随着社会的发展和对资源越来越多的需求,以及伴随石化燃料的大量使用所带来的环境问题,寻找可替代石油资源的新材料是人类社会和经济发展的必然趋势,也是高分子化学研究所面临的挑战与机遇。因此,设计和合成以非石油资源为起始原料的聚合物是高分子化学发展的一个重要研究方向。本论文主要研究了重氮乙酸酯及其衍生物的聚合反应,同时还研究了重氮乙酸酯的环丙烷化反应。第一章,综述了重氮化合物的历史以及其本质特征,反应活性等。着重介绍了重氮化合物的制备方法以及它们的反应性能,包括环丙烷化反应以及卡宾聚合等。第二章,在微波辐照下(以及Novozyme-435的存在下),重氮乙酸乙酯与乙氧羰基卡宾经过共聚得到聚合物。聚合物的结构经过时间飞行质谱得到详细的解析(分子量区间为2000-2450g/mol),证明了聚合物的主链是由-CH(COOEt)-和-N=N-CH(COOEt)-两种重复单元构成的。并且,红外、元素分析和拉曼光谱等实验证明了聚合物的主链上存在偶氮基团。实验结果说明在微波辐照下(以及Novozyme-435的存在下),由重氮乙酸乙酯生成了乙氧羰基自由基。反应机理说明了乙氧羰基卡宾的生成速率快于它的聚合速率。因此,过量的乙氧羰基卡宾活化了重氮乙酸乙酯的N2C1基团,诱导它变成了活性自由基。两种自由基经过结合以及C1/N2C1聚合得到了共聚物。并且,乙氧羰基卡宾之间的聚合速率大于乙氧羰基卡宾和活化的重氮乙酸乙酯之间的共聚速率。第三章,利用烷基重氮乙酸酯卡宾作为有机催化剂,微波辐照下一锅法通过环状化合物(己内酯)和重氮化合物合成聚酯-聚烯烃的共聚物。所得聚合物的结构由核磁、红外以及紫外表征。元素分析表明聚合物的主链上含有偶氮基团。在最优的条件下,可以获得分子量为36100g/mol,分散系数为1.86的聚合物。联合开环聚合和卡宾聚合的共聚为合成新型的聚合物提供了一种全新的方法。第四章,双重氮化合物在铜催化剂的作用下脱去氮气并且通过形成C=C双键合成了不饱和聚合物。这种聚合物的分子量在2900-35400g/mol之间。这个研究为不饱和聚酯的合成提供了一种高效的方法。第五章,双重氮化合物和双炔烃在不需要催化剂的条件下,经过加热和1,3-偶极环加成反应合成了分子量介于6500-9300g/mol的聚吡唑。该反应的产率介于71.4-82.5%之间。所得到的聚合物拥有优良的热稳定性,当温度达到298℃时失去不到5%的重量。聚吡唑和硫酸铜通过相互作用得到了聚吡唑-铜复合物,该复合物具有多孔结构(孔径介于1-2μm之间)。该复合物是一种可重复使用的click chemistry的催化剂,当它用于催化炔烃和叠氮化合物的Huisgen1,3-偶极环加成时,反应的产率均高于90%。第六章,利用在线红外研究了钯和铑催化的重氮乙酸乙酯卡宾聚合的反应动力学。(L-prolinate)RhⅠ(1,5-cyclooctadiene)和(L-prolinate)RhⅠ(2,5-norbornadiene)催化重氮乙酸乙酯聚合是一级反应,反应的决定步骤是Rh-卡宾的形成。并且,(L-prolinate)RhⅠ(1,5-cyclooctadiene)和(L-prolinate)RhI(2,5-norbornadiene)催化重氮乙酸乙酯聚合的反应速率常数分别是0.00140和0.00924min-1。(L-prolinate)RhⅠ(1,5-cyclooctadiene)催化重氮乙酸乙酯聚合的反应活化能为11.24kJ·mol-1,证明了这个反应容易进行。另一方面,利用三种钯化合物催化重氮乙酸乙酯的聚合反应被证明是零级反应,实验表明形成EDA-Pd复合物是反应的决定步骤。并且双乙腈二氯化钯,醋酸钯和氯化钯催化重氮乙酸乙酯聚合的反应速率常数分别是0.0131,0.00278,以及0.000541mol·L-1·min-1双乙腈二氯化钯催化的重氮乙酸乙酯聚合的反应级数不随着单体的用量而变化。反应速率常数随着催化剂用量的增多而增大,随着催化剂使用次数的增加而减小。动力学研究表明卡宾聚合是一类相似于自由基聚合的反应。第七章,在微波辐照下,重氮化合物和烯烃反应形成环丙烷化合物。和传统需要金属催化剂的方法相比,这种方法具有简便、对环境危害小等特点。同时,动力学研究表明微波辐照下的环丙烷化反应是二级反应。第八章,氧化石墨烯的结构决定了它能够作为一种烯烃被用于有机反应中。在微波辐照下,重氮乙酸乙酯和氧化石墨烯进行了环丙烷化反应。这种方法为氧化石墨烯的化学修饰提供了一种简便的方法。红外、x-射线能谱、拉曼以及紫外等均证实了乙氧羰基卡宾成功的修饰在氧化石墨烯上。