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硅氢和铝氢化合物都是有机合成化学中非常重要的氢化试剂。本论文研究了硼基硅氢化合物与系列联多重键有机分子的反应化学,同时也设计合成了一种具分子内N/Al松散Lewis酸碱对特性的铝氢化合物,探讨了其与系列有机分子和16族元素的反应化学。具体的研究工作包含如下两大部分。1、含五氟苯硼基的芳胺基硅氢化合物与系列联多重键有机分子的反应化学研究通过多步法高产率地合成了含五氟苯硼基的芳胺基硅氢化合物RSiMe(H)C(Ph)=C(C6F5)B(C6F5)2(R = N(SiMe2Ph)-2,6-iPr2C6H3,1),随后考察了 1 与联多重键分子碳二亚胺、联烯、烯亚胺和烯酮的反应。化合物1与碳二亚胺CyN=C=NCy和 iPrN=C=NiPr 反应生成 C3BSiN2 七元环化合物RMeSi(CyNCH=NCy)C(Ph)=C(C6F5)B(C6F5)2(2)和 RMeSi(Me2CHNCH=NCHMe2)-C(Ph)=C(C6F5)B(C6F5)2(3)。该反应经历Si-H键对C=N键的加成,同时未加成的C=N基团与B中心N→B键联形成大环结构产物。化合物1与联烯分子CH2=C=CMe2和CH2=CH=CH(BOCMe2CMe2O)2反应生成化合物 RMeSi(C6F5)C(Ph)=C(C6F5)B-C6F5(CH2CH=CMe2)(4)和 RMeSi(C6F5)C(Ph)=C(C6F5)BC6F5(CH2CH=CH-OBOCMe2CMe2O)2)(5)。该反应则是先发生基团交换生成B-H键,然后进行B-H键对联烯分子中的一个C=C键加成,这是硼氢化加成反应的特点,但伴随着C6F5基团的迁移。化合物1与烯亚胺Ph2C=C=NiPr和Ph2C=C=NSiMe3反应生成化合物RMeSi(N=CHCHPh2)C(Ph)=C(C6F5)B(C6F5)2(6)。该反应体现的是对C=N 双键的选择性硅氢加成,但是引发了氮原子连接基团的消去。化合物1和烯酮Ph(Et)C=C=O反应生成化合物 RMeSi(OCH=CPhEt)C(Ph)=C(C6F5)B(C6F5)2(7)和 RMeSi-(O)C(Ph)=C(C66F5)B(C6F5)(8)。该反应发生硅氢对碳氧双键的加成,然后进一步发生C-O键断裂和C6F5基团迁移。化合物2-8都经过谱学、元素分析以及X-射线单晶衍射结构表征。这些反应都具有新颖性和独特性,化合物1可以看作是一种特殊的硼基硅氢化试剂型的分子。2、分子内N/Al松散Lewis酸碱对特性的铝氢化合物的设计合成和反应化学研究成功地合成了具有N/Al松散Lewis酸碱对(FLP)特性的铝二氢化合物[o-TMP-C6H4AlH(μ-H)]2(TMP = NCMe2CH2CH2CH2CMe2,10),10在加热条件下转化生成铝单氢化合物(o-TMP-C6H4)2AlH(11)。进一步考察了化合物10和11与杂环芳烃分子的反应。化合物10与N-甲基-吲哚在50 ℃时反应生成化合物(o-TMP-C6H4)Al(3-C8H5NMe)2(12);在 80 ℃ 时生成化合物(o-TMP-C6H4)2Al(3-C8H5NMe)(13)。化合物 11 与 N-甲基-吲哚在70 ℃反应也生成化合物13。化合物10通过分子内N/Al FLP作用活化N-甲基-吲哚的sp2-C-H键,进而引发脱氢气生成产物。这是首例N/AlFLP活化sp2-C-H的反应,也是一种合成铝芳基化合物的新方法。也考察了化合物10与系列炔烃和烯亚胺分子的反应。化合物10与两分子的苯乙炔发生去质子化反应生成产物(o-TMP-C6H4)Al(C≡CPh)2(15);与一分子的1-苯基-2-乙基乙炔发生铝氢化加成反应生成(o-TMP-C6H4)AlH(CPh=CHEt)(16);与一分子的1-苯基-2-三甲基硅基乙炔反应则是先发生铝氢加成反应,进而经N/Al FLP的作用发生sp2-C-H键活化脱氢气反应生成化合物(o-TMP-C6H4)AlH(C6H4-o-CH=CSiMe3)(18)。化合物10分别与一分子的烯亚胺Ph2C=C=NiPr和Ph2C=C=NDipp反应生成(o-TMP-C6H4)Al(C6H4-o-CPh=CHNiPr)(21)和(o-TMP-C6H4)Al(C6H4-o-CPh=CHNDipp)(Dipp =2,6-iPr2C6H3,22)。该反应历程与生成18的过程类似,但是发生铝氢对C=N双键的加成。紧接着研究了 10与腈、亚胺、醛、酮以及内酯分子的反应。化合物10分别与二苯乙腈和2,6-二异丙基苯基环己基亚胺发生铝氢对C-N和C=N不饱和键的加成,生成产物[(o-TMP-C6H4)AlH(N=CHCHPh2)]2(19)和(o-TMP-C6H4)AlHN(Cy)-2,6-iPr2C6H3(20);与萘基甲醛和二苯甲酮发生铝氢对C=O键加成生成化合物[(o-TMP-C6H4)AlH(OCH2C10H7)]2(23)和[(o-TMP-C6H4)Al(OCHPh2)]2(24);与苯并环内酯则发生铝氢对C=O双键加成并环内C-O断裂以及Al-H键的二次加成反应,生成产物[(o-TMP-C6H4)AlH(OC6H4-o-CH2H2O)]2(25)。最后考察了 10与苯胺、吲哚、酚类活泼质子氢化合物以及16族元素S和Se的反应。化合物10与一分子的2,6-二异丙基苯胺发生脱质子反应生成化合物[(o-TMP-C6H4)AlHNH-2,6-iPr2C6H3]2(28);与一分子和两分子的吲哚脱质子反应分别得到产物[(o-TMP-C6H4)Al(NC8H6)(μ-H)]2(29)和[(o-TMP-C6H4)Al(NC8H6)2](30);与五氟苯基酚的反应与此类似,生成化合物(o-TMP-C6H4)AlHOC6F5(31)和(o-TMP-C6H4)Al(OC6F5)2(32)。化合物10分别与S和Se发生还原并氢气分子脱除生成类立方烷结构的化合物[(o-TMP-C6H4)Al]4S4(26)和[(o-TMP-C6H4)Al]4Se4(27)。所有新生成的化合物都经过谱学和元素分析表征,化合物10-13、18-24、24-26以及28-29还进一步通过X-射线单晶衍射结构确认。这些研究揭示了 N/A1松散Lewis酸碱对特性的铝氢化合物10的独特的反应化学。