《有机化学实验》课程教学资源（讲义）有机设计性实验（共五个）.pdf_大学文库

实验一香蕉油的合成实验目的①了解香蕉油的性质、功能及合成方法；②掌握回流、分水装置的安装与操作：③熟悉液体有机物的干燥，学会利用萃取、洗涤、蒸馏的方法纯化液体有机物：④培养查阅文献、独立设计实验的能力。实验背景乙酸异戊酯俗称香蕉油，是无色透明液体，具有香蕉和梨的香味，可用作食品和化妆品香精，作喷漆、清漆、硝酸纤维素、氯丁橡胶、油墨等的溶剂，药品生产中的萃取剂等。这种用途广泛的有机化工产品在国内外有广阔的需求市场。实验原理香蕉油的合成多采用乙酸和异戊醇为原料经硫酸催化酯化得到。由手用硫酸作催化剂由此造成设备腐蚀严重，副反应多，反应时间长，废水排放量大，后处理工艺复杂等众所周知的弊端。因此，改进香蕉油的合成手段成为化学工作者研究的热点，一些新的催化剂催化的香蕉油的合成方法不断被发现，如磺酸类催化剂、分子筛及负载化分子筛催化剂、无机盐催化剂、杂多酸催化剂以及固体超强酸催化剂相继被发展。一些好的研究结果被得到。CH3CH3CHaCOOH + CHaCHCH2CH2OH Cat_ CHaCOOCH2CH2CHCHa + H20实验要求1.选用醋酸和异戊醇为原料，通过酯化反应合成目标化合物2．查阅文献，设计合理实验方案，完成实验。3．以小论文形式提交实验结果（参照一般科技论文格式，基本包括：引言、实验部分、仪器、试剂、方法、红外谱图、结果讨论、结论及参考文献）。仪器试剂1仪器：磨口玻璃仪器、抽滤装置、分液漏斗、磁力搅拌器、电热套、控温仪。2.试剂：冰醋酸、异戊醇、浓硫酸、对甲苯磺酸、碳酸钠、氯化钠、无水硫酸镁实验提示1.控制好酯化反应的温度、物料滴加速度：2.用饱和CaC12溶液洗涤之前要用饱和NaC1溶液洗涤，不可用水替代3.在每次洗涤分离时，注意要保留有机层，勿因疏忽而将产品倒掉：

实验一香蕉油的合成实验目的 ① 了解香蕉油的性质、功能及合成方法； ② 掌握回流、分水装置的安装与操作； ③ 熟悉液体有机物的干燥，学会利用萃取、洗涤、蒸馏的方法纯化液体有机物； ④ 培养查阅文献、独立设计实验的能力。实验背景乙酸异戊酯俗称香蕉油，是无色透明液体，具有香蕉和梨的香味，可用作食品和化妆品香精，作喷漆、清漆、硝酸纤维素、氯丁橡胶、油墨等的溶剂，药品生产中的萃取剂等。这种用途广泛的有机化工产品在国内外有广阔的需求市场。实验原理香蕉油的合成多采用乙酸和异戊醇为原料经硫酸催化酯化得到。由于用硫酸作催化剂，由此造成设备腐蚀严重，副反应多，反应时间长，废水排放量大，后处理工艺复杂等众所周知的弊端。因此，改进香蕉油的合成手段成为化学工作者研究的热点，一些新的催化剂催化的香蕉油的合成方法不断被发现，如磺酸类催化剂、分子筛及负载化分子筛催化剂、无机盐催化剂、杂多酸催化剂以及固体超强酸催化剂相继被发展。一些好的研究结果被得到。 CH3COOH + CH3CHCH2CH2OH CH3 Cat. CH3COOCH2CH2CHCH3 CH3 + H2O 实验要求 1．选用醋酸和异戊醇为原料，通过酯化反应合成目标化合物； 2．查阅文献，设计合理实验方案，完成实验。 3．以小论文形式提交实验结果（参照一般科技论文格式，基本包括：引言、实验部分、仪器、试剂、方法、红外谱图、结果讨论、结论及参考文献）。仪器试剂 1. 仪器：磨口玻璃仪器、抽滤装置、分液漏斗、磁力搅拌器、电热套、控温仪。 2. 试剂：冰醋酸、异戊醇、浓硫酸、对甲苯磺酸、碳酸钠、氯化钠、无水硫酸镁实验提示 1．控制好酯化反应的温度、物料滴加速度； 2．用饱和 CaCl2溶液洗涤之前要用饱和 NaCl 溶液洗涤，不可用水替代； 3．在每次洗涤分离时，注意要保留有机层，勿因疏忽而将产品倒掉；

