物理參數
蒸汽壓:0.03 mmHg ( 40 °C)
沸點:249 °C(lit.)
熔點:172-174 °C(lit.)
密度:(20°C) 2.69 g/cm³
紫外吸收:λmax 358 nm
質量指標
二茂鐵的質量分數 ≥98.0% 游離鐵 ≤200X10-6
熔點 172~174℃ 甲苯不溶物 ≤0.5%
還原反應
二茂鐵在酸性溶液很容易被氧化為藍色順磁性的二茂鐵鎓離子 [(η5-C5H5)2FeIII]+，其電勢以飽和甘汞電極為標準大約為0.5V。由於產物二茂鐵反應性不強且易於分離，該離子有時被用作氧化劑，以六氟磷酸鹽 [PF6]− 或氟硼酸鹽 [BF4]− 的形式存在。環上不同的取代基會使該電勢值產生變化：吸電子基（如羧基）使得電極電勢值上升；而給電子基（如甲基）則使得該值下降，氧化變得容易。全甲基取代二茂鐵被氧化後生成的鹽 [Fe(η5-C5Me5)2][tcne] （tcne=四氰乙烯）具有不尋常的磁性性質，為深綠色晶體，含有陽離子與陰離子交替出現的長鏈。
二茂釕和鋨的類似陽離子 [MIII(η5-C5H5)2]+ 卻是不穩定的，容易進一步氧化為 [MIV(η-C5H5)2]2+ 陽離子或二聚成為 [(η5-C5H5)2MIII-MIII(η5-C5H5)2]2+。
衍生物
五羰基鐵與環戊二烯在高壓釜中於135°C反應得到一種深紅紫色晶體的雙核絡合物環戊二烯基羰基鐵 [Fe(η5-C5H5)(CO)2]2，它對空氣和水都是穩定的。結構測定表明該化合物中兩個成橋羰基及兩個鐵原子共平面，且存在 Fe-Fe 鍵。環戊二烯基羰基鐵很容易製備，並且在有機合成中有廣泛套用。
製備方法
由鐵粉與環戊二烯在300℃的氮氣氛中加熱，或以無水氯化亞鐵與環戊二烯合鈉在四氫呋喃中反應而得，也可採用電解合成法，採用環戊二烯、氯化亞鐵、二乙胺為原料合成二茂鐵可按下法操作。攪拌下，向四氫呋喃中分次投入無水氯化鐵(FeCL3)，再加入鐵粉，在氮氣保護下加熱回流4.5h，得到氯化亞鐵溶液。減壓蒸除溶劑四氫呋喃，得近乾的殘留物。在冰浴冷卻下，加入環戊二烯和二乙胺的混合液，在室溫下猛烈攪拌6-8h，減壓蒸除多餘的胺，殘留物用石油醚回流萃取。將萃取液趁熱過濾，蒸除溶劑後，即得二茂鐵粗品。用戊烷或環已烷重結晶，或採用升華法提出純，即為精製品收率73-84%。
用途說明
二茂鐵可用作火箭燃料添加劑，汽油的抗爆劑和橡膠及矽樹脂的熟化劑，也可作紫外線吸收劑。二茂鐵的乙烯基衍生物能發生烯鍵聚合，得到碳鏈骨架的含金屬高聚物，可作航天飛船的外層塗料。二茂鐵的消煙助燃作用發現較早，無訟是添加在固體燃料、液體燃料或氣體燃料中，都能發揮這種效應，尤其對於在燃燒時產生煙大的烴類，其效果更為顯著。其添加在汽油中有很好的抗震作用，但是由於氧化鐵沉積到火花塞上影響發火而受到限制，為此，也有人使用排鐵混合物以減少鐵的沉積現象。二茂鐵添加在煤油或柴油中，由於該發動機不用點火裝置，所以不良的影響較少，在燃燒中除了消煙助燃外，其還有促使一氧化碳較化為二氧化碳的作用。
另外，它在燃燒中可提高燃燒熱、增加功率而達到節能和減少大氣污染的效果，二茂鐵添加到鍋爐燃料油中，可減少煙的生成和噴嘴積碳。在柴油中添加0.1%，可消煙30-70%，節油10-14%,功率提高10%。二茂鐵用在固體火箭燃料中的使用報導更多，甚至還有摻在煤粉中作減速煙劑使用。在以高分子聚合物廢料作燃料時，添加二茂鐵後可降煙數倍，還可作塑膠的減煙添加劑。除上述用途以外，二茂鐵還有其他套用，作為鐵肥料，有益於植物吸收，增長率加作物的含鐵量，它的衍生物可作殺蟲劑。二茂鐵的工業和有機合成方面的用途也很多，例如，它的衍生物可作為橡膠或聚乙烯的抗氧劑、聚脲酯的穩定劑、異丁烯痙甲基化催化劑、高分子過氧化物的分解催化劑，增加甲苯氯化中對位氯甲苯的產率，在其他方面又可作為潤滑油抗負荷添加劑、研磨材料的促進劑等。
二茂鐵衍生物具有疏水性(或親油性) , 能順利通過細胞膜, 與細胞內各種酶、DNA、RNA 等物質起作用, 因而有可能作為治療某些疾病的藥物; 二茂鐵衍生物具有芳香性, 易於發生取代反應, 具有一定厚度的夾心結構, 能阻止二茂鐵衍生物接近某些酶的活性部位, 具有較強選擇性; 二茂鐵衍生物穩定性好、毒性較低， 基於這些特性, 二茂鐵衍生物具有抗腫瘤、殺菌、殺蟲、治貧血、抗炎、調節植物生長、抗潰瘍、酶抑制劑等生理活性, 其在生物學、醫學、微生物學等領域有廣泛的套用前景。
二茂鐵在化學、工業及醫藥等領域中有著非常廣泛和重要的用途,如:可用作燃油消煙劑或燃速調節劑、光敏劑、穩定劑、高分子材料改良劑等,且可用於合成D-丙氨酸、二茂鐵青黴素等藥物中間體,還可用作補血劑治療缺鐵性貧血症等。
危險說明
危險代碼: F,Xn
危險等級:11-22
安全等級:16-22-36-61
聯合國編號：UN1325
