近年来,基于多齿氮杂环卡宾（NHC）有机金属超分子配合物的设计与合成已成为一个新兴的研究领域。在金属卡宾配合物的合成中,固定的、近似线性的配位模式(C_NHC-M-C_NHC,M=Ag^I,Au^I)使金属离子将两个配体以“面对面”的方式连接在一起,其中咪唑和苯并咪唑是最普遍的NHC供体,金属-卡宾键的长度大约固定在2.0?,这极大地限制了金属卡宾笼的空腔大小,为其后续的应用造成了极大的挑战。本论文以非对称的咪唑[1,5-α]吡啶基团代替普通的咪唑和苯并咪唑,合成了一系列新型氮杂环卡宾前体,通过金属模板控制的自组装反应成功构筑了两类结构新颖的金属卡宾笼状配合物。具体内容如下:一,展示了一类咪唑[1,5-α]吡啶基氮杂环卡宾前体的简易合成方法,并将其成功用于构筑含有更大空腔的金属卡宾笼状配合物。新合成的金属卡宾配合物能够封装二甲基亚砜（DMSO）溶剂分子,为多齿氮杂环卡宾笼状配合物的主客体化学研究提供了新的思路。二,在成功构筑含有大空腔的金属卡宾框架之后,通过调节化合物结构性质与电子效应,对氮杂环卡宾前体的设计做了进一步改进。合成了2,4,6-三苯基-1,3,5-三嗪桥联的咪唑[1,5-α]吡啶基氮杂环卡宾前体,与中心为苯环的卡宾前体相比,其含有高度缺电子并趋于平面构型的中心骨架,与金属离子组装过程中,可成功形成三维互锁金属卡宾笼状配合物,其中配体之间的π···π相互作用是形成互锁结构的主要驱动力。通过核磁共振波谱、高分辨质谱和X-射线单晶衍射分析等表征手段对互锁笼状配合物进行了充分的表征。此外,通过转金属化反应,在不破坏互锁结构的前提下实现了金属中心的转化并得到金卡宾互锁结构,这也是首次通过转金属化反应实现三维互锁笼状配合物的制备。