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过渡金属杂芳香化学是金属有机化学领域最具活力的研究领域之一,在合成方法研究和反应性探索方面都已取得了丰硕的研究成果。过渡金属杂芳香化学的早期研究主要集中在对金属杂芳香单环的合成与表征,近年来才逐渐拓展到对金属杂芳香单环的反应性研究及对金属杂芳香多环的合成和反应性探索。与传统芳香化学相比,过渡金属杂芳香化学仍具有很大的发展空间。本论文针对含季磷金属杂芳香体系开展了一系列相关研究,主要内容概括如下: 第一章针对本论文研究工作,简述了过渡金属杂芳香化合物的分类和研究现状,着重介绍了与本论文紧密相关的几种过渡金属杂芳香化合物的合成及反应性研究。此外,还阐明了本论文的选题依据和研究内容。 第二章合成了首例m-金属苯酚(酚羟基在金属间位的锇苯酚),为金属杂芳香化学研究建立了新模型化合物。根据有机苯酚的化学性质,开展了对m-锇苯酚的相关反应性探索。在研究中发现了m-锇苯酚能与含N=C结构的底物发生[3+2]环加成反应,并藉此反应合成了包括锇苯并噁唑酮、锇苯并恶唑衍生物在内的多种新型金属杂稠环。 第三章合成了具有顺磁性的锇杂环戊烯化合物。通过对锇杂环戊烯的反应性研究,合成了多种新型锇杂环如锇杂配位联烯、锇杂环戊二烯、锇苯、锇呋喃等。利用配体取代反应将产物进一步转化为具有更高稳定性的共轭型锇杂环,进行了全面的结构表征。结合实验条件和产物结构分析,对该体系相关重要反应的机理进行了推测和分析。 第四章研究了双季鏻锇苯与炔基金属试剂的反应,发现了金属苯的新反应性,成功实现了金属苯向有机苯的转化。在对反应机理的研究中,通过对中间体的捕捉,对金属试剂在这一转化过程中所起的作用进行分析。该研究不仅进一步丰富了金属苯的反应性研究,同时也为合成特殊官能团的有机芳烃提供新思路。 第五章研究了钌苯在碘试剂促进下与2-氨基吡啶的反应,获得了钌杂五并环化合物。在对该化合物反应性研究中,合成了新型的金属杂七元环化合物(钌氮杂七元环)。为了进一步探究该反应的反应机理,采用了具有相似结构但稳定性更高的锇苯进行深入探索,并成功捕获了该反应的关键中间体——金属苯炔(锇苯炔),进一步明晰了反应机理。此外,还研究了锇苯炔与含碳的亲核试剂——异氰类化合物的亲核加成反应,获得了一系列金属苯环上含有氰基的锇苯。 第六章首先总结了本论文工作的创新性,并对后续的工作进行了展望。