文 献 综 述

二茂铁所特有的结构具有极好的稳定性，而且电化学性质优良，其衍生物也具有独特的电化学及光学性质，是构建电化学活性受体的首选结构单元。因此，二茂铁衍生物的电化学性质的研究受到了科学家们的极大关注^[1]。蒽是多环芳香族化合物中的典型代表，因其荧光强度较高的特点被广泛应用于荧光受体的设计中。随着分子生物学的快速发展，设计、合成以蒽为识别响应中心，具有高度选择性的离子探针，引起了生物学家和化学家的极大关注。基于此本课题将对以二茂铁和蒽基为电化学活性中心的荧光探针的性质进行研究^[2]。

1 二茂铁及其衍生物

1.1 概述

随着电化学技术的发展,二茂铁及其衍生物的广泛用途和潜在价值不断被科学工作者发掘。其不仅具有芳香性、亲脂性、稳定性、低毒性及氧化还原的可逆性, 而且分子中所含铁原子还是生物体内铁元素的来源。由于二茂铁具有夹心型结构和芳香性的高度富电子特性,热稳定性好,有良好的反应活性,较易进行结构修饰,大多数常见溶剂中可经受可逆的单电子氧化,具有易受环境影响的可逆氧化还原特点,二茂铁及其衍生物被广泛应用在催化、电化学、功能材料、医药、添加剂等方面，为广大科学工作者所青睐，发展利用前景广阔[3]。　

1.2 结构和性质

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。由于在其结构中，2价铁离子夹在配体环戊二烯基之间，形似夹心面包，因此二茂铁也被形象地称为”三明治”化合物。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，具有类似樟脑的气味，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^[4]。

在化学性质上，二茂铁与芳香族化合物相似，不易发生加成反应，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。极化的二茂铁衍生物具有独特的电化学及光学特性, 连接吸电子基共轭体系的二茂铁衍生物表现出很大的二阶非线性光学响应。利用二茂铁基团的可逆氧化还原特性, 则有可能通过可逆的电化学来控制其衍生物的光化学特性, 实现氧化还原开关效应, 这类氧化还原开关材料在电致变色、光电记忆和光通讯领域具有较大的应用价值^[5-7]。

1.3 二茂铁及其衍生物的电化学研究现状