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1、第28卷第5期运城学院学报Vo.l28No.52010年10月JournalofYunchengUniversityOct.2010二茂铁的合成及其电化学性能研究韩双,王玉春(运城学院应用化学系,山西运城044000)摘要:采用经济的环戊二烯钠法合成了二茂铁,利用熔点测定和红外光谱技术对目标物进行了初步表征。探讨了合成路线的选择、试剂前处理以及目标物的提纯等关键问题,并将目标物制备成碳糊电极,通过循环伏安和交流阻抗法考察了该目标物电化学性能,发现电极中掺入二茂铁后既可以增强电极的导电能力,
2、又能够促进电子转移。出现这种现象可能与茂型金属配合物的结构有关:分子中的18电子结构不仅有利于分子的化学稳定性和热稳定性,而且由于电荷在整个分子中进行了重新分配,更加有利于电子的转移,因而该类化合物具有优良的导电能力和较高的电化学活性。关键词:二茂铁;合成;循环伏安;电化学阻抗中图分类号:O621.3文献标识码:A文章编号:1008-8008(2010)05-0049-03二茂铁(Fc)自被发现以来,就以其极为奇特的Bruker仪器公司TENSOR27傅利叶变换红外光谱仪化学结构和具有的特殊性质引起
3、了科学家的强烈兴测定红外光谱(KBr压片),电化学测试工作在上海[1-4]趣,其合成与性质的研究也随之发展成为现代辰华仪器公司生产的CHI660C电化学工作站上进[5-9]化学中的一个热点,特别是近年来,二茂铁及其行;所用试剂为国产市售AR级,无水溶剂按标准方衍生物的合成与性质研究更为活跃,并成为现代有法纯化处理,实验用水均为三次蒸馏水。[10-12]机化学的重要课题之一。由于二茂铁独特的1.2合成分子结构及突出的芳香特性,使得二茂铁及其衍生1.2.1环戊二烯解聚物具有许多特殊的性能,其应用研究己经涉及到不向
4、连接分流装置的圆底烧瓶中加入50ml二聚对称有机合成催化剂、功能材料、光敏剂、稳定剂、改环戊二烯,放入几粒沸石,按要求安装好仪器,打开[13-16]良剂以及生化与医药等多个领域。目前,二茂冷凝管的水源,接通电源,开始加热,使温度保持在铁的合成方法有十几种,本文采用较经济的环戊二40-45之间(分馏柱顶端温度不超过45),冰水烯钠法合成了二茂铁,并制备成碳糊电极,考察电化中收集42-44时的馏分,得环戊二烯单体。学性能,合成路线如Scheme1。1.2.2二茂铁的合成量取40mLDMSO,放入干燥的四口瓶
5、中,称取10gNaOH研碎放入四口瓶中,通入氮气,再加入3ml环戊二烯单体,搅拌25分钟,待瓶中液体变为红色后再滴加溶有3gFeCl24H2O的20mLDMSO溶液,溶液变为黑色,剧烈搅拌1小时。搅拌完毕后,将混Scheme1合物倒入含有100mL18%的盐酸和100g冰的烧杯中,并搅拌10分钟,有黄色固体析出,抽滤,自然风1.实验部分干,升华,得到纯度较高的黄色针状晶体,该晶体即1.1仪器与试剂为目标物二茂铁,产率约为50%。将所得产品进行用XT5B显微熔点测定仪测定熔点,用德国收稿日期:2010-07
6、-22基金项目:运城学院科研基金项目(20060310)作者简介:韩双(1957-),女,山西长治人,运城学院应用化学系副教授,研究方向为茂型金属配合物的合成。49熔点测定和红外光谱扫描。说明目标物中含有茂环,将所得晶体目标物加热,在1.3电化学性能测试140发生升华,熔点为173,由此初步得知目标1.3.1实验方法物为二茂铁。室温下,分别以碳糊电极、二茂铁碳糊电极为工作电极,铂片电极为辅助电极,饱和甘汞电极为参比电极(文中电位均相对该电极而言),采用三电极系统进行循环伏安(CV)法和交流阻抗法(AC
7、)等电化学实验。1.3.2电极制备碳糊电极(CPE):按质量比21称取石墨粉、液体石蜡于研钵中,研磨均匀,装入内径为2.6mm的玻璃管中,压实,另一端插一根铜丝做导线,抛光处理至光滑的平面即制得CPE。图1二茂铁的红外光谱图二茂铁修饰碳糊电极(Fc/CPE):将2mgFc溶Fig.1FTIRoftheFc于2mL乙醇中,与1g石墨粉混匀,搅拌直至乙醇挥2.4循环伏安特性发完全,按照与裸碳糊电极相同的比例加入液体石分别以CPE(a)和Fc/CPE(b)为工作电极,在蜡,研磨均匀,装入内径为2.6mm的玻璃管
8、中,压-3-1浓度为510molL的kCl溶液中,以0.10V/s实,另一端插一根铜丝做导线,将电极在称量纸上抛的扫描速度,在-0.4~1.2V电位区间进行循环伏光处理至光滑的平面,即制得Fc/CPE。用三次水淋安扫描,如图2所示。曲线a无明显的氧化还原峰,洗后待用。且响应电流较小,而曲线b不仅响应电流明显增大,2.结果与讨论而且在0.20V附近出现一对氧化还原峰,对比图22.1合成路线选择中a
