本项目使用官能化氮杂环卡宾多齿杂化配体,与前、后过渡金属反应,形成稳定的单核、多核或杂多核卡宾金属有机化合物,并考察它们对无机、有机小分子的反应性能,寻找活化和应用小分子的新方法。研究金属卡宾化合物的波谱性质、溶液结构及热稳定性,测定它们的固态结构,探究分子内氮杂环卡宾辅助配体的可配位原子或基团与中心金属配位的条件、成键规律以及结构特征。测定金属卡宾化合物催化乙烯、阿尔法-烯烃的均聚和共聚的性能,
本项目设计、合成了单酚氧修饰的双齿含氮杂环卡宾[CO]-、双酚氧官能化的三齿含氮杂环卡宾[OCO]2-、以及双酚氧[OO]2-配体,制备了这些配体的碱金属(Li,Na)、碱土金属(Mg)、IIIA金属(Al)、IVB族前过渡金属(Ti、Zr)、以及后过渡金属(Ni)的金属有机化合物。用常温和变温核磁共振(1H、13C)研究了这些有机金属化合物的波谱性质、溶液结构及热稳定性,同时利用单晶X-射线衍射测定了它们的固体结构,探索了分子内含氮杂环卡宾与中心金属配位的条件、成键规律以及结构特征,发现了金属诱导下的C-O,Si-O键断裂反应。在反应性能方面,着重研究了IVB族前过渡金属卡宾金属有机化合物与无机小分子(CO、H2、O2、H2O)的活化反应性能,测定了部分反应产物(如氧插入M-C键)的晶体结构;同时探索了前、后过渡金属卡宾化合物在有机小分子(乙烯和降冰片烯)的活化,即催化烯烃聚合中的应用,发现前过渡金属卡宾有机化合物对烯烃聚合有较高的催化活性(≥105 g mol-1[M] h-1)。