CAS号15321-51-4是什么化学药品

◆中文名称：羰基铁粉 简称CIP

◆英文名称：Carbonyl Iron Powder

◆CAS编码：7439-89-6, UN 3089

◆分子式：Fe

◆分子量：55.845

羰基铁粉最早由德国人发明，二战时德国的工厂被美国征收，从此美国也开始生产羰基铁粉。目前德国BASF公司拥有世界上最大，最先进的羰基铁粉生产线。

羰基铁粉是通过CO与铁在高温高压下反应，生成5羰基铁油状物，经低压分离后得到产品。经退火防氧化处理即可出货。当温度为200℃，200bar的条件下羰基合成反应式如下

Fe+5CO Fe(CO)5

羰基铁在300℃，1bar的条件下分解为Fe和CO

Fe(CO)5 Fe+5CO

在分解过程中，因为Fe 有催化CO与CO2 反应的作用，通常采用通NH3 作为保护气体来抑制该反应。这样一来羰基铁粉中就不可避免的会有N元素的存在。从旋风收集器中收集到的产品一般铁含量约在97%左右，其中C和N的含量均小于1%。由于有Fe2O3，Fe3N 等杂质的存在，同时，铁粉表明也会对CO和NH3气体有一定的吸附，这些因素造成铁粉硬度比较大，通常被称之为硬粉。

将铁粉用H2气体还原1小时，铁含量将提高到99.0%左右，同时其他元素的含量也将明显降低。这种还原过的羰基铁粉，硬度稍低，也被称之为软粉。

羰基铁粉活性很大，正常情况放置一段时间后，因为熵的增加，会发生自动团聚。发生团聚的铁粉颗粒度增加，颗粒粘粘，对于注射成型应用有比较大的影响。目前市场上质量最好的羰基铁粉为德国BASF公司生产。

羰基铁粉对工艺的要求非常高，5羰基铁分解时温度变化3度，气体流量增加5%就能明显改变羰基铁粉粒度及碳含量。

外 观：深灰色粉末。

◆基本用途：

1.传统粉末冶金及注射成型：传统粉末冶金中的高比重合金，需要采用活性较大的铁粉作为烧结中的液相，形成较为连续的粘结相，抑制脆性相的产生，从而获得高致密度或全致密的高性能产品。军工项目中主要用于替代已经被禁止的贫铀材料来生产穿甲弹弹芯。注射成型工艺中对最大粉末填装量要求很高。因此衡量粉末的标准中的松装密度要求很高。然而粉末粒度越小，越容易发生拱桥现象，松装密度越小。这种情况下颗粒不粘连非常重要。直到德国BASF公司开发出了专有牌号，注射成型才真正得到工业应用。

2.铁粉芯：因为具有粒度小（10um以下），活性大，形状不规则（洋葱头层状结构），羰基铁粉具有在高频和超高频下的高磁通率，也被广泛应用于制造磁性材料，在制作高频铁粉芯中有不可替代的作用。美国Micrometals公司是该领域内的标准制定者，该公司很多产品都是基于德国BASF公司提供的羰基铁粉制造的。

3.金刚石工具：传统高性能金刚石工具采用成本昂贵的钴粉做基体。最近的研究和生产表明使用羰基铁粉减少Co粉用量，也能达到相当高的性能。此外，对于传统的铁基金刚石工具，使用羰基铁粉能提高基体对金刚石的把持力，提高基体的耐磨性能。

4.金刚石触媒：合成金刚石的触媒，在中国没有市场。

5.营养补铁：美国ISP公司的羰基铁粉已经正式被美国药品管理监督局认可，可直接添加到食品中作为铁元素补给。目前的数据表明，羰基铁粉被人体吸收率超过80％，远远超出目前使用的化合物铁补给物。同时，羰基铁粉的使用也不会造成铁元素摄入过量的中毒。国内还没有资料表明政府已经允许羰基铁粉作为营养补铁使用。

