工业级卡托辛成分分析及其双核二茂铁制备工艺

冯海涛，索齐，张驰，刘晓菊，马晓燕

(西北工业大学 化学与化工学院,陕西 西安 710129)

0 引言

二茂铁及其衍生物属于非苯芳环金属有机化合物，具有可逆的氧化还原性和低毒性等性质[1]，在功能材料、生物医学、催化化学等诸多领域有着广泛地应用[2-5]。作为复合固体推进剂燃速催化剂，二茂铁衍生物相较于无机固体燃速催化剂，不但拥有优异的燃速催化性，其液体的物理状态在推进剂中还具有良好的分散性[6-8]。

二茂铁衍生物按照分子中二茂铁结构单元的个数，可分为单核二茂铁和双核二茂铁。目前用于推进剂燃速催化剂的单核二茂铁有辛基二茂铁、叔丁基二茂铁等。叔丁基二茂铁分子量小、沸点低，在推进剂生产中易挥发，药柱成型时易产生气泡，导致药柱力学性能下降；更为严重的是在武器长储过程中易迁移，严重时导致药柱与衬层之间脱粘，使得弹道性能不稳定，甚至在点火时发生爆燃、机毁人亡等安全事故[9-11]，因此逐渐被抗迁移的双核二茂铁如2,2-双(乙基二茂铁)丙烷(卡托辛)[12]所取代。卡托辛不但分子量相对较大、沸点高、不易挥发、耐迁移，而且其分子结构中铁含量高，催化效果优良[13-14]，因而逐步成为二茂铁类燃速催化剂的首选。

卡托辛的合成需经过二茂铁的酰化、还原和再烷基化等过程。而酰基化及烷基化过程均会产生多取代、还原过程不完全及各步合成过程原材料残留等问题，因而在卡托辛中除含有多种不同双核二茂铁之外，还存在二茂铁、乙基二茂铁、二乙基二茂铁、酰基化二茂铁等低分子量的单核二茂铁。……