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硅基、锗基、锡基配合物被认为是一些催化反应中的关键中间体。硅锗锡基配体具有强的给电子能力和反位效应，在一些惰性键和小分子的活化以及催化转化中应用广泛。硅锗锡基配合物的合成、表征及其反应性质的研究具有重要意义。本论文主要介绍氮杂环卡宾配位的钴硅锗锡基配合物的合成、结构及其反应性质的研究。包括以下四个方面: 一、硅锗锡基修饰的氮杂环卡宾钴配合物的合成、表征及其应用。双环金属化氮杂环卡宾钴烷基配合物[Co(IMes)2](1)分别与苄基硅烷(BnSiH3)和二苯基锗烷(Ph2GeH2)反应可以生成硅基、锗基官能团化的氮杂环卡宾钴配合物[(CSiBn)Co(IMes)](2c)和[(CGePhPh)Co(IMes)](3)。配合物[Co(IMes)2](1)与二苯基锡烷(Ph2SnH2)在室温下反应可以生成顺磁性配合物5，而在加热的条件下生成锡基官能团化的氮杂环卡宾钴配合物[(CSnPhPh)Co(IMes)](4)，这说明5可能是配合物4形成过程中的中间体。通过配合物5与对三氟甲基苯乙炔的反应可以合成锡基修饰的氮杂环卡宾钴烯基配合物[(CSnPhPh)Co(CH=CHC6H4(p-CF3))(IMes)](6)，推测配合物5是锡基修饰的氮杂环卡宾钴氢配合物(CSnPhPh)CoH(IMes)。配合物5的分离让对于硅锗锡基修饰的氮杂环卡宾钴配合物的形成机理有了进一步的认识。配合物3和4不仅能以较高的产率催化1-辛烯和苯基硅烷的氢硅化反应，还能以中等产率催化1-辛烯和二苯基硅烷的氢硅化反应。硅锗锡基修饰的氮杂环卡宾钴配合物的合成及其在催化方面的应用给新型官能团化氮杂环卡宾配体的研究提供了有益参考。 二、硅基修饰的氮杂环卡宾钴配合物的反应性质研究。氮杂环卡宾钴硅基配合物[(CSiPhPh)Co(IMes)](2b)与对三氟甲基苯乙炔的反应中经历了Co-Si键的断裂生成钴炔基烷基配合物[(CSiPhPhH)Co(IMes)(C=CC6H4(p-CF3))](7)。配合物[(CSiR)Co(IMes)](R=Ph，2a;R=Bn，2c)与1当量的2-羟基吡啶反应可以发生IMes的解离生成三齿吡啶-硅基-卡宾配体配位的二价钴配合物[(NSiC)Co(2-OPy)](8a)，而与3当量的2-羟基吡啶反应则生成硅烷修饰的氮杂环卡宾钴配合物[(RSiN2C)Co(2-OPy)](R=Ph，9;R=Bn，10)。配合物9和10是文献中少见的含有五配位硅的钴配合物，NBO分析显示其中钴硅键为共价性。配合物2a-2c与含活泼氢有机物的反应说明在这类配合物中Co-Si键和Co-C键具有相当的反应活性。配合物2a与氯化钴反应可以生成氯硅基修饰的氮杂环卡宾钴配合物[(CSiPhCl)CoCl(IMes)](11)，而配合物2a或2c与碘化亚铜反应生成新颖的卡宾-硅基-卡宾配体配位的钴配合物[(CSiRC)Co(H)(I)](R=Ph，12;R=Bn，13);配合物2a与对甲基苯基叠氮的反应会发生氮气的脱除生成四配位的钴胺基烷基配合物[(CNto1)Co(IMes)](14)。这些反应性质说明，双环金属化钴硅基配合物2a-2c可用于合成一些新颖的官能团化氮杂环卡宾配体配位的钴配合物，而这类配合物中硅基部分的反应性质十分丰富。 三、（卡宾-硅基-卡宾）钴配合物的合成、结构及其反应性质的探索。