在有机化学及催化化学领域,探索合成结构稳定、催化活性高的环境友好型催化剂具有非常重要的意义。近年来,由工业化生产带动的橡胶需求量以指数模式增长,而天然橡胶产量严重不足。因此作为天然橡胶最佳替代品的高顺式1,4-异戊橡胶的人工合成已经成为国内外高分子合成领域的研究热点。N-杂环卡宾配体(NHCs)给电子能力强、易于制备、对环境友好,在金属有机化学领域受到了广泛的关注。本文合成了8个以钪镥钇镝等稀土金属为中心的双氮杂环卡宾钳形苯基稀土金属化合物(其中卡宾环上的取代基团分别为正丁基、异丙基;金属中心的取代基有CH2SiMe3和N(SiMe3)2)。我们通过核磁、X-射线单晶衍射和元素分析等方法对这些金属化合物的结构进行了详细表征。聚合实验表明,在各种助催化剂如甲基铝氧烷(MAO)、改性甲基铝氧烷(MMAO)、氟代硼酸盐([PhMe2NH][B(C6F5)4]或[Ph3C][B(C6F5)4])、硼酸(B(C6F5)3)或烷基铝(AlR3(R=Me,iBu))的活化下,我们合成的双氮杂环卡宾钳形苯基钪金属化合物可高效催化异戊二烯的配位聚合反应,得到一系列具有特定结构的新型异戊橡胶材料,催化活性高达1506 kg?mol-1?h-1。得到的聚合物分子量为Mn=(0.1-8.4)×105 g/mol。上述的实验结果表明该双氮杂环卡宾钳形苯基稀土金属化合物催化体系合成简单,易于制备,催化活性高,在聚合反应中表现出极高的立构选择性,催化顺式1,4-聚异戊二烯选择性高达97%,具有极大的工业应用潜力。特别是双氮杂环卡宾钳形苯基钪化合物在聚合反应中表现出极高的立构选择性,顺式1,4-选择性高达97%。