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铁分子氮配合物的合成以及进一步的反应研究，对揭示固氮酶中铁钼辅基(FeMo-co factor)的固氮机制有借鉴价值。含碳配体配位的高自旋型铁分子氮配合物是研究铁钼辅基固氮机制的重要模型，已有的含碳配体配位的高自旋型铁分子氮配合物仅有两例。本论文主要探索氮杂环卡宾配位的高自旋型铁分子氮配合物的合成、表征和反应性质，包括以下三方面: 1.苯基硼桥联三氮杂环卡宾配位一价铁及零价铁分子氮配合物的合成、表征和反应性质。通过不同位阻的苯基硼桥联三咪唑的三氟甲磺酸盐[PhB(HRIm)3][OTf]2(R=Cy,1a;Cycloheptyl,(Ch),1b;Diphenylmethyl,(Dpm),1c;Ad，1d)与二异丙基氨基锂(LDA)和亚铁氯化物([Fe(tmeda)Cl2]2)一锅法反应，合成了四面体构型的高自旋(S=2)苯基硼桥联三氮杂环卡宾配位亚铁配合物[PhB(RIm)3FeCl](R=Cy，2a;Ch，2b;Dpm，2c;Ad，2d)。通过配合物2d在氮气氛下与石墨钾(KC8)反应，合成了扭曲四面体构型的高自旋(S=3/2)苯基硼桥联三氮杂环卡宾配位一价铁分子氮配合物[PhB(AdIm)3Fe(N2)](3)。配合物3可与CO发生配体取代反应生成苯基硼桥联三氮杂环卡宾配位铁二羰基配合物[PhB(AdIm)3Fe(CO)2](4);与石墨钾和18-冠醚-6（18-C-6）一锅法反应，合成了苯基硼桥联三氮杂环卡宾配位零价铁分子氮配合物[K(18-C-6)THF][PhB(AdIm)3Fe(N2)](5)。配合物5与亚铁分子氮配合物6存在相互转化平衡。配合物2a-2d，3-5均经过了元素分析、核磁共振氢谱、红外光谱、吸收光谱及溶液相磁化率表征。其中配合物3和5也经过了57Fe穆斯堡尔谱表征。配合物2b、2c、3和5分子结构也经过了单晶X-射线衍射表征确认。值得注意的是，配合物3和5的N-N伸缩振动频率分别为1928和1807cm-1，均为同价态铁末端分子氮配合物最低值。 2.非对称氮杂环卡宾配体一价铁分子氮配合物的合成和表征。通过取代基不同的非对称咪唑六氟磷酸盐（ICyPri HPF6和ICyMe HPF6）与双（三甲基硅烷基）胺基钾(KN(SiMe3)2)反应制备非对称氮杂环卡宾ICyPri(7a)和ICyMe(7b)。通过氮杂环卡宾配体7a在氮气氛下与[Fe(tmeda)Cl2]2、四苯基硼酸钠和石墨钾一锅法反应，合成了四面体构型的离子型高自旋一价铁分子氮配合物[(ICyPri)3Fe(N2)][BPh4](8)。配体7a和7b经过核磁共振氢谱和核磁共振碳谱表征。配合物8经过核磁共振氢谱、元素分析、溶液相磁化率、红外光谱和单晶X-射线衍射表征。 3.氮杂环卡宾配体铁配合物促进N2转化为氨、肼和硅基胺。配合物3和5低温下与三氟甲磺酸或无水HCl乙醚溶液发生质子化反应，生成一定量肼(≤4(2)％;≤9(3)％)和氨(≤1％;≤5(3)％)。配合物2d、3、5、8均可有效的催化N2与Me3SiCl硅基化反应生成N(SiMe3)3。其中苯基硼桥联三氮杂环卡宾体系催化效果TON值高达87。