一般的化学合成方法主要将化环戊二烯质子去除，然后与氯化亚铁反应得到二茂铁。主要反应过程可以如下所示：
主要分为环戊二烯钠法、二乙胺法、相转移催化法和二甲基亚砜法。环戊二烯钠法是先用钠或氢氧化钠制备环戊二烯钠，再与环戊二烯钠和氯化亚铁反应生成二茂铁。二乙胺法是用有机碱二乙胺代替无机碱，分为二乙胺一步法和二乙胺两步法。THF；通常用作反应溶剂。相转移催化是在反应过程中添加相转移催化剂18-冠-6和反应溶剂。
常用的THF;二甲基亚砜法使用二甲基亚砜作为溶剂。在这些通用化学合成方法中，环戊二烯钠方法更适合于二茂铁的工业生产，相转移催化剂方法更适合于实验室制备，其他方法介于两者之间。
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