本论文主要开展了亚甲基桥联的氮杂环配体双吡唑甲烷及双咪唑甲烷的功能化及其相关反应的研究,并取得了如下的结果：1、处理三苯基锡修饰的双(3,5-二甲基)吡唑甲烷配体与Mo(CO)6导致Sn-Csp3键对Mo(O)的氧化加成,形成四元金属杂环化合物CH(3,5-Me2Pz)2(CO)3-MoSnPh3。由于该配合物中存在两个四元金属杂环,而环张力和Mo-Csp3键的极性,使此化合物具有不寻常的反应活性。我们考察了该化合物及其钨类似物与不同的亲核试剂的反应活性。结果发现,当用亲核试剂叔丁基异腈处理该类化合物CH(3,5-Me2Pz)2(CO)3MSnPh3时,M-Csp3键发生断裂,并伴随有机锡结构单元的离去,得到还原消除产物CH2(3,5-Me2Pz)2M(CO)3(CNBu’)(M=Mo或W)。而更加有意思的是,该类四元金属杂环化合物与亚磷酸酯作用时却意外地发生P-O/C键的交换反应,导致M-Csp3键的断裂,释放四元环的张力,同时伴随着有机锡结构单元的离去,得到具有κ3-[N,P,N]型配位模式的还原消除产物(RO)2PCH(3,5-Me2Pz)2M(CO)3(R为烷基或苯基)；而在相似条件下,与三烷基磷或三芳基磷反应,仅得到了一个羰基被磷配体所取代的产物,而没有发生类似的P-C/C键交换反应。通过对其机理的初步研究表明,亚磷酸酯中好的离去基团是发生P-O/C键交换反应的关键。同时,金属活性对此类反应结果也有一定的影响。2、在过渡金属有机化学领域里,环戊二烯往往以负离子η5-形式提供6e与中心金属原子形成牢固的金属配位键。目前有关侧臂功能化环戊二烯的研究得到了人们广泛的关注,官能团的引入使环戊二烯配体得到了更加广泛的应用。近来双吡唑甲烷功能化的环戊二烯配体也已经被合成,我们考察了这类配体与羰基化合物的反应,比较了其与简单取代环戊二烯的反应活性差异。实验结果表明,这类双吡唑甲烷修饰的环戊二烯配体的反应活性显著的不同于简单取代的环戊二烯配体。6,6-二苯基富烯与双吡唑甲基负离子所形成的环戊二烯配体与W(CO)5THF反应,得到的是环戊二烯中的一个双键参与配位的κ3-π2NN型配合物；而6-苯基富烯与双吡唑甲基负离子所形成的环戊二烯配体与W(CO)5THF反应时,环戊二烯配体并没有参与配位,仅得到双吡唑甲烷配位的κ2-NN型化合物。反应过程中没有观察到简单环戊二烯与羰基钨反应所形成的双核化合物。3、硫族元素如S(Se)对过渡金属具有很好的亲和势,因此,含硫族元素的配体往往具有很强的配位能力。以前的研究表明,硫族元素修饰的双吡唑甲烷与有机锡氯化物和第六族金属羰基化合物反应时表现出了新颖的反应活性。鉴于S/Se修饰的双吡唑甲烷的反应性能,我们考虑通过扩展配体及变换反应的金属,来进一步考察该类杂原子修饰的双毗唑甲烷配体的反应活性,以期扩大该类配体的应用范围。因此我们利用S/Se修饰的双吡唑甲烷衍生物LiECH(3,5-Me2Pz)2(E=S或Se)直接与Fe3(CO)12反应,然后用不同的亲电试剂,如CH3I,PhCH2Br或Ph3SnCl等处理,合成了一系列结构新颖的金属配合物。结果表明,不同的硫族元素,以及不同的亲电试剂均极大的影响反应的结果。如LiSCH(3,5-Me2Pz)2与Fe3(CO)12反应,然后用卤代烃处理,得到新颖的二硫代羧酸酯配位的蝶状化合物。而LiSeCH(3,5-Me2Pz)2与之类似的反应,则得到少见的双吡唑乙酰基羰基铁衍生物。当用Ph3SnCl作为亲电试剂参加反应后,得到的是两个吡唑环不对称的蝶状化合物。4、双(1-甲基咪唑-2-基)甲烷与双吡唑甲烷具有相似的结构特征,在与金属作用时,它们都以螯合双齿配体的形式参与配位,形成类似结构的化合物。这促使我们来考察是否也能用芳基锡对双(1-甲基咪唑-2-基)甲烷桥头碳原子进行功能化修饰?我们的研究表明,类似于双吡唑甲烷的双(1-甲基咪唑-2-基)甲烷直接进行有机锡功能化是不能成功的。尽管如此,但仍可通过双(1-甲基咪唑-2-基)甲基负离子先与硫作用,后再与有机锡氯化物反应,得到间接的有机锡功能化的双(1-甲基咪唑-2-基)甲烷Ph2(Cl)SnSCH(mim)2 (mim=1-甲基眯唑-2-基),但这类配体的反应活性明显的不同于其双吡唑甲烷类似物。Ph2(Cl)SnSCH(mim)2与羰基铝反应时导致配体的分解,得到双(1-甲基咪唑-2-基)甲烷四羰基钼,而用W(CO)5THF处理该配体时导致Sn-S键对W(0)的氧化加成反应,得到双核化合物CH(mim)2(S)W(CO)3SnPh2Cl。另外,我们还考察了羰基钼(钨)与双(1-甲基眯唑-2-基)甲酮和双(1-甲基咪唑-2-基)甲烷以及双(1-甲基咪唑-2-基)乙烯的反应,合成了一系列功能化的双(1-甲基咪唑-2-基)甲烷金属羰基化合物,并研究了它们的电化学性质,结果发现这类化合物仅表现出一个不可逆的氧化过程。5、生物金属有机化学近年来得到了人们极大的关注。大量的金属有机化合物在生物、医学上得到了广泛的应用。比如用于抗菌及木材防腐、杀虫剂等。在这部分中很重要的一类化合物就是有机锡羧酸酯,它们由于新颖的结构以及生物活性,已经引起了人们广泛的关注。我们将吡啶、三唑等具有生物活性或药物活性的杂环引入羧酸中,设计合成了有机锡吡啶甲基硫代苯甲酸酯和2-[(1,2,4-三唑-1-基)甲基硫代]苯甲酸酯类化合物,并测定了它们的抗菌活性。在有机锡吡啶甲基硫代苯甲酸酯衍生物中Sn可以是四、五、六及七配位,并且N原子是否参与配位与其在吡啶环上的位置具有很大的关系,而对于有机锡2-[(1,2,4-三唑-1-基)甲基硫代]苯甲酸酯衍生物则表现为一维链状配位高分子结构。另外,生物活性测试表明,含三唑的有机锡羧酸酯类化合物比含吡啶的化合物的活性要高。