烯烃作为一种重要的结构单元,广泛存在于生物活性分子和材料分子中。它们作为起始原料很容易实现官能团化,从而用来合成多种化学中间体和功能性骨架。由于烯烃的立体化学(Z/E构型)极大地影响着其化学、物理和生理相关的性质及功能,因此高度立体选择性地构建烯烃一直是化学工作者研究的重点。目前已有很多方法来合成烯烃,但这些方法往往得到的是烯烃立体异构体的混合物。因此,实现烯烃的异构化反应就显得十分重要。钌、铱配合物是一类重要的有机功能材料,已在太阳能电池等诸多方面应用广泛,但在催化方面的应用却鲜有报道。因此,本文制备了多种钌、铱配合物,并结合光催化技术来催化烯烃的异构化反应,探究在钌、铱配合物的催化作用下能否高立体选择性地构建烯烃。此外,烯烃氧化反应也是烯烃转化的重要组成部分。基于前人研究工作的基础,本文设计合成了一种非均相催化剂-聚硒醚材料来催化该反应以实现烯烃的高效氧化。具体内容包括以下三个部分:1.探讨相同金属钌离子的不同结构钌配合物,在单一光源照射下,紫外吸收光谱、发射光谱与配合物对烯烃异构化反应催化性能之间的关系。通过金属钌和有机配体形成共价键配位得到四种含不同配体环金属钌配合物。利用核磁共振氢谱、红外光谱、紫外吸收光谱以及光致发射光谱等物理表征的手段对其结构和光物理性能进行研究,结合光化学技术研究了四种金属钌配合物对烯烃光致异构化的催化性能。结果表明,制备的四种金属钌配合物结构正确,金属钌和有机配体实现了有效的配位。金属钌配合物的紫外最大吸收波长在250～280 nm范围内,在蓝光区有明显的吸收,因此在光催化反应中选用波长为256 nm的蓝光作为激发光源。在蓝光的照射下,不同的钌配合物具有不同的催化性能。配合物的吸收波长越接近激发波长,反应的效果越好,因此配合物2-Ru-3相比于其余三种钌配合物具有更好的催化性能。反应能以60%的产率和高立体选择性(Z/E>20:1)得到Z式、热力学稳定型产物,无E式、热力学不稳定型产物生成。主要原因是生成的Z式烯烃不能淬灭钌光催化剂,因而构型无法翻转,烯烃Z式→E式的异构化不能发生。发射光谱对反应的贡献尚不明确。2.探讨相同金属铱离子的不同结构铱配合物,在单一光源照射下,紫外吸收光谱与铱配合物对烯烃异构化反应催化性能之间的关系。通过金属铱和C^N主配体、N^N辅助配体依次配位制得五种不同结构的离子型金属铱配合物。利用核磁共振氢谱、红外光谱、紫外吸收光谱以及发射光谱等物理表征的手段对其结构和光物理性能进行研究,同时结合光化学技术来研究铱配合物对烯烃光致异构化的催化性能。结果表明,金属铱配合物的紫外最大吸收波长在255～270 nm范围内,因此在光催化反应中选用波长为256 nm的蓝光作为激发光源。在蓝光照射下,不同铱配合物具有不同的催化性能,铱配合物的浓度和溶剂都会影响铱配合物的催化性能。配合物3-Ir-3相比于其他四种铱配合物具有更好的催化性能。在1.0×10-3 mol/L的浓度、乙腈作溶剂的条件下,反应能以64%的产率和高立体选择性(E/Z>20:1)得到E式、热力学不稳定型烯烃,实现了烯烃构型从Z式到E式的异构化过程。3.探讨聚硒醚催化材料结构与其对烯烃氧化裂解反应的催化性能之间的关系。聚硒醚催化材料通过二卤代烃和硒氢化钠一步反应得到。通过对单体二卤代烃进行筛选,我们最后筛选出1,4-双氯甲基苯为最佳单体。并通过扫描电子显微镜(SEM)、红外吸收光谱(IR)以及X射线光电子能谱(XPS)等物理表征的手段对聚硒醚材料的形貌、结构和表面元素价态进行表征。实验结果表明,二卤代烃的取代基和化学结构均会影响所制备材料的催化活性。由单体1,4-双氯甲基苯合成的聚硒醚材料在烯烃氧化裂解反应中表现出良好的催化性能,该反应能以75%的最高产率得到氧化产物,并在最佳条件下对反应进行了底物拓展。