6.微波吸收材料：羰基铁粉在国防领域的应用。根据资料表明，90年代以后的对羰基铁粉吸波材料的研究非常迅速。

二茂铁是一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物。常温下为橙黄色粉末，有樟脑气味。熔点172度-174度，沸点249度，100℃以上能升华；不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油、柴油等有机溶剂。与酸、碱、紫外线不发生作用，化学性质稳定，400度以内不分解。其分子呈现极性，具有高度热稳定性、化学稳定性和耐辐射性，二茂铁自身的套用并不多，但用已知的方法可以合成出种类繁多的衍生物，大大延伸了二茂铁的套用范围。其在工业、农业、医药、航天、节能、环保等行业具有广泛的套用。

基本介绍中文名 ：二茂铁 英文名 ：Ferrocene 别称 ：双环戊二烯合铁 化学式 ：C10H10Fe 分子量 ：186.03 CAS登录号 ：102-54-5 EINECS登录号 ：203-039-3 外观 ：橙色针状晶体 闪点 ：100ºC 安全性描述 ：S22 S61 危险性描述 ：R11 R22 R51/53 危险品运输编号 ：UN 1325 线性分子式 ：Fe(C5H5)2 纯度 ：≥99% MDL号 ：MFCD00001427 物理参数,简介,理论数据,毒理学数据,生态学数据,计算化学数据,质量指标,历史,电子结构,性质与稳定性,物理性质,化学性质,稳定性,贮存方法,相关反应,亲电反应,锂化反应,还原反应,相关套用,抗震剂,医药方面,材料方面,配体,物化性质,衍生物,制备方法,危险说明, 物理参数 蒸汽压:0.03 mmHg ( 40 °C) 沸点:249 °C(lit.) 熔点:172-174 °C(lit.) 密度:(20°C) 2.69 g/cm 3 紫外吸收:λmax 358 nm 简介 二茂铁，又称二环戊二烯合铁、环戊二烯基铁，是分子式为Fe(C5H5)2的有机金属化合物。橙色晶型固体；有类似樟脑的气味；熔点172.5～173℃，100℃以上升华，沸点249℃；有抗磁性，偶极矩为零；不溶于水、10%氢氧化钠和热的浓盐酸，溶于稀硝酸、浓硫酸、苯、乙醚、石油醚和四氢呋喃。二茂铁在空气中稳定，具有强烈吸收紫外线的作用，对热相当稳定，可耐470℃高温加热；在沸水、10%沸碱液和浓盐酸沸液中既不溶解也不分解。二茂铁是最重要的金属茂基配合物，也是最早被发现的夹心配合物，包含两个环戊二烯环与铁原子成键。 二茂铁 二茂铁的结构为一个铁原子处在两个平行的环戊二烯的环之间。在固体状态下，两个茂环相互错开成全错构型，温度升高时则绕垂直轴相对转动。二茂铁的化学性质稳定，类似芳香族化合物。二茂铁的环能进行亲电取代反应，例如汞化、烷基化、酰基化等反应。它可被氧化为 [Cp2Fe]+，铁原子氧化态的升高，使茂环(Cp)的电子流向金属，阻碍了环的亲电取代反应。二茂铁能抗氢化，不与顺丁烯二酸酐发生反应。二茂铁与正丁基锂反应，可生成单锂二茂铁和双锂二茂铁。茂环在二茂铁分子中能相互影响，在一个环上的致钝，使另一环也有不同程度的致钝，其程度比在苯环要轻一些。 二茂铁由铁粉与环戊二烯在 300℃的氮气氛中加热，或以无水氯化亚铁与环戊二烯合钠在四氢呋喃中作用而制得。二茂铁可用作火箭燃料添加剂、汽油的抗爆剂和橡胶及矽树脂的熟化剂，也可做紫外线吸收剂。二茂铁的乙烯基衍生物能发生烯键聚合，得到碳链骨架的含金属高聚物，可作航天飞船的外层涂料。 理论数据 毒理学数据 1、急性毒性：大鼠经口LD5O：1320mg/kg；小鼠经口LD5O：832mg/kg 生态学数据 该物质对水有稍微的危害。 