实验二解热正痛药阿司匹林的合成及表征实验目的①了解阿司匹林的发展历史、功能及合成方法；②通过阿司匹林的合成了解药物的合成方法：③学习根据化合物性质进行产物纯化的方法；④培养根据文献设计实验的能力。实验背景阿斯匹林，学名乙酰水杨酸。白色针状或板状结晶或粉末。熔点135℃。无气味，微带酸味。在干燥空气中稳定，在潮湿空气中缓缓水解成水杨酸和乙酸。能溶于乙醇，乙醚和氯仿，微溶于水，在氢氧化钠碱溶液或碳酸钠碱溶液中能溶解，但同时分解。阿斯匹林的诞生经过了漫长的岁月，最初它是一种由柳树叶和柳树皮制成的草药。据传，在公元5世纪时，希腊药父希波克拉底曾用柳树泡制品治疗妇女产痛。1757午，英国神父斯多发现柳树皮具有苦味，并把这种树皮研碎成粉末状，给患感冒、发热的病人口服，不久病人便痊愈。后来研究人员发现，这种草药的主要成份是水杨酸，虽然它具有解痛作用，但对胃也有腐蚀作用。科学家们不断研究，以求降低它的副作用。1853年，法国化学家夏尔·弗雷德里克·热拉尔，使水杨酸和乙酰基氯发生化学反应后合成了乙酰水杨酸，即后来的阿斯匹林。但是，他没有继续研究以证实他的研究成果。1899年，德国拜尔公司的职员、化学家霍夫曼采用乙酰水杨酸为他父亲治疗风湿关节炎，疗效极好，拜尔公司因此改进了生产手段，并将这种药取名为阿斯匹林（aspirin)。"a"是乙酰基（acetyl)的第一个字母，而“spir”是获取水杨酸成分的种植物绣线菊“spiraea”的前4个字母。拜尔公司的阿斯匹林在1899年3月6日正式获得了商标注册保护，并在世界80多个国家有专利权。于是阿斯匹林成为家喻户晓、家庭必备的解热止痛药，而进入鼎盛时代。后来，阿斯匹林与非那西汀、氨基比林、安乃近及其制剂复方阿斯匹林（APC)、安痛定、索密痛风靡全球，它们“并肩战斗”了几十个春秋。然而好景不长，20世纪60年代，医学工作者发现氢基比林、安乃近有抑制造血系统的副作用引起白细胞减少，非那西汀对肾脏有损害。由于副作用严重，医生只好敬而远之。美英日等国先后宣布淘汰氨基比林和非那西汀，我国于1983年也宣布摒弃不用，此时，阿斯匹林因失去配伍受到“冷落”。近年来，医药工作者在深入研究阿斯匹林的药理作用时，发现它有抑制前列腺素类物质血栓素A2的合成作用，故可抑制血小板的释放与聚集，防止血栓形成，延缓凝血时间。医生利用它的特点治疗脑栓塞及脑血栓患者，有效率达

实验二解热止痛药阿司匹林的合成及表征实验目的 ① 了解阿司匹林的发展历史、功能及合成方法； ② 通过阿司匹林的合成了解药物的合成方法； ③ 学习根据化合物性质进行产物纯化的方法； ④ 培养根据文献设计实验的能力。实验背景阿斯匹林，学名乙酰水杨酸。白色针状或板状结晶或粉末。熔点 135℃。无气味，微带酸味。在干燥空气中稳定，在潮湿空气中缓缓水解成水杨酸和乙酸。能溶于乙醇，乙醚和氯仿，微溶于水，在氢氧化钠碱溶液或碳酸钠碱溶液中能溶解，但同时分解。阿斯匹林的诞生经过了漫长的岁月,最初它是一种由柳树叶和柳树皮制成的草药。据传，在公元 5 世纪时，希腊药父希波克拉底曾用柳树泡制品治疗妇女产痛。1757 午，英国神父斯多发现柳树皮具有苦味，并把这种树皮研碎成粉末状，给患感冒、发热的病人口服，不久病人便痊愈。后来研究人员发现，这种草药的主要成份是水杨酸，虽然它具有解痛作用，但对胃也有腐蚀作用。科学家们不断研究，以求降低它的副作用。1853 年，法国化学家夏尔·弗雷德里克·热拉尔，使水杨酸和乙酰基氯发生化学反应后合成了乙酰水杨酸，即后来的阿斯匹林。