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1、第28卷第5期運城學院學報Vo.l28No.52010年10月JournalofYunchengUniversityOct.2010二茂鐵的合成及其電化學性能研究韓雙,王玉春(運城學院應用化學系,山西運城044000)摘要:采用經濟的環(huán)戊二烯鈉法合成了二茂鐵,利用熔點測定和紅外光譜技術對目標物進行了初步表征。探討了合成路線的選擇、試劑前處理以及目標物的提純等關鍵問題,并將目標物制備成碳糊電極,通過循環(huán)伏安和交流阻抗法考察了該目標物電化學性能,發(fā)現電極中摻入二茂鐵后既可以增強電極的導電能力,
2、又能夠促進電子轉移。出現這種現象可能與茂型金屬配合物的結構有關:分子中的18電子結構不僅有利于分子的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,而且由于電荷在整個分子中進行了重新分配,更加有利于電子的轉移,因而該類化合物具有優(yōu)良的導電能力和較高的電化學活性。關鍵詞:二茂鐵;合成;循環(huán)伏安;電化學阻抗中圖分類號:O621.3文獻標識碼:A文章編號:1008-8008(2010)05-0049-03二茂鐵(Fc)自被發(fā)現以來,就以其極為奇特的Bruker儀器公司TENSOR27傅利葉變換紅外光譜儀化學結構和具有的特殊性質引起
3、了科學家的強烈興測定紅外光譜(KBr壓片),電化學測試工作在上海[1-4]趣,其合成與性質的研究也隨之發(fā)展成為現代辰華儀器公司生產的CHI660C電化學工作站上進[5-9]化學中的一個熱點,特別是近年來,二茂鐵及其行;所用試劑為國產市售AR級,無水溶劑按標準方衍生物的合成與性質研究更為活躍,并成為現代有法純化處理,實驗用水均為三次蒸餾水。[10-12]機化學的重要課題之一。由于二茂鐵獨特的1.2合成分子結構及突出的芳香特性,使得二茂鐵及其衍生1.2.1環(huán)戊二烯解聚物具有許多特殊的性能,其應用研究己經涉及到不向
4、連接分流裝置的圓底燒瓶中加入50ml二聚對稱有機合成催化劑、功能材料、光敏劑、穩(wěn)定劑、改環(huán)戊二烯,放入幾粒沸石,按要求安裝好儀器,打開[13-16]良劑以及生化與醫(yī)藥等多個領域。目前,二茂冷凝管的水源,接通電源,開始加熱,使溫度保持在鐵的合成方法有十幾種,本文采用較經濟的環(huán)戊二40-45之間(分餾柱頂端溫度不超過45),冰水烯鈉法合成了二茂鐵,并制備成碳糊電極,考察電化中收集42-44時的餾分,得環(huán)戊二烯單體。學性能,合成路線如Scheme1。1.2.2二茂鐵的合成量取40mLDMSO,放入干燥的四口瓶
5、中,稱取10gNaOH研碎放入四口瓶中,通入氮氣,再加入3ml環(huán)戊二烯單體,攪拌25分鐘,待瓶中液體變?yōu)榧t色后再滴加溶有3gFeCl24H2O的20mLDMSO溶液,溶液變?yōu)楹谏?劇烈攪拌1小時。攪拌完畢后,將混Scheme1合物倒入含有100mL18%的鹽酸和100g冰的燒杯中,并攪拌10分鐘,有黃色固體析出,抽濾,自然風1.實驗部分干,升華,得到純度較高的黃色針狀晶體,該晶體即1.1儀器與試劑為目標物二茂鐵,產率約為50%。將所得產品進行用XT5B顯微熔點測定儀測定熔點,用德國收稿日期:2010-07
6、-22基金項目:運城學院科研基金項目(20060310)作者簡介:韓雙(1957-),女,山西長治人,運城學院應用化學系副教授,研究方向為茂型金屬配合物的合成。49熔點測定和紅外光譜掃描。說明目標物中含有茂環(huán),將所得晶體目標物加熱,在1.3電化學性能測試140發(fā)生升華,熔點為173,由此初步得知目標1.3.1實驗方法物為二茂鐵。室溫下,分別以碳糊電極、二茂鐵碳糊電極為工作電極,鉑片電極為輔助電極,飽和甘汞電極為參比電極(文中電位均相對該電極而言),采用三電極系統(tǒng)進行循環(huán)伏安(CV)法和交流阻抗法(AC
7、)等電化學實驗。1.3.2電極制備碳糊電極(CPE):按質量比21稱取石墨粉、液體石蠟于研缽中,研磨均勻,裝入內徑為2.6mm的玻璃管中,壓實,另一端插一根銅絲做導線,拋光處理至光滑的平面即制得CPE。圖1二茂鐵的紅外光譜圖二茂鐵修飾碳糊電極(Fc/CPE):將2mgFc溶Fig.1FTIRoftheFc于2mL乙醇中,與1g石墨粉混勻,攪拌直至乙醇揮2.4循環(huán)伏安特性發(fā)完全,按照與裸碳糊電極相同的比例加入液體石分別以CPE(a)和Fc/CPE(b)為工作電極,在蠟,研磨均勻,裝入內徑為2.6mm的玻璃管
8、中,壓-3-1濃度為510molL的kCl溶液中,以0.10V/s實,另一端插一根銅絲做導線,將電極在稱量紙上拋的掃描速度,在-0.4~1.2V電位區(qū)間進行循環(huán)伏光處理至光滑的平面,即制得Fc/CPE。用三次水淋安掃描,如圖2所示。曲線a無明顯的氧化還原峰,洗后待用。且響應電流較小,而曲線b不僅響應電流明顯增大,2.結果與討論而且在0.20V附近出現一對氧化還原峰,對比圖22.1合成路線選擇中a