计算化学数据 1、 疏水参数计算参考值（XlogP）： 2、 氢键供体数量：0 3、 氢键受体数量：2 4、 可旋转化学键数量：0 5、 互变异构体数量： 6、 拓扑分子极性表面积（TPSA）：0 7、 重原子数量：11 8、 表面电荷：0 9、 复杂度：11.6 10、同位素原子数量：0 11、确定原子立构中心数量：0 12、不确定原子立构中心数量：0 13、确定化学键立构中心数量：0 14、不确定化学键立构中心数量：0 15、共价键单元数量：3 质量指标 二茂铁的质量分数 ≥98.0% 游离铁 ≤200x10-6 熔点 172~174℃ 甲苯不溶物 ≤0.5% 历史 二茂铁的发现纯属偶然。1951年，杜肯大学的 Pauson 和 Kealy 用环戊二烯基溴化镁处理氯化铁，试图得到二烯氧化偶联的产物富瓦烯（Fulvalene，如图），但却意外得到了一个很稳定的橙黄色固体。 当时他们认为二茂铁的结构并非夹心，而是如右图所示，并把其稳定性归咎于芳香的环戊二烯基负离子。与此同时，Miller、Tebboth 和 Tremaine 在将环戊二烯与氮气混合气通过一种还原铁催化剂时也得到了该橙黄色固体。 罗伯特·伯恩斯·伍德沃德和杰弗里·威尔金森，及恩斯特·奥托·菲舍尔分别独自发现了二茂铁的夹心结构，并且后者还在此基础上开始合成二茂镍和二茂钴。NMR光谱和X射线晶体学的结果也证实了二茂铁的夹心结构。二茂铁的发现展开了环戊二烯基与过渡金属的众多π配合物的化学，也为有机金属化学掀开了新的帷幕。 1973年慕尼黑大学的恩斯特·奥托·菲舍尔及伦敦帝国学院的杰弗里·威尔金森爵士被授予诺贝尔化学奖，以表彰他们在有机金属化学领域的杰出贡献。 电子结构 穆斯堡尔谱学数据显示，二茂铁中心铁原子的氧化态为+2，每个茂环带有一个单位负电荷。因此每个环含有6个π电子，符合休克尔规则中4n+2电子数的要求（n为非负整数），每个环都有芳香性。每个环的6个电子*2，再加上二价铁离子的6个d电子正好等于18，符合18电子规则，因此二茂铁非常稳定。 二茂铁中两个茂环可以是重叠的（D5h），也可以是错位的（D5d），它们之间的能垒仅有8-20kJ/mol。重叠构型可能是比较稳定的，但在晶体中分子间作用能在数量级上与能垒差不多大或略大些，所以各种各样的构型都可存在。 性质与稳定性 物理性质 二茂铁是对空气稳定的橙黄色固体，在真空和加热时迅速升华。和其他对称且不含电荷的物质类似，二茂铁可溶于大多数有机溶剂，如苯，但不溶于水。 二茂铁在100°C时显著升华。 化学性质 二茂铁不适于催化加氢，也不作为双烯体发生Diels-Alder反应，但它可发生傅-克酰基化及烷基化反应。 稳定性 1.避免与氧化剂接触。 2.该试剂化学性质稳定，400C以内不分解，高于400C加热分解释放出辛辣的具 *** 性的烟雾。对空气和湿气不敏感，不易与酸或碱反应，但对氧化剂较敏感。此外，应避免吸入或与皮肤接触，长时间暴露于其中可引起肝部损伤。 贮存方法 1.储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源、防静电。防止阳光直射。保持容器密封。应与氧化剂分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。 相关反应 亲电反应 二茂铁具有芳香化合物的显著特征，可与亲电试剂反应生成二茂铁的取代衍生物。大多数取代的类型是1-取代物、1,1'-二取代物及1,2-二取代物（带“'”表示在A环上，不带则表示在B环上）。例如二茂铁与三氯化铝和 Me2NPCl2 在热庚烷中反应生成二氯二茂铁膦（Dichloroferrocenyl phosphine），当与苯基二氯化膦在类似条件下反应得到 P,P-二氯双（二茂铁）-P-苯基膦。与苯甲醚类似，二茂铁与 P4S10 反应生成 Dithiadiphosphetane disulfide。二茂铁不可以直接硝化和卤化，因为会先发生氧化反应。 二茂铁可发生傅-克反应，譬如在磷酸作催化剂时，二茂铁与乙酸酐或乙酰氯反应生成乙酰基二茂铁。虽然一方面二茂铁许多反应类似于芳香烃的相应反应，但另一方面有些反应明显是铁原子在起主要作用。 锂化反应 用丁基锂可以很快夺取二茂铁中的质子，产物为1,1'-二锂代二茂铁，是很强的亲核试剂。