结构式
             

化学性质
    二茂铁不适于催化加氢，也不作为双烯体发生Diels-Alder反应，但它可发生傅-克酰基化及烷基化反应。

与亲电试剂反应
　　二茂铁具有芳香化合物的显著特征，可与亲电试剂反应生成二茂铁的取代衍生物。大多数取代的类型是1-取代物、1,1'二取代物及1,2-二取代物(带'表示在A环上，不带则表示在B环上)。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(Dichloroferrocenyl phosphine)，当与苯基二氯化膦在类似条件下反应得到 P,P-二氯双(二茂铁)-P-苯基膦。与苯甲醚类似，二茂铁与 P4S10 反应生成 Dithiadiphosphetane disulfide。二茂铁不可以直接硝化和卤化，因为会先发生氧化反应。

　　二茂铁可发生傅-克反应，譬如在磷酸作催化剂时，二茂铁与乙酸酐或乙酰氯反应生成乙酰基二茂铁。虽然一方面二茂铁许多反应类似于芳香烃的相应反应，但另一方面有些反应明显是铁原子在起主要作用。
锂化反应

　　用丁基锂可以很快夺取二茂铁中的质子，产物为1,1'-二锂代二茂铁，是很强的亲核试剂。它与二乙基二硫代氨基甲酸硒反应，生成的产物具有位阻，两个环戊二烯基配体靠硒原子连接。该产物可通过加热开环聚合反应(ROP)生成聚硒化二茂铁(Poly(ferrocenyl selenide))，硅和磷的类似反应也可合成相应的聚合物(Poly(ferrocenylsilane) 和 Poly(ferrocenylphosphine))。
还原反应
　　二茂铁在酸性溶液很容易被氧化为蓝色顺磁性的二茂铁鎓离子 [(η5-C5H5)2FeIII]+，其电势以饱和甘汞电极为标准大约为0.5V。由于产物二茂铁反应性不强且易于分离，该离子有时被用作氧化剂，以六氟磷酸盐 [PF6] 或氟硼酸盐 [BF4] 的形式存在。环上不同的取代基会使该电势值产生变化：吸电子基(如羧基)使得电极电势值上升;而给电子基(如甲基)则使得该值下降，氧化变得容易。全甲基取代二茂铁被氧化后生成的盐 [Fe(η5-C5Me5)2][tcne] (tcne=四氰乙烯)具有不寻常的磁性性质，为深绿色晶体，含有阳离子与阴离子交替出现的长链。

　　二茂钌和锇的类似阳离子 [MIII(η5-C5H5)2]+ 却是不稳定的，容易进一步氧化为 [MIV(η-C5H5)2]2+ 阳离子或二聚成为 [(η5-C5H5)2MIII-MIII(η5-C5H5)2]2+。

质量标准：
含量           ≥99.0%
熔点           173~174℃
水分           ≤0.1%
游离铁       ≤100ppm
苯不溶物   ≤0.1%
有机溶剂   ≤1%

用途:   (1)用作节能消烟助燃添加剂：可用于各种燃料，如柴油、汽油、重油、煤炭等。车用柴油中加入0.1%的二茂铁，可节约燃料油10-14%，提高率10-13%，尾气中烟度下降30-80‰。另外，在重油中加入0.3‰，煤炭中加入0.2%的二茂铁，都可使燃料消耗下降，同时，烟度下降30%。

 　　(2)用作合成汽油、人造液化气的添加剂：在合成气油中加入0.01-0.5%的二茂铁及相关添加剂，可配成相当于80#、85#、90#的各种人工合成汽油；在甲醇中添加0.03%的二茂铁，可配成燃烧值为3372-38656 KJ-KG的人造液化气；在甲醇、乙醇的混合溶液中加入0.005%-0.008%二茂铁，可配成新型高效民用燃料。

 　　(3)用作汽油抗爆剂：二茂铁可代替汽油中有毒的四乙基铅作为抗爆剂，制成高档无铅汽油，以消除燃油排出物对环境的污染及对人体的毒害。如有汽油中加入0.0166-0.0332g/L的二茂铁和0.05-0.1g/L的乙酸叔丁酯，辛烷值可增加4.5-6。

 　　(4)二茂铁可用作聚合催化剂，以及硅树脂、橡胶的熟化剂：二茂铁的有些生物可阻止聚乙烯对光的降解作用，用于农用地膜，可在一定时间内使其自然降解裂碎，不影响耕作施肥。另外，还可用作聚忆烯、聚丙烯、聚酯纤维的保护剂，改进塑料、橡胶、纤维的热稳定性。

　　(5)在航天工业中可用作火箭推进剂的燃速催化剂。

 　　(6)在医药方面，可作为一些抗菌剂，补血剂的原料。

相关应用:
　　二茂铁自身的应用并不多，但用已知的方法可以合成出种类繁多的衍生物，大大延伸了二茂铁的应用范围。
抗震剂
　　二茂铁及其衍生物是汽油中的抗震剂，它们比曾经使用过的四乙基铅安全得多。在英国的 Halfords 可以买到含二茂铁的汽油添加剂，它尤其适用于以前专为四乙基铅抗震剂设计的车辆。二茂铁分解出的铁沉积在火花塞表面，增强了其导热性。

　　添加二茂铁同样也可以减少柴油车冒出的煤烟。

医药方面
　　某些二茂铁的盐类具有抗癌活性，如他莫昔芬的二茂铁同类物，其机理为，他莫昔芬可以与雌激素结合，其细胞毒性可以杀死癌细胞。

材料学方面
　　二茂铁容易升华的性质可被用于沉积某种特定的富勒烯或碳纳米管。

　　醛和鏻盐在氢氧化钠存在下发生维蒂希反应生成乙烯基二茂铁。该化合物聚合得到类似于聚苯乙烯的聚合物，其中苯基被二茂铁基取代。

配体
　　手性二茂铁膦配体应用于一些过渡元素催化的反应。工业上应用此类反应合成药物及农用化学品。

　　双二苯基膦二茂铁(dppf)是有机合成中重要的配体，许多偶联反应的机理即是基于其钯配合物的生成。

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53 含B20H182-的氧化吡啶稀土配合物和二茂铁季铵盐的合成  祝虹;姜风超;丁强;张国敏;张伦       
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56 聚苯乙烯型树脂固载化二茂铁衍生物的合成及其钯(II)络合物催化活性的研究  倪继金;Cullen, W.R.       
57 混合价态Ferrocene-Ferrocenium(二茂铁-二茂铁化合物)的能带结构  朱文杰;徐筱杰;唐有祺;傅亨;钱民协       
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63 用界面缩聚法合成主链含二茂铁的聚酰胺、聚脲和聚酯  林展如;NSALVES.K  高等学校化学学报  1988  (7),755-757 
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