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本论文以桥联双芳氧基为配体合成了一系列桥联双芳氧基二价稀土配合物,并且考察了这些二价稀土配合物与碳化二亚胺、氮杂丁二烯的氧化还原反应。还考察了二价稀土配合物催化碳化二亚胺与胺的胍化反应、碳化二亚胺与末端炔的脒化反应的催化活性。主要研究结果如下:1将[ONNO]1H2 ([ONNO]1=C4H8N2[1,4-(2-O-3,5-di-tBu-C6H2CH2)2])和[ONNO]2H2 ([ONNO]2=C4H8N2[1,4-(2-O-3-tBu-5-Me-C6H2CH2)2])分别与Ln[N(SiMe3)2]2(THF)2按1:1摩尔比反应得到了三个二价稀土配合物[ONNO]12Yb2 1,[ONNO]2Yb(THF)3 2,[ONNO]22Eu2(THF) 24。将[ONNO]2H2与Yb[N(SiMe3)2]2(TMEDA)按1:1摩尔比反应得到了配合物[ONNO]22Yb2 7。所有配合物都经过X-ray单晶衍射、红外光谱、元素分析表征。测定了1、2和7的1H NMR。2考察了配合物2和配合物7与碳化二亚胺的氧化还原反应。配合物2与碳化二亚胺在THF溶剂中反应生成了羟基桥联配合物[ONNO]22Yb2(OH)2 4,以甲苯作溶剂仍生成配合物4,配合物7与碳化二亚胺在甲苯溶剂中反应生成了桥卡宾配合物[(ONNO)2Yb]2(iPr-NCN-iPr)·C7H8 5和[(ONNO)2Yb]2(Cy-NCN-Cy)·C7H8 3,在反应中碳化二亚胺作为双电子氧化剂参与反应。我们首次发现哌嗪烷基桥联双芳氧基镱(II)配合物2与碳化二亚胺反应时导致THF开环反应,从而生成羟基桥联稀土配合物。3考察了桥卡宾配合物的反应性能。将配合物3与PhNCO按1:6的摩尔比进行反应得到了配合物[(ONNO)2Yb]2(PhNCO)2(PhN) 11和有机物C29H29N5O4·10,将配合物8与PhNCO按1 : 6的摩尔比进行反应得到了配合物[(ONNO)4Yb]2(PhNCO)2(PhN)·9和有机物C29H29N5O4·10,这一结果表明桥卡宾配合物的稀土氮键可以进行插入,并且由于PhNCO的插入使卡宾碳游离出来,进一步和PhNCO反应生成有机物10,我们提出了该反应的机理。同时我们还考察了配合物3与CO2的反应,将CO2通入到配合物3的甲苯溶液中,得到了配合物(ONNO)2YbO2C(iPr)N=C[(iPr)HN]2C=N(iPr)O2CYb(ONNO)2(THF)2 12。由于CO2的插入导致进一步的转化,这在文献中还尚未见报道。4将[ONNO]3H2 ([ONNO]3H2=C3H6N2[1,4-(2-O-3,5-di-tBu-C6H2CH2)2])与Yb[N(SiMe3)2]2(THF)2按1:1摩尔比反应得到了配合物[ONNO]3Yb(DME)(THF) 13,配合物13与碳化二亚胺在THF溶液中反应得到了配合物[ONNO]32Yb2(MeO)2 14。利用[ONNO]3H2与Yb[N(SiMe3)2]2(THF)2在THF溶液中按1:1摩尔比反应原位生成二价镱配合物后,再加入异丙基碳化二亚胺进行反应得到了配合物[ONNO]3Yb[μ-(iPr)NCHN(iPr)] 15。