它与二乙基二硫代氨基甲酸硒反应，生成的产物具有位阻，两个环戊二烯基配体靠硒原子连线。该产物可通过加热开环聚合反应（ROP）生成聚硒化二茂铁（Poly(ferrocenyl selenide)），矽和磷的类似反应也可合成相应的聚合物（Poly(ferrocenylsilane) 和 Poly(ferrocenylphosphine)）。 还原反应 二茂铁在酸性溶液很容易被氧化为蓝色顺磁性的二茂铁鎓离子 [(η5-C5H5)2FeIII]+，其电势以饱和甘汞电极为标准大约为0.5V。由于产物二茂铁反应性不强且易于分离，该离子有时被用作氧化剂，以六氟磷酸盐 [PF6]− 或氟硼酸盐 [BF4]− 的形式存在。环上不同的取代基会使该电势值产生变化：吸电子基（如羧基）使得电极电势值上升；而给电子基（如甲基）则使得该值下降，氧化变得容易。全甲基取代二茂铁被氧化后生成的盐 [Fe(η5-C5Me5)2][te] （te=四氰乙烯）具有不寻常的磁性性质，为深绿色晶体，含有阳离子与阴离子交替出现的长链。 二茂钌和锇的类似阳离子 [MIII(η5-C5H5)2]+ 却是不稳定的，容易进一步氧化为 [MIV(η-C5H5)2]2+ 阳离子或二聚成为 [(η5-C5H5)2MIII-MIII(η5-C5H5)2]2+。 相关套用 二茂铁自身的套用并不多，但用已知的方法可以合成出种类繁多的衍生物，大大延伸了二茂铁的套用范围。 抗震剂 二茂铁及其衍生物是汽油中的抗震剂，它们比曾经使用过的四乙基铅安全得多。在英国的 Halfords 可以买到含二茂铁的汽油添加剂，它尤其适用于以前专为四乙基铅抗震剂设计的车辆。二茂铁分解出的铁沉积在火花塞表面，增强了其导热性。 添加二茂铁同样也可以减少柴油车冒出的煤烟。 医药方面 某些二茂铁的盐类具有抗癌活性，如他莫昔芬的二茂铁同类物，其机理为，他莫昔芬可以与雌激素结合，其细胞毒性可以杀死癌细胞。 材料方面 二茂铁容易升华的性质可被用于沉积某种特定的富勒烯或碳纳米管。 醛和鏻盐在氢氧化钠存在下发生维蒂希反应生成乙烯基二茂铁。该化合物聚合得到类似于聚苯乙烯的聚合物，其中苯基被二茂铁基取代。 配体 手性二茂铁膦配体套用于一些过渡元素催化的反应。工业上套用此类反应合成药物及农用化学品。 双二苯基膦二茂铁（dppf）是有机合成中重要的配体，许多偶联反应的机理即是基于其钯配合物的生成。 物化性质 桔黄色针状结晶。熔点172.5-173℃，100℃以上升华，沸点249℃。溶于稀硝酸、浓硫酸、苯、乙醚、石油醚和四氢呋喃，在稀硝酸和浓硫酸中生成带蓝色萤光的深红色溶液。不溶于水、10%氢氧化钠和热的浓盐酸，这些溶剂的沸液中，二茂铁既不溶解也不分解，能随水蒸气挥发，有类似樟脑的气味，在空气中稳定，具有强烈吸收紫外线的作用，对热相当稳定，可耐470℃高温加热。 衍生物 五羰基铁与环戊二烯在高压釜中于135°C反应得到一种深红紫色晶体的双核络合物环戊二烯基羰基铁 [Fe(η5-C5H5)(CO)2]2，它对空气和水都是稳定的。结构测定表明该化合物中两个成桥羰基及两个铁原子共平面，且存在 Fe-Fe 键。环戊二烯基羰基铁很容易制备，并且在有机合成中有广泛套用。 制备方法 由铁粉与环戊二烯在300℃的氮气氛中加热，或以无水氯化亚铁与环戊二烯合钠在四氢呋喃中反应而得，也可采用电解合成法，采用环戊二烯、氯化亚铁、二乙胺为原料合成二茂铁可按下法操作。搅拌下，向四氢呋喃中分次投入无水氯化铁(FeCL3)，再加入铁粉，在氮气保护下加热回流4.5h，得到氯化亚铁溶液。减压蒸除溶剂四氢呋喃，得近干的残留物。在冰浴冷却下，加入环戊二烯和二乙胺的混合液，在室温下猛烈搅拌6-8h，减压蒸除多余的胺，残留物用石油醚回流萃取。将萃取液趁热过滤，蒸除溶剂后，即得二茂铁粗品。用戊烷或环已烷重结晶，或采用升华法提出纯，即为精制品收率73-84%。 危险说明 危险代码: F,Xn 危险等级:11-22 安全等级:16-22-36-61 联合国编号：UN1325