但是，他没有继续研究以证实他的研究成果。1899 年，德国拜尔公司的职员、化学家霍夫曼采用乙酰水杨酸为他父亲治疗风湿关节炎，疗效极好，拜尔公司因此改进了生产手段，并将这种药取名为阿斯匹林〔aspirin)。"a"是乙酰基（acetyl)的第一个字母，而“spir'’ 是获取水杨酸成分的种植物绣线菊“spiraea”的前 4 个字母。拜尔公司的阿斯匹林在 1899 年 3 月 6 日正式获得了商标注册保护，并在世界 80 多个国家有专利权。于是阿斯匹林成为家喻户晓、家庭必备的解热止痛药，而进入鼎盛时代。后来，阿斯匹林与非那西汀、氦基比林、安乃近及其制剂复方阿斯匹林〔APC)、安痛定、索密痛风靡全球，它们“并肩战斗” 了几十个春秋。然而好景不长, 20 世纪 60 年代，医学工作者发现氦基比林、安乃近有抑制造血系统的副作用引起白细胞减少，非那西汀对肾脏有损害。由于副作用严重，医生只好敬而远之。美英日等国先后宣布淘汰氦基比林和非那西汀，我国于 1983 年也宣布摒弃不用，此时，阿斯匹林因失去配伍受到“冷落”。近年来，医药工作者在深入研究阿斯匹林的药理作用时，发现它有抑制前列腺素类物质血栓素 A2的合成作用，故可抑制血小板的释放与聚集，防止血栓形成，延缓凝血时间。医生利用它的特点治疗脑栓塞及脑血栓患者，有效率达

80%，一时间成为治疗该病取得最好效果的药物。现在，许多医生还将其用于治疗手术和血栓形成及糖尿病引起的视网膜病变。随着医药学研究的进展，医生还广泛使用阿斯匹林预防中风和心脏病发作。阿斯匹林堪称为防治心脑血管疾病老药新用的“楷模”。美国哈佛大学医学院公共卫生系的研究小组，还发现阿斯匹林可显著降低患结肠、直肠癌的危险。在医药不断推陈出新的今天，世纪之药阿斯匹林的用武之地越来越宽广。实验原理阿司匹林的最早合成是在浓硫酸催化下，由水杨酸和乙酸酐作用而成。由于浓硫酸严重腐蚀设备、污染环境，且易发生副反应，引起化学工作者的广泛关注：为此，改进阿司匹林的合成手段成为化学工作者研究的热点，一些新的催化剂催化的阿司匹林的合成方法不断被发现，如酸性离子液体催化、Lews酸催化、磷酸催化、对甲苯磺酸催化、碱催化、磷酸二氢钠催化、硫酸氢钠催化、分子筛催化、维生素C催化以及微波辐射、超声辅助合成阿司匹林的方法相继被发展。一些好的研究结果被得到。01100CatTOHFOH + CHCoCCH3+ CH3COOHOHO-C-CH30实验要求1.合成阿司匹林的方法很多，查阅文献，自己设计实验方案，完成目标化合物的合成及红外光谱表征。2.以小论文形式提交实验结果（参照一般科技论文格式，基本包括：引言、实验部分、仪器、试剂、方法、红外谱图、结果讨论、结论及参考文献）。仪器试剂1.仪器：磁力搅拌器、过滤装置、磨口玻璃仪器、平底电热套、控温仪、循环水真空泵；2.试剂：水杨酸，乙酸酐，碳酸氢钠，三氯化铁，乙酸乙酯，浓硫酸，浓盐酸及其它必要的催化剂。实验提示1．为了防止副产物的生成和保证反应速度，要合理控制反应温度：2．取用醋酸酐、浓盐酸等易挥发、有刺激性气味的试剂要在通风良好的地方。实验安全1.醋酸酐、浓盐酸具有挥发性和刺激性，因此，对于上述试剂的取用和反应需在良好

