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钌配合物是最为著名的过渡金属配合物并且被广泛地应用于不同类型的催化反应中,然而,由于自身结构和反应条件的影响,它们的催化性能也常常会受到限制。在许多的催化反应过程中,除了起主要作用的氧化还原活性的金属离子外,人们往往引入非氧化还原活性的第二金属离子来调控催化剂的催化性能。同时,非氧化还原活性金属离子的本质作用依然是未知的。本文主要研究了非氧化还原活性金属离子作为路易斯酸对钌配合物催化反应性能的影响,包括烯烃环氧化反应、氧化脱氢反应、烯烃异构化反应和加氢反应。论文第二章,以含有联吡啶配体的钌配合物Ru(bpy)2Cl2为研究平台,首次报道了通过引入非氧化还原活性金属离子作为路易斯酸,可以显著提高钌配合物催化烯烃环氧化的反应性能。通过UV-Vis和EPR的动力学研究,Ru(bpy)2Cl2被氧化生成Ru(IV)=O物种以及Ru(IV)=O物种被烯烃还原的过程都是极其缓慢的。然而,非氧化还原活性金属离子(如Al3+)的引入可以显著地提升Ru(bpy)2Cl2催化剂的氧转移效率,在相同的条件下可以达到100%的烯烃转化率和89.9%的环氧化合物的产率。通过大量的光谱表征实验,高价Ru(IV)=O物种和Al3+的加和物(Ru(IV)=O/Al3+)被认为是环氧化反应中的活性中间物种。论文第三章,结合前面路易斯酸协助催化和分子氧活化的理念,我们介绍了一种活化分子氧参与氧化脱氢反应的新思路,即以分子氧为氧化剂,非氧化还原活性金属离子的引入可以明显地促进Ru(bpy)2Cl2氧化生成Ru(IV)=O物种,并且提高了饱和C-C键的氧化脱氢速率。通过UV-Vis、NMR、循环伏安法和EPR表征,我们发现在非氧化还原活性金属离子存在下,在1 atm氧气、50℃、25 min内即可实现Ru(II)到Ru(IV)=O的氧化过程;对于单独的Ru(bpy)2Cl2配合物,则需要20 atm氧气、70℃、8 h的苛刻条件来实现相同的氧化过程,Ru=O/Sc3+的加和物被认为是双金属协同作用提高催化性能的关键活性中间体。论文第四章,以惰性RuH2(CO)(PPh3)3配合物为催化剂,通过加入简单的非氧化还原活性金属离子作为路易斯酸,可以极大的促进烯烃异构反应在空气氛围下顺利进行。对于不同类型的不饱和烯烃,异构化反应都可以在极短的时间内完成,并且得到高的产物选择性。在空气氛围下,高达17208的反应转化数(TON)被得到,并且进一步的克级放大反应证实了RuH2(CO)(PPh3)3/非氧化还原活性金属离子催化体系高效实用的反应性能。通过FT-IR、GC-MS、NMR和动力学实验研究,发现路易斯酸可以引起RuH2(CO)(PPh3)3中PPh3配体的解离进而为烯烃提供空的配位点,OC-Ru-H2---Mg2+桥连加和物的形成被认为是促进烯烃异构反应的活性中间体,异构反应按照金属氢化物的插入-消除反应途径进行。论文第五章,我们选用了惰性RuH2(CO)(PPh3)3作为模型催化剂,通过引入非氧化还原活性金属离子作为路易斯酸,可以极大地提高钌配合物催化不同类型的不饱和化合物的加氢反应性能,该反应利用常压的氢气作为氢源,并且伴随着很高的产物构型选择性。为了体现该协同催化体系的实际应用性,我们进行了克级放大反应、催化剂的回收循环实验以及trans-二苯乙烯类药物分子的合成实验,均取得了理想的催化效果。通过补充的加氢反应、FT-IR、NMR等表征手段,证实了非氧化还原活性金属离子作为路易斯酸可以显著地促进RuH2(CO)(PPh3)3中PPh3配体的解离,形成OC-Ru(H)-H---Sc3+的桥连活性物种,进而有助于不饱和化合物配位和随后的加氢过程,宏观上体现为对加氢反应性能的提升;此外,该加氢反应过程中伴随着一个OC-Ru(H)-H---Sc3+活性物种促进的异构化反应,有助于调控产物的选择性。