实验11　乙酰二茂铁的制备

实验目的

（1）掌握乙酰二茂铁的制备方法。

（2）了解薄层色谱、柱色谱分离混合物的基本原理。

（3）掌握色谱分离法从混合物中分离纯化的基本操作。

实验原理

二茂铁及其衍生物是一类稳定且具有芳香性的有机过渡金属配合物，可作为汽油的抗爆剂、火箭燃料的添加剂、橡胶和硅树脂的抗老剂及紫外线吸收剂等。二茂铁的茂环上能进行多种亲电取代反应，如二茂铁与乙酸酐经过酰基化反应可制得乙酰二茂铁，但在不同的反应条件下形成的产物可以是单乙酰基取代物或双乙酰基取代物。反应式如下：

试剂与仪器

试剂：二茂铁，乙酸酐，磷酸（85％），无水氯化钙，碳酸氢钠，石油醚，二氯甲烷，苯，乙酸乙酯，硅胶（100～200目）。

仪器：色谱柱，烧杯，滴液漏斗，圆底烧瓶，硅胶板，色谱缸，显微熔点仪，冷凝管，干燥管。

实验内容

1.乙酰二茂铁的制备

在100mL圆底烧瓶中，加入1.5g二茂铁和5mL乙酸酐，用冷水浴冷却，在搅拌下由滴液漏斗慢慢滴加2mL 85％的磷酸。投料完毕，用装有无水氯化钙的干燥管塞住瓶口，在沸水浴上加热20min，并不时加以振荡，然后将反应混合物倾入盛有40g碎冰的400mL烧杯中，并用10mL冷水洗涤烧瓶，将其并入烧杯。在搅拌下，分批加入固体碳酸氢钠，直到溶液呈中性为止，需20～25g碳酸氢钠。将中和后的反应混合物置于冰浴中冷却15min，抽滤并收集析出的橙黄色固体，每次用50mL冰水洗涤2次，压干后在空气中晾干。用石油醚（60～90℃）重结晶，产物约0.3g，熔点为84～85℃。

2.乙酰二茂铁的薄层色谱

取少许干燥后的粗产物和二茂铁分别溶于二氯甲烷中，将其分别点在硅胶板上，晾干，同样点滴5块硅胶板。在5个展开槽中分别装入少量的石油醚、甲苯、乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷，将5块硅胶板分别放入5个展开槽中，待溶剂上升到距上边约1cm时，取出硅胶板，在空气中晾干。用铅笔记录各硅胶板上溶剂到达的位置和各斑点中心的位置。

3.乙酰二茂铁的柱色谱分离

将硅胶（100～200目）与石油醚组成的悬浮液装入色谱柱中，硅胶的高度为15cm。将干燥后的粗产物（约0.2g）溶于适量的二氯甲烷（3～4mL），加入柱色谱中，打开色谱柱活塞使柱内液体大约以每秒一滴的速度滴下，当液面与硅胶相平时，再加入由薄层色谱中确定的仅能洗脱二茂铁的溶剂，直到二茂铁全部洗出。更换接收瓶，再向柱内加入能洗脱乙酰二茂铁的溶剂进行洗脱，直到乙酰二茂铁全部洗出。将两份接收液蒸出溶剂，分别得到二茂铁和乙酰二茂铁，晾干，用显微熔点仪分别测定其熔点。

结果与讨论

（1）硅胶片上混合物斑点数。根据硅胶片上斑点数可推测样品的组分数。

（2）硅胶片上原点至各斑点中心的距离及至各溶剂前沿的距离见表1-2。

（3）R_f值的计算见表1-3。

（4）对分离物进行熔点测定，并与文献值对照以确定其分离物。

（5）计算乙酰二茂铁的收率和二茂铁的回收率。

注意事项

（1）装柱要紧密结实，不能留有气泡，以免影响分离效果。

（2）向柱中加入粗品二氯甲烷溶液之前，可以在硅胶的顶端加入滤纸，避免扰动硅胶面，影响分离效果。

思考题

（1）色谱法分离混合物是根据什么原理？

（2）利用柱色谱分离粗品时，二茂铁和乙酰二茂铁哪一个先被吸出？为什么？

（3）薄层色谱法中常用的展开剂有哪些？它们极性大小的顺序是怎样的？展开剂的极性对样品的分离有何影响？点样、展开、显色这三个步骤要注意什么？

参考文献

［1］王佰康.新编中级无机化学实验［M］.南京：南京大学出版社，1998.

［2］殷学锋.新编大学化学实验［M］.北京：高等教育出版社，2002.