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环金属化反应是指有机配体通过指导基团和金属中心配位后经过金属化形成包含金属-碳σ键的螯合环的反应。作为金属有机化学中最常见的反应之一,环金属化反应常被认为是许多金属催化的有机反应的中间步骤,并在区域选择性的有机合成方面具有重要的应用。因此,研究环金属化反应有助于更好地了解这些催化反应的机理,并可能在此基础上发展新的催化反应。本论文研究了一些包含钉、锇配合物环金属化的反应。本研究分为四个部分：
第一章为绪论,简单介绍了环金属化反应的概念,归纳总结了实现环金属化反应的几种途径及其影响因素。简单回顾了Ru、Os的环金属化反应研究的进展,同时阐述了本文的设想和研究内容。
第二章研究了钌氢配合物与邻氨基苯乙酮、2-乙酰吡咯、吡咯的反应性质。RuHtCl(CO)(PPh3)3和RuH2(CO)(PPh3)3分别与邻氨基苯乙酮或2-乙酰吡咯反应可通过羰基的配位引导得到一系列氨基的N-H键活化的环金属化产物2-12,2-13,2-17和2-18。RuHCl(PPh3)3则与2-乙酰吡咯反应,生成了两分子乙酰吡咯的N-H键被活化产物2-19。而当吡咯底物上无乙酰基取代基时,RuHCl(PPh3)3与吡咯反应可通过N-H键氧化加成并消除一分子H2得到半夹心型化合物(η5-pyrrolyl)RuCl(PPh3)2(2-21),该反应也适用于锇的半夹心型化合物(η5-pyrrolyl)OsCl(PPh3)2(2-22)的合成。这些反应和N—H键活化相关,近年来,过渡金属促进的N-H键的活化因其在发展新的催化反应及天然产物和药物的合成方面的应用引起了人们极大的兴趣。
第三章为MHCl(PPh3)3、MCl2(PPh3)3(M=Ru、Os)与N-乙烯基吡咯烷酮及N-乙烯基己内酰胺的反应性质研究。RuHCl(PPh3)3与N-乙烯基吡咯烷酮或N-乙烯基己内酰胺在室温下反应即可分别生成烯基和PPh3苯基的邻位碳偶联的产物3-25和3-30,并成功分离得到后一反应的中间体,即N-乙烯基己内酰胺配位的PPh3配体邻位金属化产物3-28,由此推测了反应机理。和RmtCl(PPh3)3的情况不同,OsHCl(PPh3)3与N-乙烯基己内酰胺或N-乙烯基吡咯烷酮反应,仅得到了有机底物螯合配位的PPh3配体邻位金属化的产物3-31和3-32,而且反应需在加热条件下进行,生成的产物不能进一步转化为相应的C-C键偶联产物。RuHCl(PPh3)3和OsHCl(PPh3)3与N-乙烯基己内酰胺或N-乙烯基吡咯烷酮在反应性质上的差别可归结为Ru和Os的M-H及M-C键的强度不同所致。由于Ru的配位能力较弱,RuCl2(PPh3)3与N-乙烯基吡咯烷酮室温下不发生反应,加热条件下仅生成RuCl2(PPh3)3分解的物种。RuCl2(PPh3)3与N-乙烯基己内酰胺反应可以生成羰基氧配位及η2-烯烃配位的螯合产物3-33,但易分解。OsCl2(PPh3)3与这两个有机底物在室温下便可反应,分别得到羰基氧及η2-烯烃配位的螯合产物3-34和3-35。
第四章为RuHx(CO)(PPh3)3(X=H,Cl)与N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺的反应性质研究。RuHCl(CO)(PPh3)3与N-乙烯基基己内酰胺反应,得到了Ru-H与烯烃发生插入反应的产物4-2,而RuH2(CO)(PPh3)3与N-乙烯基吡咯烷酮或N-乙烯基己内酰胺反应,得到了消除H2后Ru与有机底物通过酮羰基氧原子和η2-烯烃配位的螯合产物4-4和4-6。