如何突破化合物结构的限制是合成化学家们乐于挑战的课题。在金属有机化学中,金属的引入可以有效地稳定不饱和环系,如:苯炔、环戊炔、环戊三烯、累积环丁二烯等。2013年,本课题组首次报道了一类金属位于桥头的金属杂戊搭烯/炔化合物,通过金属的引入实现了反芳香性到芳香性的转变。桥头型金属杂戊搭烯/炔具有聚集诱导发光增强,Stokes位移大等独特性质,在近红外材料及生物医学等方面具有潜在的应用前景。2017年,Zhu课题组对金属位于非桥头位置的戊搭烯/炔进行了理论计算,计算结果表明,与金属桥头型的金属杂戊搭烯/炔不同,金属非桥头型的戊搭烯/炔的金属杂五元环具有高度的反芳香性,因此在合成上将面临巨大的挑战性。本论文在本课题组发展的“碳龙”化学基础上进行拓展研究,通过有机源的设计,构筑了一系列金属非桥头型锇杂戊搭烯,并对其理化性质进行了初步的研究。主要内容简介如下:第一章为绪论,结合本论文所涉及的研究内容,对过渡金属在稳定不饱和有机环骨架中的应用,戊搭烯/炔及其金属类似物的研究发展两方面进行了简介,最后介绍了本论文的设想和目的。第二章以“碳龙”与金属源反应的机理为研究依据,以合成金属非桥头型金属杂戊搭烯/炔为目的,在“碳龙”的结构基础上,设计了一系列新型的有机源。第三章以上述新型有机源为底物,研究了其与OsC12(PPh3)3的反应,成功合成了一系列金属非桥头型锇杂戊搭烯。实验发现配体、并共轭环对这类化合物的稳定性都有不同程度的影响。另外我们对其磁性、光学性质、电化学性质也进行了初步研究。理论计算表明这些化合物的三环,分别具有反芳香性、非芳香性和芳香性。第四章对金属非桥头型锇杂戊搭烯结构进行了拓展,合成了双核的苯并双锇杂戊搭烯,实现了对这类金属非桥头型锇杂戊搭烯的长链化、共轭平面延伸化的拓展。光谱研究表明,苯并双锇杂戊搭烯能够实现对可见光波段的全吸收,并且具有较大的吸收强度;理论计算表明,其结构中包含的三种环结构分别具有反芳香性、非芳香性、芳香性。本章工作也为后续对这类拥有大共轭平面的金属非桥头型锇杂戊搭烯的性能研究奠定了基础。第五章总结了本论文的研究主要内容,对未来工作进行了展望。