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一价铁配合物在氮气活化和磁性材料以及催化转化等方面有着巨大的应用前景，已有研究多集中于配位饱和的低自旋一价铁配合物。本论文主要探索了以单齿氮杂环卡宾为配体的配位不饱和一价铁配合物的合成、结构与反应性质，包括以下四个方面的内容: 1.两配位和三配位氮杂环卡宾一价铁配合物的合成、结构与反应性质。采用位阻较大的单齿氮杂环卡宾作配体，通过碱金属还原亚铁二卤化物的方法，合成了平面三角构型的高自旋(S=3/2)一价铁卤配合物[(NHC)2FeCl](NHC=IMes，1;cyIMes，2)和[(NHC)2FeBr](NHC=cyIDep，3;sIDep，4)。通过配合物2-4与四芳基硼酸钠的盐消除反应，合成了T字型的高自旋一价铁-THF配合物[(cyIMes)2Fe(THF)][BPh4](5)和直线型的高自旋一价铁配合物[(NHC)2Fe][BArF4](NHC=cyIDep，7;sIDep，8)。通过[Fe(tmeda)Cl2]2在四氢呋喃中依次与sIMes、石墨钾和四苯基硼酸钠的一锅反应，合成了T字型的高自旋一价铁-THF配合物[(sIMes)2Fe(THF)][BPh4](6)。配合物1-8通过了元素分析、单晶X-射线衍射、57Fe-穆斯堡尔谱、固体磁矩、核磁氢谱、溶液相磁矩和吸收光谱等的表征。DFT计算结果显示7和8为基态自旋量子数S=3/2的高自旋一价铁配合物，它们的Fe-C(carbene)的Mayer键级均约为0.80，一价铁中心与氮杂环卡宾之间成键以σ型相互作用为主。这些低配位一价铁配合物在室温下催化氨硼烷脱氢生成以cyclotriborazane和B-(cyclodiborazanyl)aminonorohydride为主的脱氢产物，最高可产生1.8当量的氢气。催化活性物种可能是由氮杂环卡宾稳定的铁纳米粒子。 2.三配位和四配位均配型氮杂环卡宾一价铁配合物的合成与结构表征。通过[Fe(tmeda)Cl2]2在四氢呋喃中与小位阻氮杂环卡宾(IMe2Me2，IEt2Me2和IPr2Me2)、四芳基硼酸钠和石墨钾的一锅反应，合成了四配位均配型一价铁配合物[(NHC)4Fe][BPh4](NHC=IMe2Me2,10; IEt2Me2,11; IPr2Me2,13)和[(IEt2Me2)4Fe][BArF4](12)。通过13与联硼酸频哪醇酯的反应，合成了三配位均配型一价铁配合物[(IPr2Me2)3Fe][BPh4](15)。配合物10-13和15通过了元素分析、单晶X-射线衍射、57Fe-穆斯堡尔谱、固体磁矩、核磁和溶液相吸收光谱等的表征。表征数据显示10和15在固相和溶液相中均能分别保持高自旋态的四面体和平面三角构型，11和12在固相中分别为四面体构型的高自旋和平面四方构型的低自旋一价铁配合物，而在溶液相中均存在四面体-平面四方构型的平衡，13在固相中为平面四方构型的低自旋一价铁配合物，而在溶液相中除了存在四面体-平面四方构型的平衡，还可通过解离卡宾转化为15。 3.氮杂环卡宾一价铁、零价铁-分子氮配合物的合成、结构与反应性质。通过[Fe(tmeda)Cl2]2在氮气氛围下与氮杂环卡宾ICy、四苯基硼酸钠和石墨钾的一锅反应，合成了四面体构型的高自旋(S=3/2)一价铁-分子氮配合物[(ICy)3Fe(N2)][BPh4](16)。配合物16在四氢呋喃中与氧化剂[Cp2Fe][BPh4]反应生成亚铁-THF配合物[(ICy)3Fe(THF)][BPh4]2(19);与还原剂石墨钾反应生成四面体构型的高自旋(S=1)零价铁-分子氮配合物[(ICy)3Fe(N2)](20)。配合物16和20均是十分罕见的高自旋低价铁-端基分子氮配合物。配合物20在溶液中存在与抗磁性亚铁-分子氮配合物[(ICy)2(ICy)FeH(N2)](21)的平衡，二者可通过不同的结晶方式得到分离。配合物16、20和21通过了元素分析、单晶X-射线衍射、57Fe-穆斯堡尔谱、固体和溶液相红外光谱、固体磁矩和核磁氢谱等的表征。 4.双环金属化氮杂环卡宾亚铁配合物的合成、结构与反应性质。通过还原氮杂环卡宾亚铁二卤化物[(IMes)2FeX2](X=Cl，Br)，合成了中间自旋(S=1)的双环金属化氮杂环卡宾亚铁配合物[(IMes)2Fe](22)。配合物22在溶液中加热至70℃时异构化为高自旋(S=2)的双环金属化亚铁配合物[(IMes")Fe(IMes)](23)。配合物22与CO和tBuNC反应生成抗磁性的双环金属化亚铁配合物[(IMes)2FeL2](L=CO，24; tBuNC，25)。配合物22与苯乙炔反应生成中间自旋的单环金属化亚铁配合物[(IMes)(IMes)Fe(CCPh)](26)。配合物22与二级硅烷、锗烷和锡烷反应，分别生成中间自旋的硅基、锗基和锡基配位边臂修饰的氮杂环卡宾亚铁配合物[(CERR)Fe(IMes)](E=Si，R=Ph，R=Me，27，Ph，28;E=Ge，R=R=Ph，29，Bu，30;E=Sn，R=R=Ph，31)。配合物22-31通过了元素分析、单晶X-射线衍射、57Fe-穆斯堡尔谱、红外光谱、核磁、溶液相磁矩和吸收光谱等的表征。