本论文主要研究了基于新型β-二亚胺类配体的稀土金属钪末端氮卡宾配合物的合成、结构及其反应性能，并尝试了镥末端氮卡宾配合物的合成。主要包括以下几个方面的内容:　　 1.钪末端氮卡宾配合物的合成及结构。设计合成了基于β-二亚胺骨架的四齿氮配体HL1，在此基础上合成了基于配体L1的不含外加Lewis碱的钪末端氮卡宾配合物L1Sc=NDIPP(5)，并对其进行了单晶X-射线衍射表征。　　 2.钪末端氮卡宾配合物的反应性能研究。详细研究了基于四齿氮配体L1的钪末端氮卡宾配合物5的反应性能，发现该末端氮卡宾配合物具有新颖而丰富的反应化学:　　 (1)与单质硒反应，发生四齿氮配体侧链C-H键硒化反应，生成钪硒化物，并对该配合物进行单晶X-射线衍射表征。　　 (2)与有机不饱和底物反应:a）与二苯甲酮反应，同时发生氮卡宾基团转移和四齿氮配体β-二亚胺骨架对二苯甲酮亲核进攻两种反应;b）与环己酮反应，发生羰基α-位的去质子化化，得到钪环己烯醇基配合物;c）与苯甲腈、苯基异氰酸酯及环氧丙烷反应，发生环加成及后续异构化反应，分别得到钪脒基配合物、脲基配合物及烯丙氧基配合物;d）与2，6-二异丙基苯胺反应，得到钪双胺基配合物。上述反应所得到6个配合物经单晶X-射线衍射表征。　　 (3)与重氮化合物反应:a）与三甲基硅基重氮烷烃反应，生成钪腈亚胺配合物，这也是首例过渡金属腈亚胺配合物;b）与α-重氮苯乙酸甲酯发生形式上的[2+5]环加成反应，生成三氮烯基乙烯氧基配合物;c）与二苯基重氮烷烃反应，导致β-二亚胺配体侧链C-N键断裂，生成钪胺基配合物。上述3个反应产物经单晶X-射线衍射表征。　　 (4)与硼烷反应:a）与儿茶酚硼烷反应，发生两次B-O键断裂，生成钪酚氧基配合物;b）与9-BBN反应，导致四齿氮配体侧链C-H键硼化，得到含Sc…H…B桥联结构的氢化物种。这2个反应产物经单晶X-射线衍射表征。　　 (5)在加热条件下，发生C-H键及C-N键断裂，脱除N，N-二甲基乙烯基胺，生成单核胺基配合物中间体，在没有外加试剂存在下二聚为桥联胺基配合物;利用炔烃及亚胺可实现对该胺基配合物中间体的捕捉，分别得到钪烯基配合物和胺基配合物。这3个反应产物经X-射线单晶衍射表征。　　 同时研究了基于三齿氮配体L3的钪末端氮卡宾配合物L3Sc=NDIPP(DMAP)(8)的反应性能，发现:　　 (6)配合物8可逆地活化苯基硅烷，发生Si-H键对Sc=N双键的加成，生成钪氢化物;该氢化物难于分离，但可用二苯基碳二亚胺捕捉，所得钪脒基配合物经单晶X-射线衍射表征。在此基础上发现该氮卡宾配合物可催化亚胺的硅氢化反应。　　 (7)利用9-BBN攫取配合物8中配位DMAP，生成高度配位不饱和的钪末端氮卡宾配合物L3Sc=NDIPP。该配合物高度活泼，可与1-苯基-1-丙炔发生环加成反应，所得钪氮杂环丁烯配合物经单晶X-射线衍射表征。　　 3.研究发现钪腈亚胺配合物具有良好的热稳定性，又对不饱和底物表现出很好的反应性能:a）与苯甲醛和3-丁炔-2-酮发生插入反应，得到钪烷氧基配合物;与苯甲腈、苯基联烯发生环加成反应，分别得到钪1，2，3-三唑配合物及钪1，2-二唑配合物。上述反应均经历了腈亚胺配体的碳原子对底物缺电子碳的亲核进攻。b）与异硫氰酸苯酯、二苯基碳二亚胺及α-重氮苯乙酸甲酯同样发生极环加成反应，但发生亲核进攻的原子变为腈亚胺配体的氮原子，分别得到钪1，2，4-三唑配合物、钪1，2，4-噻二唑配合物及钪四唑基乙烯氧基配合物。这说明在钪腈亚胺配合物与不饱和底物的反应中，底物与金属离子的配位对反应有着重要影响;并通过DFT计算对反应的选择性进行研究。上述7个反应产物均经单晶X-射线衍射表征。　　 4.镥末端氮卡宾配合物的合成尝试。通过烷烃消除或盐消除反应合成了基于配体L1和L2的4个镥双甲基配合物和镥双烷基配合物，进而通过与2，6-二异丙基苯胺的烷烃消除反应得到了基于配体L1和L2的2个镥烷基胺基配合物，这2个烷基胺基配合物在加热条件下均转化为相应镥双胺基配合物和其它未知产物。配体锂盐LiL1和镥双烷基配合物L1Lu(CH2SiMe3)2经单晶X-射线衍射表征。