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金属次氮基化合物，被认为是生物固氮过程中的中间体。世界上对于生物固氮的机理研究是一个活跃的课题。对于低价钌配合物的研究涉及到有机催化，金属有机，生物无机，无机光化学等多个重要的方面。设计和合成新颖的钌配合物具有重要研究价值。杯芳烃的研究工作表现在：超分子化学，金属有机，无机发光，有机催化，生物无机等。本论文从以上三个方面的课题出发，设计合成了一系列有关高价金属钌锇次氮基配合物；具有碗状结构五吡碇配体的钌，铁配合物；具有平行的两个乙炔官能团的杯芳烃衍生物配体及其金配合物。并研究了它们有关的性质。
以邻苯二酚(H2Cat)及其衍生物3，5-二叔丁基苯酚(H2DBCat)为配体，合成了高价钌，锇次氮基配合物[NBu4][MⅥN(Cat)2](M=Ru，Os)和[2，6-Me2PyH][MⅥN(DBCat)2](M=Ru，Os)，并通过IR1HNMR，FAB-MS和元素分析对这些配合物进行了表征。在IR光谱中，金属-氮三键的伸缩振动位于1000-1100cm-1区域。1HNMR谱均呈现处于正常场的尖峰，表明这些配合物为抗磁性化合物。负离子FAB质谱显示强的母离子峰。对配合物[NBu4][MⅥN(C砒)2](M=Ru,Os)还通过单晶X-射线结构分析进行了表征.此二配合物呈略为畸变的四方锥形，氮原子处于锥顶(与由配体的四个氧原子组成的底面相距约0.62A)。金属-氮三键的键长为1.603(4)A(Ru≡N)和1.641(8)A(Os≡N).金属-氧键长为1.954A至1.971A。碳-氧键长为1.352A至1.374A.Cat配体以双负离子的形式与高价钌、锇配位。
锇次氮基配合物[2，6-Me2PyH][OsⅥN(DBCat)2]与三苯基膦在乙晴中反应，生成[OsⅤ(NPPh3)(DBCat)(PPh3)].通过IR，FAB-MS，X-射线晶体结构分析，ESR谱及元素分析对此新配合物进行了表征.该配合物为顺磁性化合物，其ESR谱中只有一个g值为1.99的单峰，与五价钌配合物的情况类似.在晶体结构中，Os和四个氧原子以及N，P原子构成了一个扭曲八面体.Os-O键长范围为1.962-2.061A，Os-N键长为2.077(3)A，C-O键长范围为1.341(4)-1.351(4)A.DBCat配体以双负离子形式配位。
以PY5-OH和PY5为配体，合成了[Fe(PY5-OH)Cl](CF3SO3)，[Ru(PY5-OH)Cl](SO3CF3)，及[Ru(PY5)Cl](SO3CF3)三个配合物。用1HNMR，FAB-MS，元素分析及X-射线单晶结构分析对这些配合物进行了表征.配合物[Fe(PY5-OH)Cl](CF3SO3)为顺磁性物质，其1HNMR谱呈宽峰，化学位移范围宽(-5至60ppm)。FAB-质谱中在m/z538处有一个可归属于[Fe(PY5-OH)Cl]+的强峰.在晶体结构中，铁与一个氯离子及配体PY5-OH的五个氮原子配位，构成一个八面体，其中五个氮构成四方锥形.铁位于此四方锥的底面上方伸向氯离子。配合物[Ru(PY5-OH)Cl](SO3CF3)和[Ru(PY5)Cl](SO3CF3)为抗磁性物质，1HNMR谱峰形较尖，在FAB-质谱中位于m/z585，612处出现可分别归属于[Ru(PY5-OH)Cl]+和[Ru(PY5)Cl]+的强峰.配合物[Ru(PY5)Cl](SO3CF3)与[Fe(PY5-OH)Cl](CF3SO3)具有相似的晶体结构。
合成了具有两个平行炔结构的新颖的杯[4]芳烃衍生物5,11，17,23-四(叔丁基)-25,27-二(甲氧基)-26,28-二(2-炔丙氧基)杯[4]芳烃.此配体以两种构象存在：锥形和部分锥形(比例为35：65)。其晶体结构中两个炔基处于对位且互相平行，四个叔丁基苯中有一个翻转向上，构成部分锥形结构.将该配体与金化合物Au(PCy3)Cl反应，得到一个双核金的杯[4]芳烃配合物.此金配合物亦存在两种构象异构体，即锥形和部分锥形，但二者比例降低为26；74。在31P{1H}NMR谱中，配位PCy3的信号位于57ppm处。FAB-质谱中分子离子峰(m/z1704)较弱，在m/z1727处出现可归属于[M+Na]+的强峰.