标准状况下一氧化碳（carbon monoxide, CO）纯品为无色、无臭、无刺激性的气体。相对分子质量为28.01，密度1.3g/l，冰点为-207℃，沸点-190℃。在水中的溶解度甚低，极难溶于水。空气混合爆炸极限为12.5%～74%。一氧化碳进入人体之后极易与血液中的血红蛋白结合，产生碳氧血红蛋白，进而使血红蛋白不能与氧气结合。

中文名：一氧化碳

英文名：carbon monoxide

别称：煤气

化学式：CO

分子量：28.01

CAS登录号：630-08-0

EINECS登录号：211-128-3

熔点：-207℃

沸点：-190℃

水溶性：极难溶于水

密度：1.250g/l

外观：无色、无臭、无刺激性的气体

应用：制甲酸钠，在冶金工业中作还原剂

毒性：剧毒

爆炸极限：12.5%～74%

摩尔质量：28.01g·mol−1

偶极矩：0.112 D (3.74×10−31 C·m）

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历史渊源

该种气体是在古代用来处决希腊人和罗马人，在11世纪一个西班牙医生第一次描述了这种气体。 最早制备一氧化碳的是法国化学家 de Lassone（在1776年）。他通过加热氧化锌和碳制得了一氧化碳。但由于一氧化碳燃烧时产生了与氢气类似的蓝色火焰，de Lassone错误地认为他制得的是氢气。在1800年英国化学家William Cruikshank才证明一氧化碳是由碳元素和氧元素组成的化合物。

最早对一氧化碳的毒性进行彻底研究的是法国的生理学家Claude Bernard。在1846年，他让狗吸入这种气体，发现狗的血液“变得比任何动脉中的血都要鲜红”。后来我们知道血液变成“樱桃红色”是一氧化碳中毒的特有的临床症状。