80%，一时间成为治疗该病取得最好效果的药物。现在，许多医生还将其用于治疗手术和血栓形成及糖尿病引起的视网膜病变。随着医药学研究的进展，医生还广泛使用阿斯匹林预防中风和心脏病发作。阿斯匹林堪称为防治心脑血管疾病老药新用的“楷模”。美国哈佛大学医学院公共卫生系的研究小组，还发现阿斯匹林可显著降低患结肠、直肠癌的危险。在医药不断推陈出新的今天，世纪之药阿斯匹林的用武之地越来越宽广。实验原理阿司匹林的最早合成是在浓硫酸催化下, 由水杨酸和乙酸酐作用而成。由于浓硫酸严重腐蚀设备、污染环境, 且易发生副反应, 引起化学工作者的广泛关注. 为此, 改进阿司匹林的合成手段成为化学工作者研究的热点，一些新的催化剂催化的阿司匹林的合成方法不断被发现，如酸性离子液体催化、Lews酸催化、磷酸催化、对甲苯磺酸催化、碱催化、磷酸二氢钠催化、硫酸氢钠催化、分子筛催化、维生素C催化以及微波辐射、超声辅助合成阿司匹林的方法相继被发展。一些好的研究结果被得到。 OH O OH + CH3COCCH3 O O Cat. O O OH C O CH3 + CH3COOH 实验要求 1. 合成阿司匹林的方法很多，查阅文献，自己设计实验方案，完成目标化合物的合成及红外光谱表征。 2．以小论文形式提交实验结果（参照一般科技论文格式，基本包括：引言、实验部分、仪器、试剂、方法、红外谱图、结果讨论、结论及参考文献）。仪器试剂 1. 仪器：磁力搅拌器、过滤装置、磨口玻璃仪器、平底电热套、控温仪、循环水真空泵； 2. 试剂：水杨酸，乙酸酐，碳酸氢钠，三氯化铁，乙酸乙酯，浓硫酸，浓盐酸及其它必要的催化剂。实验提示 1．为了防止副产物的生成和保证反应速度，要合理控制反应温度； 2．取用醋酸酐、浓盐酸等易挥发、有刺激性气味的试剂要在通风良好的地方。实验安全 1. 醋酸酐、浓盐酸具有挥发性和刺激性，因此，对于上述试剂的取用和反应需在良好

实验三香料“结晶玫瑰”的合成及表征实验目的①了解香料“结晶玫瑰”的作用及合成方法；②培养学生查阅文献资料、独立设计实验方案的能力：③进一步熟悉水蒸气蒸馏等操作技术。实验背景结晶玫瑰(Rosone)是具有强烈玫瑰香气的结晶型固体香料，是优良定香剂。其化学名为乙酸三氯甲基苯甲酯，纯品为白色结晶，熔点86-88℃，不溶于水，微溶于乙醇，具有甜润的玫瑰花香。它作为定香剂广泛使用于化妆品和皂用香精，尤其适用于粉剂化的化妆品，所以结晶玫瑰在香料和日用化工产品中具有广泛的应用价值。实验原理结晶瑰广泛应用于人们的生活和生产中。它的合成方法主要有两种：一是采用苯和无水三氯乙醛在三氯化铝催化下生成三氯甲基苯基原醇，原醇再和醋酸酐反应生成结晶玫瑰。该种方法使用无水三氯化铝做催化剂，对环境污染严重，目生成的三氯化铝和产物易生成络合物，因而后处理困难。第二种合成方法是以苯甲醛、干燥氯仿为原料在氢氧化钾催化下生成三氯甲基苯基原醇，然后原醇和醋酸酐或冰醋酸或乙酰氯等酰化试剂反应生成乙酸三氯甲基苯甲酯即结晶玫瑰。反应经两步完成。制得的固体经重结晶可得纯度较高的产品。1.以苯和三氯乙醛为原料OHOCOCH3(CH3CO)20AICl3CH-CCl3CH-CCl3ClCCHOH,PO42.以苯甲醛为原料0OHOCOCH3(CH3CO)20KOHCH-CCl3CH-CCl3HHCCl3H3PO4实验要求1.合成结晶玫瑰的方法很多，查阅文献，自己设计实验方案，完成目标化合物的合成及红外光谱表征。2.以小论文形式提交实验结果（参照一般科技论文格式，基本包括：引言、实验部分、仪器、试剂、方法、红外谱图、结果讨论、结论及参考文献）。仪器试剂1.仪器：水蒸气发生器、分液漏斗、过滤装置、磨口玻璃仪器、电热套、控温仪、旋转蒸发仪；2.试剂：苯甲醛、三氯乙醛、氯仿、醋酸酐、磷酸、盐酸、无水乙醇、N,N一二甲基甲酰胺、无水三氯化氯、氢氧化钾、无水硫酸镁。实验提示1.苯甲醛在浓碱作用下会发生岐化反应生成苯甲酸和苄醇，优化反应条件，尽量避免副反应发生；2.三氯化铝极易吸水而变质，取用要快速，存放要注意防水

