1,1'-二茂鐵甲酸（Fc(COOH)?，CAS號1293-87-4）是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的芳香族羧酸化合物，兼具二茂鐵的芳香性和氧化還原活性以及羧酸的配位能力，使其在配位化學(xué)、材料科學(xué)和電化學(xué)等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1,1'-二茂鐵甲酸分子式為C??H??FeO?，分子量274.1，外觀通常為橙色或黃色晶體，其分子結(jié)構(gòu)由兩個環(huán)戊二烯（Cp）環(huán)和一個雙羧酸基團(tuán)組成，中心為鐵原子（Fe2?）。其結(jié)構(gòu)式可表示為Fe(C?H?)(C?H?COOH)?，其中兩個Cp環(huán)通過中心鐵原子連接，每個Cp環(huán)的1號位（對位）各連接一個羧酸基團(tuán)（-COOH）。這種對稱的1,1'-雙取代結(jié)構(gòu)使其具有獨(dú)特的電子特性和配位行為。該化合物固態(tài)結(jié)構(gòu)呈反式（trans）或?qū)ξ蝗〈帕校磧蓚€羧酸基團(tuán)位于Cp環(huán)的同一側(cè)或?qū)?cè)，這種構(gòu)型可減少環(huán)間電子排斥，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在溶液狀態(tài)下，Cp環(huán)與Fe之間的單鍵允許環(huán)的旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生不同構(gòu)型^[1]。

配位化學(xué)中的應(yīng)用

1,1'-二茂鐵甲酸作為配體具有多樣化的配位模式，包括單齒配位、雙齒螯合、雙齒橋聯(lián)、混合配位，這種多樣的配位能力使其能夠與多種金屬離子形成結(jié)構(gòu)各異的配合物，為材料設(shè)計(jì)提供了廣闊空間^[2]。

材料科學(xué)中的應(yīng)用

1,1'-二茂鐵甲酸作為多功能配體，已廣泛用于金屬有機(jī)框架（MOFs）材料的合成，展現(xiàn)出優(yōu)異的性能。在電化學(xué)儲能領(lǐng)域，二茂鐵基環(huán)氧化合物可用于制備電池電極材料，提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能；可通過與多孔碳復(fù)合，形成具有高比電容和優(yōu)異循環(huán)穩(wěn)定性的超級電容器電極材料^[2]。

催化應(yīng)用

1,1'-二茂鐵甲酸及其金屬配合物在有機(jī)合成催化中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢^[1]。鈷配合物（如Co-Fc-CP）在不對稱氫化反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性，可高效催化α-羥基酮的不對稱氫化，合成手性1,2-二醇。在電催化領(lǐng)域，基于Fc(COOH)?的材料表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。鈷基MOF材料（如CoBDC-FcCA）在OER中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性，動力學(xué)性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)催化劑。

參考文獻(xiàn)

[1]韓江燕;喬慶東;李琪;王艷菊.二茂鐵甲酸及其衍生物的研究進(jìn)展[J].應(yīng)用化工,2014,43(4):713-717.

[2]王利平;王宇飛;劉艷麗;周曉莉.二茂鐵雙甲酸構(gòu)筑的鎘配合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)和熒光性能研究[J].中州大學(xué)學(xué)報,2017,34(2):101-104.