正是因为这种特点，一些肉品商人用一氧化碳处理鲜肉，可以使生肉不被氧化变色，甚至可以在10℃的温度下保存28天还如同新屠宰的肉，并因此引起非议。美国消费者协会认为即使这种处理没有害处，也会掩盖肉不新鲜的状态，即使肉品处于即将腐烂状态，消费者也不知情。

性质

电子式及结构

碳的最外层有四个电子，氧的最外层有6个电子，这样碳的两个

单电子进入到氧的p轨道和氧的两个单电子配对成键，这样就形成两个键，然后氧的孤电子对进入到碳的空的P轨道中形成一个配键，这样氧和碳之间就形成了三个键。其电子式为：

分子结构

一氧化碳分子为极性分子，但由于存在反馈π键，分子的极性很弱。分

一氧化碳结构

子形状为直线形。

一氧化碳(carbon monoxide)（CO）

物理方面

在通常状况下，一氧化碳是无色、无臭、无味、难溶于水的气体，熔点-207℃，沸点-191.5℃。标准状况下气体密度为1.25g/L，和空气密度(标准状况下1.293g/L）相差很小，这也是容易发生煤气中毒的因素之一。它为中性气体。

化学方面

化学性质有：可燃性和还原性和毒性

一氧化碳分子中碳元素的化合价是+2，能进一步被氧化成+4价，从而使一氧化碳具有可燃性和还原性，一氧化碳能够在空气中或氧气中燃烧，生成二氧化碳。化学方程式： （条件：点燃）

燃烧时发出蓝色的火焰，放出大量的热。因此一氧化碳可以作为气体燃料。

实验室一般使用浓硫酸催化或加热草酸分解并用氢氧化钠除掉二氧化碳制得一氧化碳，具体反应如下:

一氧化碳作为还原剂，高温或加热时能将许多金属氧化物还原成金属单质，因此常用于金属的冶炼。如：将黑色的氧化铜还原成红色的金属铜，将氧化锌还原成金属锌：

这里特别提示：除非是严格防护下制备Ni(CO)₄，否则不得使用CO还原NiO，因为会反应生成剧毒的Ni(CO)₄

在炼铁炉中可发生多步还原反应：

一氧化碳还原氧化铁

注意：一氧化碳常温下化学性质稳定，但是仍然可以一些参与反应，但是特别注意，单纯的高锰酸钾溶液不能与一氧化碳反应。

常见的常温下氧化CO的反应如下

重要

在加热和加压的条件下，它能和一些金属单质发生反应，组成分子化合物。如Ni(CO)₄（四羰基镍）、Fe(CO)₅（五羰基铁）等，这些物质都不稳定，加热时立即分解成相应的金属和一氧化碳，这是提纯金属和制得纯一氧化碳的方法之一。但这些物质都有剧毒，且极难治疗！

由于在一定条件下CO可与粉末状NaOH反应生成甲酸钠，因此可以将CO看作是甲酸的酸酐。

毒性：CO与血红蛋白结合，使血红蛋白不能与氧气结合，造成人中毒。

用途

用于制甲酸钠，在冶金工业中作还原剂。

CO+NaOH==高温高压==HCOONa

用于做气体燃料，如水煤气

制备

工业

工业上通常采取二氧化碳与碳反应的原理制取

实验室

在实验室中可将浓硫酸滴入甲酸裂解以制取一氧化碳

亦可用锌与碳酸钙加热，制得一氧化碳。

理化常数

主要成分：纯品。

2C+O2==点燃==2CO（不完全燃烧）

C+O2==点燃==CO2

C+CO2==高温==2CO

氧气和二氧化碳气体的密度比空气大，而一氧化碳气体的密度比空气小一点

二氧化碳气体溶于水，而氧气不易溶于水，一氧化碳气体难溶于水