同样利用[ONNO]3H2与Yb[N(SiMe3)2]2(TMEDA)在甲苯溶剂中反应原位生成二价镱配合物后,再加入异丙基碳化二亚胺进行反应得到了配合物{[ONNO]3Yb}2[μ-(iPr)NCN(iPr)] 16。由此可以看出咪唑烷基桥联双芳氧基二价镱配合物与碳化二亚胺反应时存在溶剂效应。我们提出了生成配合物14和15的自由基反应机理。5合成了第一例具有确定结构的含杂原子桥联的双芳氧基二价钐配合物,并研究了它的反应活性。将[ONNO]2H2与Sm[N(SiMe3)2]2(THF)2按1:1摩尔比反应,反应结束后加入两当量的HMPA得到了四核环状配合物[ONNO]24Sm4(HMPA)8 17。原位生成的配合物17与异丙基碳化二亚胺反应生成配合物(ONNO)2Sm{(NiPr)2CC(NiPr)2}Sm(ONNO)2 18 ,异丙基碳化二亚胺作为单电子氧化剂参与反应;原位生成的配合物17与环己基碳化二亚胺反应生成配合物[(ONNO)2Sm]2(Cy-NCN-Cy) 19,环己基碳化二亚胺作为双电子氧化剂参与反应。首次发现碳化二亚胺与同一个二价稀土配合物反应生成两种反应模式的产物。6系统的研究了二价稀土配合物催化胺与碳化二亚胺的胍化反应。通过催化剂的筛选发现Sm[N(SiMe3)2]2(THF)2在无溶剂条件下活性最高,无论吸电子芳香胺还是供电子的芳香胺与碳化二亚胺反应都以优秀的产率生成相应的胍。对于一般活性比较差的脂肪胺来说,在80℃的条件下也能以优秀的产率生成相应的胍。我们成功的分离到了反应的中间产物,对反应提出了合理的反应机理。7研究了二价稀土配合物催化末端炔与碳化二亚胺的脒化反应。化合物I-V对于末端炔和碳化二亚胺的加成反应显示了很高的催化活性。对配体而言活性趋势是-I < -MeC5H4 < -ArO < -N(TMS)2;对于中心金属则是Yb < Eu < Sm。通过催化剂的筛选发现Sm[N(SiMe3)2]2(THF)2在THF溶剂条件下活性最高,无论吸电子末端炔还是供电子的末端炔与碳化二亚胺反应都以比较优秀的产率生成相应的脒。我们成功的分离到了反应的中间产物,对反应提出了反应机理。8首次研究了非茂基桥联双芳氧基二价稀土配合物与氮杂丁二烯的反应。将(ONNO)12Yb2和(ONO)5Yb(THF)3分别与iPr2C6H3N=CHCH=NC6H3iPr2反应得到了配合物(ONNO)12Yb2(iPr2C6H3NCH=CHNC6H3iPr2) 20和配合物(ONO)52Yb2( iPr2C6H3NCH=CHNC6H3iPr2) 21,为了考察氮杂丁二烯的空间效应和电荷效应,我们又将(ONNO)2Yb(THF)3与iPr2C6H3N=C(Me)C(Me)=NC6H3iPr2反应得到了配合物(ONNO)2Yb(ONNO)2Yb(iPr2C6H3NC(Me)=C(Me)NC6H3iPr2) 22。由于氮杂丁二烯的结构变化,反应的模式发生了变化,但氮杂丁二烯均作为双电氧化剂参与反应,自身生成双阴离子配体。为了考察中心金属对反应的影响,我们又研究了二价钐和二价铕与氮杂丁二烯的反应,分别得到了配合物(ONNO)2SmⅢ(iPr2C6H3NCHCHNC6H3iPr2–·) 23和(ONNO)2EuIII(iPr2C6H3NCHCHNC6H3iPr2–·) 25。在反应中氮杂丁二烯都作为单电子氧化剂参与反应,而自身生成自由基单阴离子配体。值得一提的是配合物20、21、22、23在THF中稳定存在,25与THF分解,25存在溶剂效应,这一结果说明配合物的稳定性与中心金属的性质有关。