二茂铁是一种常见的化工产品,是具有芳香族性质的有机过渡金属化合物,在工业、农业、医药、航空、节能、环保等领域都有广泛的应用,可发生多种类型的反应,也可与亲电试剂反应生成二茂铁的取代衍生物。二茂铁发现于上世纪50年代,二茂铁及其衍生物针对不同的外界刺激可表现出特殊的响应性,这些刺激包括电、氧化还原、光、热、力、pH、磁、生物信号等。因此,二茂铁是构筑刺激响应性材料的明星分子。由于二茂铁上下两个环戊二烯 (cyclopentadienyl,Cp) 的旋转构象能很低,在很小的外力下即可旋转得到不同的旋转异构体,因此二茂铁可用作光驱动分子机器。
二茂铁与亲电试剂反应的取代类型大多是1-取代物,1,1’-二取代物及1,2-二取代物。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,当与苯基在类似的情况下反应得到P,P-二氯双(二茂铁)-P-苯基膦。二茂铁不可以直接硝化和卤化,因为会先发生氧化反应。