二氯二茂钛的合成

二氯二茂钛的合成一、 实验原理1 二氯二茂钛二氯二茂钛（Titanocene Dichloride），分子式C10H10Cl2Ti，相对分子质量248.96.外观为红色晶体，密度1.6g/mL(25)(lit.)，熔点260-280 (dec.)(lit.),是过渡金属的茂夹心化合物，在金属有机合成中应用较广。其结构式如下图所示：2.合成路线本实验以混合溶剂为媒介，采用二乙胺法合成二氯二茂钛。其间利用甲醇代替盐酸洗涤过滤滤饼，避免了酸性废水的产生与排放，实现了产品的绿色合成。最终可得到纯度较高、晶形较好的红色晶体。合成方法如下：二、 实验操作过程1. 四氢呋喃（THF）的干燥向单口圆底烧瓶中加入剪好的钠屑，再倒入需要处理的四氢呋喃试剂并加入适量的二苯甲酮（作为显色剂）。连接好装置，用电热套加热回流，控制温度在120左右，观察四氢呋喃由无色逐渐转变为蓝色，直至变为深紫色时开始收集备用。2. 制备环戊二烯单体（1）干燥环戊二烯二聚体在烧杯中倒入一定量二聚环戊二烯，加入适量的无水MgSO4做干燥剂（直至烧杯底部有粉末存在），充分静置一段时间（2h左右）。（2）解聚二聚环戊二烯仪器：单口圆底烧瓶、分馏柱、冷凝装置、温度计、电热套、铝箔纸试剂：二聚环戊二烯、无水MgSO4、冰操作：将干燥过后的二聚环戊二烯加入圆底烧瓶，按下图组装好仪器，底部沙浴加热，馏出液体冰浴接收。加热过程中开冷凝水，电热套温度设置在二聚环戊二烯的解聚温度250左右，观察到温度计温度上升至42左右时开始收集馏分。实验中注意控制温度，不可过高或过低，馏分收集后尽快使用。3. 合成二氯二茂钛（1） 仪器：三口圆底烧瓶（500mL）、蛇形冷凝管、尾接管、温度计，磁力加热搅拌器、注射器、恒压漏斗、抽滤装置（2） 试剂：环戊二烯单体、二乙胺、四氯化钛、甲苯、干燥后的四氢呋喃、石油醚、盐酸、甲醇（3） 操作：由烘箱中取出仪器趁热按下图连接，冰浴下向三口圆底烧瓶中通氮气10min，同时趁热取出一带有针头的塑料注射器，迅速吸取甲苯（23 mL），随即推出，然后慢慢抽取TiCl4（15 mL）通过反口胶塞迅速推至反应器中，继续冷却半小时。移去冰浴，用恒压漏斗以1d/s的速度慢慢向烧瓶中加入120mLTHF，注意控制滴加速度，开始加入时会有大量白烟产生，滴加大约10mL至无大量白烟生成时全部加入。用同样的恒压漏斗以1d/s的速度继续滴加二乙胺40mL，此时再将解聚的环戊二烯单体48mL如上加入其中，将恒压漏斗取下换成玻璃塞，在60-65下回流8h。反应结束，移去加热装置。转移混合物至烧杯中，冰浴下冷却至5以下，用布氏漏斗抽滤，石油醚洗至无色，将滤饼在空气中风干后溶解于盐酸（80mL,4mol/L）中，搅拌后静置10min，观察到红色沉淀完全析出后抽滤。少量冰水洗涤，甲醇洗至无色后再用少量THF洗涤，真空干燥后即得到红色结晶的产物。三、 注意事项1. 整个操作过程为无水无氧操作。2. 粗样经盐酸溶解后结晶过程中要静置才能形成晶体状，反之会得到粉末或看不到晶形。四、 总结体会本实验采用二乙胺法合成二氯二茂钛，具有实验设备简易，反应条件易于实现，操作简便的优点，是一种二氯二茂钛合成的合理思路。反应要求操作在无水无氧的条件下进行，以保证实验的成功。整个反应过程中从蒸馏四氢呋喃开始通过通入氮气来实现无氧环境。反应进行中一直避水操作。整体上对实验操作要求较高，必须严格控制反应条件，否则无法得到产品。反应回流时间较长，要求反应物充分作用生成产物。在用盐酸溶解结晶过程中，必须静置以保证生成良好的晶体形态。整个实验综合性较强，结合考查了基础的实验操作技能，也重视蒸馏、回流、抽滤等较为复杂的实验技能，完整的做下来收获较大。