在有机合成中,腈和炔烃的水化反应需要重金属汞盐或酸催化,对环境造成了严重的破坏,探寻新型高效环保的水化腈和炔烃的催化剂也因此具有重要的研究意义。在许多底物为水的催化反应中,含[Ru]-OH键的过渡金属配合物常被看作重要的反应中间体,然而可以分离出的此类单核配合物的数量并不多。因此,目前关于通过氢氧根配合物催化水化腈和炔烃的报道较少。本文设计合成了两种单核过渡金属钌氢氧根配合物,并深入研究了其催化水化腈和末端炔烃的机理,以期发现高效绿色的催化剂。本文的研究工作包括:1.合成了配合物TpRu（PPh₃）₂（OH）和TpRu（PPh₃）（CNCH₃）（OH）,分别研究了它们催化水化乙腈和末端炔烃的反应。（1）催化水化乙腈:研究发现在干燥的THF溶液中两个配合物对乙腈水化没有催化作用。而在反应体系中添加适量H₂O后,反应生成了预期的产物乙酰胺。这说明,水对催化水化反应的影响很大。催化机理表明,在催化体系中,乙腈首先取代配合物TpRu（PPh₃）₂（OH）中的PPh₃配体生成TpRu（PPh₃）（CH₃CN）（OH）,H₂O与配合物的OH-配体形成氢键,同时,H₂O的羟基氧原子亲核进攻乙腈配体的腈基碳原子,经过烯醇式重排生成TpRu（PPh₃）（H₂O）（NHCOMe） ,乙腈随后取代H₂O配体生成TpRu（PPh₃）（CH₃CN）（NHCOCH₃）,加热后配体-NHCOCH₃发生重排反应生成关键中间体TpRu（PPh₃）（CH₃CN）（OCMe=NH）,然后经配体间的加成反应生成TpRu（PPh₃）（η²-N,O-NH=CMeN=CMeO）,水进攻开环生成TpRu（PPh₃）（NH=C（OH）Me）（OCMe=NH）,最后乙腈进攻生成TpRu（PPh₃） （CH₃CN）（OCMe=NH）和乙酰胺。在添加PPh₃和过量H₂O后,都会因为阻碍乙腈的取代而降低转化率。（2）催化水化末端炔烃:实验将TpRu（PPh₃）₂（OH）和TpRu（PPh₃）（CH₃CN）（OH）分别催化水化苯乙炔和正己炔,经过对比分析,发现催化水化带有供电子基团的末端炔烃的产率要高于带有吸电子基团的末端炔烃,苯乙炔的苯环与炔烃碳形成π-π共轭,使得碳的电负性变小不易与钌中心结合。此外,PPh₃配体的空间效应阻碍了炔烃与TpRu（PPh₃）₂（OH）的结合,影响催化水化反应的进行。2.利用DBU （1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene）对水溶性钌配合物[（bipy）₂Ru（H₂O）₂]（OTf）₂ （bipy = 2,2′-bipyridine, OTf - = triflate）脱质子化合成了水溶性氢氧根钌配合物[（bipy）₂Ru（H₂O）（OH）]（OTf）,分别用IR、EA和NMR对其进行了检测。（1）研究了[（bipy）₂Ru（H₂O）（OH）]（OTf）催化水化乙腈生成乙酰胺的反应。机理研究表明,催化循环的关键中间体为氧配位的酰亚胺配合物[（bipy）₂Ru（CH₃CN）（OCMe=NH）]⁺ ,经过生成[（bipy）₂Ru（κ²-N,O-NH=CMeN=CMeO）]⁺、水亲核进攻开环生成[（bipy）₂Ru （NH=C（OH）Me）（OCMe=NH）]⁺、乙腈取代其NH=C（OH）Me配体产生乙酰胺,同时再生成[（bipy）₂Ru （CH₃CN）（OCMe=NH）]⁺完成催化循环。（2）研究了[（bipy）₂Ru（H₂O）（OH）]（OTf）催化水化1-己炔生成1-己醛的反应。机理研究表明,催化循环的关键中间体为双键配位的亚乙烯基配合物[（bipy）₂Ru（=C=CHR）（OH）]⁺（R=C₉H₄）。羟基氧原子进攻钌碳键生成烯醇式中间体（bipy）₂RuC（OH）=CHR,最后加水经过消除反应、烯醇式重排生成对应的产物正己醛。