二茂铁
基本性质数据
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中文名 |
二茂铁；二茂络铁；二环戊二烯合铁；环戊二烯铁；环戊二茂铁 |
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别名 |
双环戊二烯基合铁（II）、环戊二烯基铁、环戊二烯铁 |
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CAS号 |
102-54-5 |
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生产方法 |
电解法、化学法 |
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Pub Chem |
11985121 |
物理性质数据（若非注明，所有数据来自25 °C，100 kPa。）
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化学式/分子式 |
C10H10Fe |
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分子量 |
186.04 |
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摩尔质量 |
186.04 g·mol−1 |
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外观 |
橘黄色粉末 |
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纯度 |
＞99% |
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密度(20°C) |
2.69 g/cm³ |
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熔点 |
174 °C |
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沸点 |
249 °C |
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游离铁 |
≤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（大多数有机溶剂） |
可溶 |
二茂铁性质
二茂铁是一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物，是桔黄色针状结晶。熔点172.5-173℃，100℃以上升华，沸点249℃，有抗磁性，偶极矩为零。
二茂铁易溶于苯、汽油、柴油，稀硝酸、浓硫酸、苯、乙醚、石油醚和四氢呋喃，在稀硝酸和浓硫酸中生成带蓝色荧光的深红色溶液
二茂铁不熔于水、10%氢氧化钠和热的浓盐酸，这些溶剂的沸液中，二茂铁既不溶解也不分解，能随水蒸气挥发，有类似樟脑的气味，在空气中稳定，具有强烈吸收紫外线的作用，对热相当稳定，可耐470℃高温加热。
二茂铁与酸、碱、紫外线不发生作用，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，其在工业、农业、医药、航天、节能、环保等行业具有广泛的应用。
二茂铁对许多化学反应表现出催化活性，如燃烧反应、某些光敏及热敏反应等等，因此可用作这些反应的催化剂。
此外，二茂铁是金属有机化合物的典型代表，其本身又具有稳定性好的优点，帮对它的研究至今仍很活跃，其用途仍在不断地开发出来。
1、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，其效果更为显著。将二茂铁及其衍生物添加到固体、液体或气体燃料中，能发挥其助燃、消烟和抗爆等作用，尤其是对燃烧时产生大量烟尘的烃类，效果更为显著。添加到火箭的固体燃料中，能促进燃料的充分燃烧和起到消烟作用。在柴油中加入0.1%（质量分数）的二茂铁，能起到消烟助燃作用，降低柴油发动机的排烟量和尾气中一氧化碳的含量，可减轻排放气体对环境的污染，增强发动机的功率。
2、二茂铁还能清除柴油机引擎燃烧室表面的沉积炭，并能沉积一层氧化铁膜，该膜能有效地防止炭粒子的重新沉积。将二茂铁及其衍生物添加到汽油中，可提高汽油的辛烷值并增强抗爆性能，添加到燃烧重油的锅炉中，减少生成烟尘的效果更为明显，既可提高燃油的燃烧效率，又可节约燃料油。
3、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%。
4、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。
5、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。
6、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。
7、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。
8、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。
二茂铁的前景
由于二茂铁及其衍生物具有广泛的用途，特别是在航天及军事工业上的应用，因而发达国家发展迅速。我国从20世纪60年代开始研制二茂铁，但二茂铁的生产和衍生物的开发应用方面均较落后，年产量约2千吨，而国内年需求量约为7.5千吨，产不足需。随着二茂铁在石油、石油切割气、汽油、柴油等方面的应用，二茂铁的特殊作用逐渐被国人所认识，其应用范围将越来越广。另外，随着我国石油化工的不断发展，C5来源也不断增加，以环戊二烯为原料制备二茂铁，进而开发二茂铁及其衍生物的利用途径，对于合理利用石油化工的C5资源具有一定的现实意义，同时也将推动金属有机化工产品在我国的开发和利用。因此二茂铁及二茂铁衍生物的生产和应用开发在国内将会有一个突破性进展，开发利用前景广阔。
二茂铁的用途
（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物质作为抗爆剂，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） 二茂铁可用作聚合催化剂，以及硅树脂、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。