近年来，由于N-杂环卡宾(NHC)结构的多变性、易修饰性以及配位金属原子种类的多样性，N-杂环卡宾金属配合物在配位化学和均相催化性能方面受到越来越多的关注。到目前为止，人们已经合成了数目众多、种类不同的N-杂环卡宾金属配合物。用N-杂环卡宾来构建金属有机催化剂已成为一个新的研究策略。　　 基于脒基金属配合物的独特性质，人们对它们在应用方面的研究越来越活跃。脒基配合物的应用包括用作烯烃聚合、氢硅化等反应的催化剂。此外，还可在含金属的微电子材料中用作化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)的前体物。　　 本论文研究重点集中在含喹啉的N-杂环卡宾铱(Ⅰ)的环辛二烯或羰基配合物的合成、表征和转移加氢反应催化性能的研究、以双卡宾硼酸根为配体的铑(铱)配合物的合成和表征以及脒基胺基锆配合物的合成、表征和动态结构上。本研究主要包括以下三个方面的内容：　　 1.含喹啉的N-杂环卡宾铱配合物的合成、表征和催化性能　　 我们将含喹啉的N-杂环卡宾前体物与Ag2O反应原位生成银的配合物，再与[Ir(COD)Cl]2进行反应，合成了四个含喹啉的N-杂环卡宾铱(Ⅰ)环辛二烯配合物：[NHC)Ir(COD)Cl](NHC=3-甲基-1-(8-喹啉甲基)咪唑卡宾，2a；3-正丁基-1-(8-喹啉甲基)咪唑卡宾，2b；3－苄基－1－(8－喹啉甲基)咪唑卡宾，2c；1，3－双(8－喹啉甲基)咪唑卡宾，2d)。配合物2a-d在室温时与过量的CO反应转化成相应的二羰基配合物[NHC)Ir(CO)2Cl](3a-d)。此外，为了探究喹啉上的氮原子对转移加氢反应的影响，还合成了两个类似的含萘基的N-杂环卡宾铱(Ⅰ)环辛二烯或羰基配合物(5、6)。利用1H NMR、13C NMR、ESI-MS、红外光谱和元素分析对这些配合物进行了表征。确定了其中二个配合物2b和2c的晶体结构。X-射线衍射分析表明，化合物采用了铱-卡宾键合模式，其配位几何构型都是平面四边形。　　 通过IR和CV研究了NHC配体的供电子能力的强弱。IR数据表明，含不同取代基的含喹啉的NHCs的供电子能力比较接近，而含萘基的NHC的供电子能力与之相比要强。从CV图也得出了上述结论。　　 我们还研究了化合物2a-d、3a-d、5和6在苯乙酮的转移加氢反应中的催化性能。实验数据表明在这十个配合物中，配合物2b的催化活性最好。含萘的NHC铱配合物5和6分别比相应的含喹啉的NHC铱配合物2b和3b的活性低，表明喹啉环N的引入对催化转移加氢反应是有利的。在同样的条件下，用配合物2b进行了一系列芳香酮和烷基酮的转移加氢反应。实验表明配合物2b在含吸电子基团(Cl)的苯乙酮衍生物的转移加氢反应中显示了优异的催化性能。　　 2.双N-杂环卡宾硼酸根铑(铱)配合物的合成及表征　　 我们用含不同取代基的双咪唑卡宾硼酸根前体物(7a，7b)和二异丙基胺基锂(LDA)反应，原位生成自由卡宾，然后再和[M(COD)Cl]2(M=Rh，Ir)反应得到含环辛二烯的金属配合物[H2B(RIm)2]M(COD)(M=Rh，R=tBu(8a)；M=Rh，R=2，4，6-Me3C6H2(8b)；M=Ir，R=tBu(9a))。配合物8a、8b和9a在室温时通入过量的CO转化成相应的二羰基配合物[H2B(RIm)2]M(CO)2(M=Rh，R=tBu(10a)；M＝Rh，R=2，4，6-Me3C6H2(10b)；M=Ir，R=tBu(11a))。利用1H NMR、11B NMR、13C NMR、红外光谱和元素分析对这些配合物进行了表征。NMR谱显示，配合物8b中Mes基团上Ar-o-CH3、Ar-m-H的信号和Ar-o-CH3、Ar-o/m-C的信号全都有两组，表明了其不等价性；而在配合物10b中，其H或者C变得等价了。这可能是由于COD的位阻比CO的要大，限制了配体中C-N键的旋转。　　 用IR光谱研究了配合物10a、10b和11a中的羰基振动频率，从而可以判断含不同取代基配体的供电子能力的强弱。通过比较可知，化合物10a比10b的vav(CO)值稍小，这说明含tBu取代基的双N-杂环卡宾比含Mes取代基的供电子能力相对强一些。所合成的羰基配合物还和其它一些等电子体类似物进行了比较，我们发现双N-杂环卡宾硼酸根配体的供电子能力要显著强于其等电子体双酮配体、酮亚胺配体和二吡唑硼酸根以及亚甲基桥连的双眯唑卡宾。　　 3.脒基胺基锆配合物的合成、表征和动态结构　　 ZrCl4和2摩尔当量的化合物Li[CyNC(Me)NCy]反应可以得到化合物Zr[CyNC(Me)NCy]2Cl2，该化合物和2摩尔当量的LiNR2(R=Me，Et)反应生成淡黄色的化合物Zr[CyNC(Me)NCy]2(NR2)2(R=Me，12；Et，13)。此外，化合物12和13还可以通过“一锅煮”的办法制备。　　 利用1H NMR、13C NMR和元素分析对化合物12和13进行了表征。确定了12和13的晶体结构。X-射线衍射分析表明，化合物中Zr原子的几何构型为六配位的扭曲八面体。　　 为了研究化合物12和13的动态结构，我们进行了变温1H NMR实验。数据表明，环己基α-H的信号随着温度的变化而变化，13中NEt2基团上的亚甲基信号也有类似的行为。分别计算了化合物12和13在不同温度时的结构互变速率常数，通过Eyring图可以得到交换过程的活化参数：△H++=2.8(0.2)kcal mol-1，△S++=-36(1)eu(12)和△H++=0.5(0.3)kcal mol-1，△S++=-44(1)eu(13)。此流变过程具有相对较小的△H++值和负的△S++值，可以用Bailar翻转机理来解释。化合物13的合一化温度比12中的要高一些，并且活化熵△S++与12中的相比要更负。这可能是因为NEt2比NMe2有更大的立体位阻。