本论文设计合成了15个含咪唑（啉）或苯并咪唑阳离子的离子型的二价铁或三价铁配合物,其中配合物1-8为含膦配体和咪唑（啉）阳离子的离子型铁（Ⅱ）配合物,配合物9为含氮杂环卡宾和咪唑阳离子的离子型铁（Ⅱ）配合物,配合物10-15为含苯并咪唑阳离子的离子型铁（Ⅲ）配合物。以上配合物均通过了元素分析以及单晶结构的表征。在此基础上,系统地研究了这些配合物的催化性能。主要研究结果包括：1.通过FeX₂（X=Cl或Br）依次和咪唑（啉）盐、膦配体按1：1：1（摩尔比）反应合成了首批含膦配体和咪唑（啉）阳离子的离子型铁（Ⅱ）配合物1-8。其中,配合物1-7为单金属离子铁（Ⅱ）配合物,均由相应的咪唑阳离子[HIPr]⁺或[HIMes]⁺,或咪唑啉阳离子[HSIPr]⁺（[HIPr]⁺=1,3-二（2,6-二异丙基苯基）咪唑阳离子,[HIMes]+=1,3-二（均三甲基苯基）咪唑阳离子,[HSIPr]+=1,3.二（2,6-二异丙基苯基）咪唑啉阳离子）和阴离子[Fe（L）X₃]一（L=PPh₃或PCy₃,X=Cl或Br）组成；配合物8为双金属离子型铁（Ⅱ）配合物,由两个咪唑阳离子[HPr]+和阴离子[Fe₂（dppe）C16]-（dppe为1,2-双（二苯基膦）乙烷）组成。这些配合物在室温下都为固体,在空气中的稳定性与相应的双膦铁（Ⅱ）配合物相近,但要明显优于相应的含卡宾和咪唑阳离子的离子型铁（Ⅱ）配合物9。2.配合物1-8可高效催化磷酸二乙基芳基酯与烷基格氏试剂的交叉偶联反应,并具有较好的底物适用性,这是首例铁系催化剂催化的磷酸芳基酯与烷基格氏试剂的交叉偶联反应。在此反应中,配合物1-7不仅表现出明显的构-效关系,其中配合物4具有最高的催化活性,还明显地体现了膦和卡宾的协同效应。在氯磷酸二乙酯的存在下,配合物4还可催化酚类化合物与烷基格氏试剂之间的交叉偶联反应。3.传统的双膦铁（Ⅲ）配合物—Fe（PPh₃）₂C₁₃在金属镁的存在下不仅能够高效催化溴代芳烃和氯代烷烃的分子间还原交叉偶联反应,还能高效催化分子内原交叉偶联反应。后者是首例铁系催化剂催化的分子内还原交叉偶联反应,可用于苯并呋喃类和苯并吡喃类化合物的合成。同时我们通过多个基元反应对分子间交叉偶联反应机理进行了详细的研究。4.通过FeX₃ （X= C1或Br）和苯并咪唑盐的1：1（摩尔比）反应合成了6个含苯并咪唑阳离子的离子型铁（Ⅲ）配合物10-15,这些配合物在室温下均为固体,对空气稳定且不易潮解。配合物10-15均由相应的苯并咪唑阳离子和阴离子[FeX₄]-（X=Br或Cl）组成。5.化合物10-15在金属镁的存在下可高效催化磷酸二乙基芳基酯与溴代烷烃的还原交叉偶联反应,且具有良好的底物适用性。在此反应中,配合物10-15表现出明显的构-效关系,其中配合物15具有最高的催化活性。6. [HIPr][FeBr₄]在常压条件下能高效催化二氧化碳与环氧烷的环加成反应,对各种单取代的末端环氧烷类化合物参与的环加成反应具有很好的催化性能。这是首例由铁系催化剂实现的常压二氧化碳与环氧烷的环加成反应。7.以二茚基铁（Ⅱ）和咪唑盐为原料,尝试合成氮杂环卡宾茚基铁（Ⅱ）配合物。但意外发现：当反应温度为25℃时,在二茚基铁（Ⅱ）与1,3-二（2,6-二异丙基苯基）咪唑氯盐（[HIPr]Cl）的1：1（摩尔比）反应中分离到了离子型配合物9,得率约为33%；当反应温度提高至四氢呋喃的回流温度时,从上述反应中先后分离得到了首例含一个“非正常”卡宾的双氮杂环卡宾铁（Ⅱ）配合物Fe（IPr）（IPr*）Cl2 （16）以及桥联双核的单氮杂环卡宾铁（Ⅱ）配合物[Fe（IPr）Cl（OCH）2CH)3)]₂ （17）;在相同温度下,在二茚基铁与1,3-二（2,4,6-均三甲基苯基）咪唑氯盐（[HIMes]Cl）的反应中分离到了双卡宾铁（Ⅱ）配合物Fe（IMes）₂Cl₂ （18）,得率约34%。