实验三香料“结晶玫瑰”的合成及表征实验目的 ① 了解香料“结晶玫瑰”的作用及合成方法； ② 培养学生查阅文献资料、独立设计实验方案的能力； ③ 进一步熟悉水蒸气蒸馏等操作技术。实验背景结晶玫瑰(Rosone)是具有强烈玫瑰香气的结晶型固体香料，是优良定香剂。其化学名为乙酸三氯甲基苯甲酯，纯品为白色结晶，熔点 86-88℃，不溶于水，微溶于乙醇，具有甜润的玫瑰花香。它作为定香剂广泛使用于化妆品和皂用香精，尤其适用于粉剂化的化妆品，所以结晶玫瑰在香料和日用化工产品中具有广泛的应用价值。实验原理结晶玫瑰广泛应用于人们的生活和生产中。它的合成方法主要有两种: 一是采用苯和无水三氯乙醛在三氯化铝催化下生成三氯甲基苯基原醇，原醇再和醋酸酐反应生成结晶玫瑰。该种方法使用无水三氯化铝做催化剂，对环境污染严重，目生成的三氯化铝和产物易生成络合物，因而后处理困难。第二种合成方法是以苯甲醛、干燥氯仿为原料在氢氧化钾催化下生成三氯甲基苯基原醇，然后原醇和醋酸酐或冰醋酸或乙酰氯等酰化试剂反应生成乙酸三氯甲基苯甲酯即结晶玫瑰。反应经两步完成。制得的固体经重结晶可得纯度较高的产品。 1．以苯和三氯乙醛为原料 CH OH CCl3 (CH3CO)2O H3PO4 CH OCOCH3 + Cl3CCHO CCl3 AlCl3 2．以苯甲醛为原料 O H HCCl3 KOH CH OH CCl3 (CH3CO)2O H3PO4 CH OCOCH3 CCl3 实验要求 1. 合成结晶玫瑰的方法很多，查阅文献，自己设计实验方案，完成目标化合物的合成及红外光谱表征。 2．以小论文形式提交实验结果（参照一般科技论文格式，基本包括：引言、实验部分、仪器、试剂、方法、红外谱图、结果讨论、结论及参考文献）。仪器试剂 1. 仪器：水蒸气发生器、分液漏斗、过滤装置、磨口玻璃仪器、电热套、控温仪、旋转蒸发仪； 2. 试剂：苯甲醛、三氯乙醛、氯仿、醋酸酐、磷酸、盐酸、无水乙醇、N,N－二甲基甲酰胺、无水三氯化氯、氢氧化钾、无水硫酸镁。实验提示 1．苯甲醛在浓碱作用下会发生岐化反应生成苯甲酸和苄醇，优化反应条件，尽量避免副反应发生； 2．三氯化铝极易吸水而变质，取用要快速，存放要注意防水

实验四二茂铁衍生物的合成及表征实验目的①了解二茂铁衍生物的发展历史、功能及合成方法；②培养学生利用各种实验手段和仪器设备如氮气保护、薄层色谱、FTIR以及'HNMR综合解决有机化学问题的能力和良好的工作方法：③学习根据化合物性质进行产物纯化的方法（升华、重结晶）；④培养独立进行实验的能力。实验背景1951年，Kealy和Pauson在由环戊二烯基溴化镁与三氯化铁反应合成富瓦烯(fulvalene)时，意外地发现了双环戊二烯基铁(CsHsFeCsHs)。次年，Wilkinson和Woodward确定它是一个夹心结构(Sandwichstructure)的金属元络合物，具有芳香性，从而命名为二茂铁(Ferrocene)。二茂铁的发现与元-键型的夹心结构的阐明，使金属有机化学的发展出现了一个飞跃，从此金属有机化学逐渐成为一个独立的分支学科。四十多年来，大量新型二茂铁衍生物在实验室中合成成功，同时对二茂铁及其衍生物的应用研究不断深入，使二茂铁化学的发展成为金属有机化学的热门领域之一。二茂铁衍生物具有不同的功能，归纳起来大概有以下四个方面①在功能材料方面，用于燃油添加剂、作液晶材料、超导材料、稳定剂等；②在生物学上用作人工抗体、抗癌活性药物和细菌活性药物、生物酶电极及杀虫剂等；③在分析化学上用作膜电极、滴定剂等；④有机化学反应中作为不对称反应的催化剂和有机合成的中间体等.