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本论文设计、合成并表征了2个系列共计40个化合物，包括13个配体和27个新型稀土金属配合物，并采用红外、核磁、元素分析等测试方法表征结构，其中19个稀土金属配合物还经过X-射线晶体衍射测定了单品结构；研究了这些稀土金属配合物对乙烯、共轭烯烃聚合的催化行为：详细地讨论了配合物的结构、空间构型、电子效应以及中心金属的种类与其催化性能之间的关系。
1.利用NP-型双齿配体N-甲基-2-二苯基膦苯胺(2-Ph2PC6H4NHCH3=HL1)和N-苄基-2-二苯基膦苯胺(2-Ph2PC6H4NHCH2C6H5=HL2)分别与等摩尔的三烷基镥(Lu(CH2SiMe3)3(THF)2)反应，生成了双配镥单烷基配合物(L1)2Lu(CH2SiMe3)(THF)(1)和(L2)2Lu(CH2SiMe3)(THF)(2)。配合物2在室温下一周后歧化为镥均配物(L2)3Lu(3)。当采用配体N-2，6-二甲基苯基-2-二苯基膦苯胺(2-Ph2PC6H4NHC6H3Me2-2，6=HL3)与稀土金属三烷基化合物Ln(CH2SiMe3)3(THF)2反应时，得到了稳定的单配稀土金属双烷基配合物(L3)Ln(CH2SiMe3)2(THF)(Ln=Sc(4b)、Lu(4c)，Yb(4d)，Tm(4e))。离子半径较大的钇双烷基配合物(L3)Ln(CH2SiMe3)2(THF)(4a)在室温下易分解。钪配合物4b在AIEt3和[Ph3C][B(C6F5)4]的共同作用下，能够引发乙烯聚合，得到线型结构的聚乙烯。
2.采用NPN-型双齿配体N-苯基-N’-2，4，6-三甲基苯基亚胺基-二苯基膦胺(PhNHPPh2NC6H2Me3-2，4，6=HL4)与三烷基稀土化合物反应，得到了一种新的NPN-型稀土双烷基配合物(L4)Ln(CH2SiMe3)2(THF)(Ln=Lu(5a)，Y(5b)，Sc(5c))。5c/[PhNHMe2][B(C6F5)4]/Al‘Bu3阳离子催化体系，对异戊二烯聚合显示出高催化活性(2 h，100％)和高3，4-选择性(94.7％，-40℃，Mn=99×104，Mw/Mn=1.55)。这是首例非茂基稀土配合物催化异戊二烯3，4-聚合的报道。3，4-选择性与稀土金属的类型有关，遵循如下规律：Y(43.8％)AlEt3(81.5％)>AlMe3(76.5％)。采用核磁共振波谱原位跟踪稀土配合物与[PhNHMe2][B(C6F5)4]等克分子反应，以及催化剂与[PhNHMe2][B(C6F5)4]和AltBu3以1:1:5克分子比反应，发现该体系的活性种是异烷基桥连稀土.铝双核阳离子。在此基础上，解释了配合物中心金属的离子半径以及烷基铝的空间效应对其选择性的影响。
3.为了建立配体的结构与催化剂选择性的构效关系，合成并表征了一系列带有不同取代基的NPN-型配体(Ar1NHPPh2NAr2= HLn)及相应的配合物LnLn(CH2SiMe3)2THF。当金属为镥，Ar2为均三甲基苯基，Ar1具有不同的邻(Arl=2-RC6H4)、对位取代基(Arl=4-CH3C6H4)，所对应的配合物催化异戊二烯聚合时，表现出极不相同的3，4-选择性，遵循如下规律：Sa(R=H，81.6％)<6(4-MeC6H4，82.0％)<7(R=Me，95.1％)<8(R=Et，96.6％)；当Arl邻位有两个乙基(2，6-Et2C6H3)，所对应的配合物9的3，4.选择性反而有所降低(95.1％)。X-射线衍射分析表明在配合物6-8中，Arl与Ar2相互垂直，形成类似限制几何构型的结构；而在配合物9中的Ar1与Ar2相互平行，这种构象的变化，导致引发中心空间位阻下降，造成选择性降低。当Ar1为2-乙基苯基时，增大Ar2邻位取代基(Ar2=2，6-R2C6H3)，相应配合物的3，4-选择性具有如下趋势：8(Ar2=2，4，6-Me3C6H2，96.6％)<10(Et，96，8％)<11a(/Pr，97.8％)。同样条件下，金属离子半径较小的配合物选择性最高，钪配合物11 c的3，4.-择性达到了98.1％.在-20℃低温聚合，能够获得3，4-结构含量高达99.4％的聚异戊二烯。
4.考察了配体的电子效应对配合物选择性的影响。Ar2为均三甲基苯基，Ar1= C5H4N(吡啶基)时，镥配合物13a和钇配合物13b对异戊二烯聚合的3，4-选择性分别为85.0％和85.5％，但钪配合物13c催化异戊二烯无规聚合(33.3％)；Ar1=2-FC6H4时，镥配合物14的3，4-选择性为77.5％。X-射线单晶衍射、NMR图谱分析结果表明在13a和13b中，吡啶氮原子与稀土金属配位，导致引发中心的空间效应增大，使异戊二烯趋向于以一个双键配位，生成3，4-微观结构单元：而在13c中，吡啶氮原子不与钪配位。
5.合成了NPN-型钪配合物(L6)Sc(CH2SiMe3)2(THF)(L6=2-MeC6H4NPPh2NC6H2Me3-2，4，6；7c)和(L7)Sc(CH2SiMe3)2(THF)(L7=2-EtC6H4NPPh2NC6H2Me3-2，4，6；8C).7c/[Ph3C][(BC6F5)4]/A1/Bu3催化丁二烯聚合(-75℃)，得到Mn=2.95×104、Mw/M=1.64、1，2-％=98.0的聚丁二烯。这是首个能够催化丁二烯1，2-选择性聚合的阳离子催化体系。