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摘要：二茂铁是一种有丰富生物活性的化合物，具有特殊的芳香性、稳定性及低毒性，其衍生物在医学、聚合物、电化学、液晶材料等领域得到广泛的应用。本论文将吡啶、咪唑基团与二茂铁母体连结，设计并合成了三种二茂铁衍生物；利用红外光谱、质谱及核磁共振氢谱对其进行结构表征，通过计算机模拟计算得到分子的优化结构和量化数据。9316
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关键字： 二茂铁衍生物；咪唑；吡啶；量化计算
Synthesis of new derivatives of ferrocene
Abstract:Ferrocene is a rich bioactive compounds, has special aroma, stability and low toxicity, and its derivatives in medicine, polymers, electrochemistry, liquid crystal materials in areas such as widely used. This thesis will pyridine, imidazole groups and ferrocene maternal link, was designed and synthesized three types of ferrocene derivatives; Using infrared spectroscopy, mass spectrometry and nuclear magnetic resonance hydrogen spectrum characterization of its structure, optimize the structure of the molecules is obtained by computer numerical simulation and quantitative data.
Key words: Ferrocene derivatives; imidazole; pyridine; quantitative calculation
目录
第一章 前言 4
1.1 引言 4
1.2二茂铁的简介 4
1.3二茂铁及其衍生物的应用 5
1.3.1催化方面 5
1.3.2电化学及光电功能材料方面 6
1.3.3医药、分析方面 8
1.3.4添加剂、敏化剂方面 8
1.3.5 二茂铁衍生物的研究展望 10
1.4 吡啶类化合物 10
1.5 咪唑类化合物 11
1.6 本论文研究的目的和主要内容 14
第二章 实验部分 15
2.1 目标化合物的结构和名称 15
2.2药品和仪器 15
2.2.1 试剂和仪器 15
2.3 化合物FC1的合成 16
2.4化合物FC2的合成 16
2.5化合物有FC3的合成 17
第三章 分析与讨论 18
3.1 合成方法分析 18
3.2 波谱分析 19
3.2.1 化合物FC1 19
3.2.2化合物FC2 22
3.2.3 化合物FC3 25
第四章 分子模拟 28
4.1 化合物FC1 28
4.2 化合物FC2 31
4.3 化合物FC3 35
4.4分析 38
第五章 结论与展望 39
致谢 40
参考文献 41
第一章 前言
1.1 引言
二茂铁的出现是近代化学发展的里程碑。自1951年Kealy和Paulson合成二茂铁以来，二茂铁化学一直方兴未艾[1]。二茂铁化学的研究集中在二茂铁衍生物的合成、性能研究及应用方面，极大地推动了无机化学，合成化学和材料化学的发展。由于二茂铁结构具有的芳香性、稳定性及低毒性，其衍生物在医学、聚合物、电化学、液晶材料等领域得到广泛的应用。将不同基团与二茂铁骨架连接，设计并合成新的或具有特殊性能的化合物是近年来二茂铁研究的一个热点，日益受到重视。
1.2二茂铁的简介
二茂铁又名二环戊二烯合铁，具有独特的夹心型结构，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(C5H5)2Fe，分子量为186，外观为橙黄色针状或粉末状结晶，具有类似樟脑的气，熔点173～174℃，沸点249℃，100℃以上能升华，不溶于水，溶于甲醇、乙醇、乙醚、石油醚、汽油、煤油、柴油、二氯甲烷、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，在沸腾的烧碱溶液和盐酸中不溶解，不分解。在化学性质上，二茂铁与芳香族化合物相似，不容易发生加成反应，容易发生亲电取代反应，可进行金属化、酰基化、烷基化、磺化、甲酰化以及配合体交换等反应。在溶液中，两个环可以自由旋转，在环上能形成多种取代基的衍生物。合成的衍生物主要包括单、多核二茂铁配合物、二茂铁基聚合物、二茂铁分子树配合物、手性二茂铁配合物、二茂铁簇状衍生物等，其中大部分都有非常广泛的用途。