爐燃料油中，可減少煙的生成和噴嘴積碳。在柴油中添加0.1%，可消煙30-70%，節油10-14%,功率提高10%。
4、二茂鐵用在固體火箭燃料中的使用報道更多，甚至還有摻在煤粉中作減速煙劑使用。在以高分子聚合物廢料作燃料時，添加二茂鐵后可降煙數倍，還可作塑料的減煙添加劑。
5、二茂鐵的工業和有機合成方面的用途也很多，例如，它的衍生物可作為橡膠或聚乙烯的抗氧劑、聚脲酯的穩定劑、異丁烯痙甲基化催化劑、高分子過氧化物的分解催化劑，增加甲苯氯化中對位氯甲苯的產率，在其他方面又可作為潤滑油抗負荷添加劑、研磨材料的促進劑等。
6、二茂鐵可用作火箭燃料添加劑，汽油的抗爆劑和橡膠及硅樹脂的熟化劑，也可作紫外線吸收劑。二茂鐵的乙烯基衍生物能發生烯鍵聚合，得到碳鏈骨架的含金屬高聚物，可作航天飛船的外層塗料。
7、二茂鐵還有其他應用，作為鐵肥料，有益于植物吸收，增長率加作物的含鐵量，它的衍生物可作殺虫劑。
8、二茂鐵衍生物具有疏水性(或親油性) , 能順利通過細胞膜, 與細胞內各種酶、DNA、RNA 等物質起作用, 因而有可能作為治療某些疾病的藥物; 二茂鐵衍生物具有芳香性, 易於發生取代反應, 具有一定厚度的夾心結構, 能阻止二茂鐵衍生物接近某些酶的活性部位, 具有較強選擇性; 二茂鐵衍生物穩定性好、毒性較低， 基於這些特性, 二茂鐵衍生物具有抗腫瘤、殺菌、殺虫、治貧血、抗炎、調節植物生長、抗潰瘍、酶抑制劑等生理活性, 其在生物學、醫學、微生物學等領域有廣氾的應用前景。
二茂鐵的前景
由於二茂鐵及其衍生物具有廣氾的用途，特別是在航天及軍事工業上的應用，因而發達國家發展迅速。我國從20世紀60年代開始研製二茂鐵，但二茂鐵的生產和衍生物的開發應用方面均較落後，年產量約2千噸，而國內年需求量約為7.5千噸，產不足需。隨着二茂鐵在石油、石油切割氣、汽油、柴油等方面的應用，二茂鐵的特殊作用逐漸被國人所認識，其應用範圍將越來越廣。另外，隨着我國石油化工的不斷髮展，C5來源也不斷增加，以環戊二烯為原料制備二茂鐵，進而開發二茂鐵及其衍生物的利用途徑，對於合理利用石油化工的C5資源具有一定的現實意義，同時也將推動金屬有機化工產品在我國的開發和利用。因此二茂鐵及二茂鐵衍生物的生產和應用開發在國內將會有一個突破性進展，開發利用前景廣闊。
二茂鐵的用途
（1） 用作節能消煙助燃添加劑：可用於各種燃料，如柴油、汽油、重油、煤炭等。車用柴油中加入0.1%的二茂鐵，可節約燃料油10-14%，提高率10-13%，尾氣中煙度下降30-80‰。另外，在重油中加入0.3‰，煤炭中加入0.2%的二茂鐵，都可使燃料消耗下降，同時，煙度下降30%。
（2） 用作合成汽油、人造液化氣的添加劑：在合成氣油中加入0.01-0.5%的二茂鐵及相關添加劑，可配成相當于80#、85#、90#的各種人工合成汽油；在甲醇中添加0.03%的二茂鐵，可配成燃燒值為3372-38656 KJ-KG的人造液化氣；在甲醇、乙醇的混合溶液中加入0.005%-0.008%二茂鐵，可配成新型高效民用燃料。
（3） 用作汽油抗爆劑：二茂鐵可代替汽油中有毒物質作為抗爆劑，製成高檔無鉛汽油，以消除燃油排出物對環境的污染及對人體的毒害。如有汽油中加入0。0166-0。0332g/L的二茂鐵和0.05-0.1g/L乙酸叔丁酯，辛烷值可增加4.5-6。
（4） 二茂鐵可用作聚合催化劑，以及硅樹脂、橡膠的熟化劑：二茂鐵的有些生物可阻止聚乙烯對光的降解作用，用於農用地膜，可在一定時間內使其自然降解裂碎，不影響耕作施肥。另外，二茂鐵還可用作聚憶烯、聚丙烯、聚酯纖維的保護劑，改進塑料、橡膠、纖維的熱穩定性。
（5） 在航天工業中二茂鐵可用作火箭推進劑的燃速催化劑。
（6） 在醫藥方面，二茂鐵可作為一些抗菌劑，補血劑的原料。