茚C₉H₈属苯并环戊二烯类化合物,可形成与环戊二烯基等电子的六电子茂配体,与许多过渡金属形成茂合物。同时,茚基的苯环也可与金属配位,形成半夹心配合物或夹心茂合物。因此,茚基衍生物具有多种配位形式,是构建金属配合物和茂合物的重要配体。自1951年二茂铁问世以来,受其独特夹心结构和氧化还原性质吸引,人们对二茂铁衍生物的研究热情始终未减。二茂铁茚基衍生物结合了二者的优点,以此为基础设计合成的新型茚基茂合物,预计在光电性能方面具有更加诱人的应用前景。在课题组前期工作的基础之上,本论文设计合成了一系列新型二茂铁基茚基衍生物,并研究了这些茂配体的电化学性质。本文工作为进一步设计合成具有光电功能的金属茂合物和配合物奠定了物质基础。论文主要工作如下:一、反应原料的制备1、依据文献方法,以二茂铁和正丁基锂为原料,N,N,N,N-四甲基乙二胺为保护剂,在室温下搅拌反应过夜,得到中间产物锂代二茂铁与四甲基乙二胺的络合物。将反应瓶降温至-78℃,然后加入单质碘自然升至室温继续反应2h,得到产物1,1’-二碘二茂铁I-C₅H₄Fe C₅H₄-I和副产物1,1’’-二碘联二茂铁I-C₅H₄Fe C₅H₄-C₅H₄Fe C₅H₄-I。2、依据文献方法,以三甲基硅乙炔和2-溴茚为原料,双三苯基膦二氯化钯和碘化亚铜为催化剂,三乙胺为溶剂,在50℃加热回流8h,得到茚偶联产物三甲基硅基乙炔茚Ind-C≡CSi Me₃（Ind=2-C₉H₇,Me=CH₃）。以无水碳酸钾为碱助剂,甲醇为溶剂,在室温下将茚炔化合物Ind-C≡CSi Me₃水解,得到2-乙炔茚Ind-C≡CH。二、新型二茂铁基茚配体的设计合成1、采用Sonogashira偶联反应,以1,1’-二碘二茂铁I-C₅H₄Fe C₅H₄-I和2-乙炔茚Ind-C≡CH为原料,双三苯基膦二氯化钯和乙酸铜单水合物为催化剂,二异丙胺为溶剂,在86℃加热回流4h,合成了新型二茂铁茚基茂配体I-C₅H₄Fe C₅H₄-C≡C-Ind（1）和Ind-C≡C-C₅H₄Fe C₅H₄-C≡C-Ind（2）。2、采用Sonogashira偶联反应,在同样反应条件下,以1,1’-二碘联二茂铁I-C₅H₄Fe C₅H₄-C₅H₄Fe C₅H₄-I和2-乙炔茚Ind-C≡CH为原料,合成了新型二茂铁茚基茂配体I-C₅H₄Fe C₅H₄-C₅H₄Fe C₅H₄-C≡C-Ind（3）,Ind-C≡C-C₅H₄Fe C₅H₄-C₅H₄Fe C₅H₄-C≡C-Ind（4）。3、采用Sonogashira偶联反应,以I-C₅H₄Fe C₅H₄-C≡C-Ind（1）和二茂铁乙炔Fc-C≡CH（Fc=C₅H₅Fe C₅H₄）为原料,双三苯基膦二氯化钯和乙酸铜单水合物为催化剂,二异丙胺为溶剂,在86℃加热回流4h,合成了新型二茂铁茚基茂配体Fc-C≡C-C₅H₄Fe C₅H₄-C≡C-Ind（5）。4、采用Sonogashira偶联反应,在同样反应条件下,以I-C₅H₄Fe C₅H₄-C₅H₄Fe C₅H₄-C≡C-Ind（3）和二茂铁乙炔Fc-C≡CH为原料,得到新型二茂铁茚基茂配体HC≡C-C₅H₄Fe C₅H₄-C₅H₄Fe C₅H₄-C≡C-Ind（6）、Fc-C≡C-C₅H₄Fe C₅H₄-C₅H₄Fe C₅H₄-C≡C-Ind（7）和自偶产物Fc-C≡C-C≡C-Fc。三、制备茚基铁茂合物的尝试以I-C₅H₄Fe C₅H₄-C≡C-Ind（0.5 mmol）为原料,四氢呋喃THF为溶剂（10 m L）,在-80℃下加入正丁基锂（0.5 mmol）,低温搅拌反应15 min,自然升温至室温（5 h）。在室温下,向反应瓶中加入无水氯化亚铁（0.25 mmol）,室温下搅拌反应16 h,停止反应。将反应产物分离纯化后没有得到预想的铁茂合物,却意外地得到一个新的茂配体Fc-C≡C-（3-C₄H₉）Ind（8）和一个已知化合物Fc-C≡C-Ind。四、新化合物1-8的电化学性能利用循环伏安（CV）法对八个新的二茂铁基茚基茂配体1-8的电化学性质进行了研究。结果表明,化合物1、2和8中对称和不对称的引入共轭的取代基团后,单二茂铁基茚衍生物的氧化电位值升高,变得更难氧化;与联二茂铁相比,联二茂铁衍生物3和4的两个取代基对二茂铁基之间电子交互作用基本没有影响;不对称地引入乙炔基和乙炔茚取代基团后,化合物6的两个二茂铁之间的电子交互作用明显减弱;炔基桥联的取代二茂铁茚基衍生物5,两个二茂铁基通过乙炔桥相连接,受金属-金属间距离的影响,两个二茂铁基之间的电子交互作用也减弱。在含三个二茂铁基茚衍生物7中,乙炔桥相连的两个二茂铁之间的电子交互作用?E₂₁（V）小于直接相连的二茂铁之间的电子交互作用?E₃₂（V）值。