配合物[(CSiR)Co(IMes)](R=Ph，2a;R=Bn，2c)与单电子氧化剂[Cp2Fe][BPh4]反应分别生成离子型的（卡宾-硅基-卡宾）钴配合物[(CSiPhC)Co(H)(Et2O)][BPh4](15)和[(CSiBnC)Co(H)(THF)][BPh4](17a)。配合物15与乙腈发生配体取代反应生成配合物[(CSiPhC)Co(H)(CH3CN)][BPh4](16)。配合物15与LiBEt3H反应生成四配位的（卡宾-硅基-卡宾）钴-分子氮配合物[(CSiPhC)Co(N2)](19)，红外光谱显示其氮氮键的伸缩振动频率较低，为2004cm-1。配合物19能够发生分子内的苄位sp3C-H键活化生成四齿卡宾-硅基-卡宾-苄基配体([CSiPhCC])配位的钴氢配合物[(CSiPhCC)Co(H)](20)。在氮气或氩气的氛围中，配合物19和20可以发生相互转变。钴分子氮配合物[(CSiPhC)Co(N2)](19)还可以实现2-羟基吡啶、2，6-二甲基苯酚和1-萘胺中E-H键(E=N，O)的活化生成卡宾-硅基-卡宾配体配位的钴配合物21-23。对配合物19的研究表明这一新颖硅基配体具有强的给电子能力。配合物15在石墨钾的还原下可能经由中性的钴氢配合物(CSiPhC)Co(H)(L)(L=Et2O或THF，25)生成四齿[CSiPhCC]配体配位的钴配合物[(CSiCC)Co](26)。通过与苯乙烯的反应可以实现对中间体25的捕获合成四配位的钴烷基配合物[(CSiPhC)Co(CH2CH2Ph)](27)。这些研究说明了卡宾-硅基-卡宾配体在稳定不同价态钴配合物方面的能力和富电子钳形配体在构筑高活性3d金属中心的作用。 四、单齿氮杂环卡宾配位的钴硅基配合物的合成、结构及其反应性质探索。配合物[(cyIDep)Co(vtms)2](28)与二苯基硅烷反应生成三硅桥连的双核钴硅基配合物[(cyIDep)(H)Co(μ-η2∶η2-H2SiPh2)(μ-η2-HSiPh2)2Co(H)(cyIDep)](31)。其表征数据表明，31在固相条件下为双核二价钴氢配合物，而在溶液相中存在Co…(η2-Si-H)和Si-Co-H两种配位模式的快速平衡。配合物31在减压条件下加热生成双核钴硅基配合物[(cyIDep)Co（μ-η2-HSiPh2)2Co(cyIDep)](33)，而后续与叔丁基异腈的反应生成配合物[(cyIDep)Co(tBuNC)(μ-η2-HSiPh2)2Co(CNtBu)3](34)。通过位阻较大的零价钴配合物[(IAd)Co(vtms)2]与二苯基硅烷的反应能够生成与33结构相似的配合物[(IAd)Co(μ-η2-HSiPh2)2Co(IAd)](35)。配合物35与[Cp2Fe][BArF4]反应生成离子型的双核钴硅基配合物[(IAd)Co(μ-η2-HSiPh2)2Co(IAd)][BArF4](36)。双氮杂环卡宾配位的零价钴配合物[(IMesCy)2Co(vtms)](30)与二苯基硅烷在低温和加热的条件下分别生成四配位的硅基钴氢配合物[(IMesCy)2Co(H)(SiHPh2)](37)以及双环金属化氮杂环卡宾钴硅基配合物[(cyCSiPhPh)Co(IMesCy)](38)。配合物38经钾的还原可以生成一价钴硅基配合物K[(cyCSiPhPh)Co(IMesCy)](39)。