直至现在，探索二茂铁及其衍生物的新的合成方法、新的结构类型、新的理化性质、谱学规律和新的化学反应，合成新的二茂铁衍生物、扩大其应用领域仍是二茂铁化学的基本研究内容。实验原理二茂铁是一种橙色棱柱状晶体，mp173℃,bp249℃，在100℃以上易升华，可溶于乙醇，乙醚和烃类溶剂中，不溶于水，但随水蒸汽蒸发，常用水汽蒸馏法提纯。在红外光谱中，只要二茂铁的一个茂环上没有取代基，其红外光谱在1100cm1和1000cm附近就有两个吸收峰，这是两个环沿五重对称轴作平行振动所反映的谱带。如果两个环都有取代基时，就无此吸收峰。二茂铁的核磁共振谱显示环上五个氢有相同的化学位移(8=4.04ppm)。二茂铁在空气中稳定存在，400℃以下不分解，它在碱性介质中很稳定，但在酸性介质中易被氧化为蓝绿色的二茂铁离子。二茂铁易发生亲电取代反应，而且比苯容易得多，这是它芳香性的突出表现。二茂铁作为非苯芳香体系能够发生如下的取代反应：金属取代反应

实验四二茂铁衍生物的合成及表征实验目的 ① 了解二茂铁衍生物的发展历史、功能及合成方法； ② 培养学生利用各种实验手段和仪器设备如氮气保护、薄层色谱、FTIR 以及 1H NMR，综合解决有机化学问题的能力和良好的工作方法； ③ 学习根据化合物性质进行产物纯化的方法（升华、重结晶）； ④ 培养独立进行实验的能力。实验背景 1951 年，Kealy 和 Pauson 在由环戊二烯基溴化镁与三氯化铁反应合成富瓦烯(fulvalene) 时，意外地发现了双环戊二烯基铁(C5H5FeC5H5)。次年，Wilkinson 和 Woodward 确定它是一个夹心结构(Sandwich structure)的金属 π 络合物，具有芳香性，从而命名为二茂铁(Ferrocene)。二茂铁的发现与 π-键型的夹心结构的阐明，使金属有机化学的发展出现了一个飞跃，从此金属有机化学逐渐成为一个独立的分支学科。四十多年来，大量新型二茂铁衍生物在实验室中合成成功，同时对二茂铁及其衍生物的应用研究不断深入，使二茂铁化学的发展成为金属有机化学的热门领域之一。二茂铁衍生物具有不同的功能, 归纳起来大概有以下四个方面: ①在功能材料方面, 用于燃油添加剂、作液晶材料、超导材料、稳定剂等; ②在生物学上用作人工抗体、抗癌活性药物和细菌活性药物、生物酶电极及杀虫剂等; ③在分析化学上用作膜电极、滴定剂等; ④有机化学反应中作为不对称反应的催化剂和有机合成的中间体等. 直至现在，探索二茂铁及其衍生物的新的合成方法、新的结构类型、新的理化性质、谱学规律和新的化学反应，合成新的二茂铁衍生物、扩大其应用领域仍是二茂铁化学的基本研究内容。实验原理二茂铁是一种橙色棱柱状晶体，mp 173 ℃, bp 249℃，在 100 ℃以上易升华，可溶于乙醇，乙醚和烃类溶剂中，不溶于水，但随水蒸汽蒸发，常用水汽蒸馏法提纯。在红外光谱中，只要二茂铁的一个茂环上没有取代基，其红外光谱在 1100cm－1和 1000cm－1附近就有两个吸收峰，这是两个环沿五重对称轴作平行振动所反映的谱带。如果两个环都有取代基时，就无此吸收峰。二茂铁的核磁共振谱显示环上五个氢有相同的化学位移(δ ＝ 4.04ppm)。二茂铁在空气中稳定存在，400℃以下不分解，它在碱性介质中很稳定，但在酸性介质中易被氧化为蓝绿色的二茂铁离子。二茂铁易发生亲电取代反应，而且比苯容易得多，这是它芳香性的突出表现。二茂铁作为非苯芳香体系能够发生如下的取代反应: 金属取代反应