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在过渡金属有机化学中，金属卡宾配合物具有重要地位，它不仅对人们理解过渡金属和主族元素的成键具有重要理论意义，而且这类配合物具有一些优秀和独特的反应性能。许多单核过渡金属卡宾配合物被合成和应用，但是单核稀土金属卡宾配合物是个例外。稀土金属离子和卡宾配体的轨道能级匹配性很差，稀土金属离子与卡宾基团的双键极不稳定，单核稀土金属卡宾配合物非常容易发生配体重分配生成双（多）核稀土桥联卡宾配合物或发生其它副反应失去双键结构。单核稀土卡宾配合物的合成、结构和反应性能研究是稀土金属有机配合物化学领域里有重要意义也是有挑战性的一个研究课题。本论文开展这方面的研究工作，主要研究内容如下: 1.通过钪甲基氯化物[L1Sc(Me)Cl]](L1=[MeC(NDIPP)CHC(Me)(NCH2CH2N(iPr)2)]-,DIPP=2,6-(ipr)2C6H3)和[L2Sc(Me)Cl](L2=[MeC(NDIPP)CHC(Me)(NCH2CH2N(Me)2)]-)与Li[CH(SiMe3)PPh2S]或Li[CH(SiPh3)PPh2S](THF)的反应合成了单核钪卡宾配合物[LSc{C(SiR3)PPh2S}](L=L1,R=Me(1),R=Ph(2);L=L2,R=Me(3),R=Ph(4))，并对配合物1、2和3进行了单晶X-射线衍射的表征。配合物3中Sc-C键键长为2.1134(18)(A)，是当时最短的Sc-C键键长。对配合物3的DFT理论计算揭示该配合物中的Sc-C键具有双键结构特征。 研究了钪卡宾配合物1的反应性能。其可以与元素硒发生[2+1]环加成反应，与亚胺发生[2+2]环加成反应，与苯乙炔发生C-H键活化反应，体现了配合物的Sc-C双键特征以及卡宾基团的强碱性特征。还可以与碘化亚铜或碘化银反应，生成杂核双金属卡宾配合物。研究了钪，铜杂双核卡宾配合物的反应性能:a）与碘化亚铜发生卡宾基团转移反应;b）与2，6-二甲基苯基异腈反应，异腈氮与亚铜离子配位并促使碘离子发生配位迁移;c）活化CO，生成新的C=C双键。 2.通过稀土甲基氯化物[L2Ln(Me)Cl](Ln=Lu，Y，Sm)分别与Li[CH(SiMe3)PPh2S]或Li[CH(SiPh3)PPh2S](THF)反应合成了五个单核稀土金属卡宾配合物[L2Ln{C(SiR3)PPh2S}](Ln=Lu，R=Me(14)，R=Ph(15);Ln=Y，R=Me(16)，Ph(17);Ln=Sm，R=Ph(18));通过稀土烷基氯化物[L2Sm{CH(SiMe3)PPh2S}Cl]和[L2La{CH(SiPh3)PPh2S}Cl]分别与MeLi反应合成了[L2Sm{C(SiMe3)PPh2S}](19)和[L2La{C(SiPh3)PPh2S}](20)。对这7个配合物都进行了单晶X-射线衍射表征。 系统研究了所合成的单核稀土金属卡宾配合物的反应性能，考察了支撑配体、稀土金属离子以及卡宾配体对其反应性能的影响。与苯甲腈的反应呈现了四种反应模式:a）C-N键活化反应，并脱除丙烯;b）[2+2]环加成反应;c）两次[2+2]环加成反应;d）配位反应。研究结果也揭示，支撑配体侧链配位基团配位能力越弱，稀土金属离子半径越大，卡宾基团位阻越小，对应稀土金属卡宾配合物的反应活性越高。不同离子半径的单核稀土金属卡宾配合物[L2Ln{C(SiPh3)PPh2S}](Ln=Sc，Lu，Y，Sm，La)与叔丁基异腈的反应呈现了两种反应模式:a）发生C≡N三键断裂，生成C≡C三键;b）配位反应。钐和镧卡宾配合物(19和20)还可以活化苯基硅烷的Si-H键，并发生氢迁移，生成基于三齿氮双阴离子配体的稀土金属配合物。 3.通过HN(SiMe3)(DIPP)与Dy(Bn)3(THF)3发生甲苯消除反应合成了一个双胺基镝苄基配合物[Dy(Bn){N(SiMe3)(DIPP)}2(THF)];通过三氯化镝与胺基钾盐K[N(SiMe3)(DIPP)]或K[N(SiEt3)(DIPP)]发生盐消除反应合成了两个双胺基镝氯化物与KCl的加合物[Dy{N(SiMe3)(DIPP)}2(μ-Cl)K(THF)2{μ-Cl)]n和[Dy{N(SiEt3)(DIPP)}2(μ-Cl)K(THF)2(μ-Cl)]2。通过1，3-二（2，6-二异丙基苯基）-2-咪唑啉亚胺(ImDIPPNH)与Dy(Bn)3(THF)3的甲苯消除反应，合成了双2-咪唑啉亚胺基镝苄基配合物[Dy(ImDIPPN)2(Bn)(THF)]，随后采用[HNEt3][BPh4]攫取其苄基，合成了阳离子型双2-咪唑啉亚胺基镝配合物[Dy(ImDIPPN)2][(μ-Ph)2BPh2]。对上述5个配合物均进行了单晶X-射线衍射表征。