本论文选择了三个9-硼双环壬烷类二吡唑硼酸盐配体,分别与CoCl₂、NiCl₂、Ni(acac)₂、CuCl₂、Cu(PPh₃)₂NO₃(I)、ZnCl₂、ZrCl₄和TiCl₄反应得到十一个配合物。我们对其中八个化合物进行了晶体结构的表征,在这些结构中,都存在着抓氢键类弱相互作用。抓氢键是一种弱的相互作用,常被用于活化惰性的C-H键,进而促进新的化学反应。我们首次基于抓氢键,设计了新型催化剂,并研究了部分配合物的催化性能。本论文的主要内容如下:以9-硼双环壬烷二聚体({(BBN)H}2)、吡唑(HpzR)(R=H,Me,iPr)和金属氢化物(氢化钠或氢化钾)为原料,以甲苯为溶剂,采用一锅法以较高产率合成了9-硼双环壬烷类二吡唑硼酸钠或钾盐配体[(BBN)BpR]-(R=H,Me,iPr)。配体[(BBN)Bp]-(1)与NiCl₂或Ni(acac)₂、CuCl₂、ZnCl₂以2:1的摩尔比进行反应,分别得到了相应的橘红色固体Ni[(BBN)Bp]2(4)、紫色固体Cu[(BBN)Bp]2(5)、无色固体Zn[(BBN)Bp]2(6)。1与ZrCl₄或TiCl₄以1:1的摩尔比在四氢呋喃中反应,得到了相应的无色固体[(BBN)Bp]Zr Cl3·THF(9)和固体[(BBN)Bp]Ti Cl3(10)。1与Cu(PPh₃)₂NO₃(Ⅰ)在甲苯中反应,得到了无色固体[(BBN)Bp]Cu(PPh3)2(7)。配体1和Ni(acac)₂、Na Pz以1:1:1的摩尔比在二氯甲烷中反应,得到了橘红色双核配合物Ni2[(BBN)Bp]2(pz)2(11)。其中配合物4-7,11经过单晶X射线的结构表征。配体[(BBN)BpMe]-(2)与Cu(PPh₃)₂NO₃在甲苯中反应,得到了无色固体[(BBN)BpMe]Cu(PPh3)(8)。2与CoCl₂、ZnCl₂以2:1的摩尔比进行反应,相应的得到了紫色固体Co2[(BBN)BpMe]2(pzMe)2(12)、无色Zn2[(BBN)BpMe]2(pzMe)2(13)。其中配合物8和12经过单晶X射线的结构表征。配体[(BBN)Bpi Pr]-(3)与Cu(CH3CN)4PF6在甲苯中反应,得到了无色固体Cu2[(BBN)Bpi Pr]2(14)。化合物14经过单晶X射线的结构表征。除X-射线单晶衍射分析之外,我们对上述所有化合物还进行了核磁共振分析、红外光谱分析、元素分析以及质谱分析。单晶结构研究表明,化合物7、8、14具有分子间弱C-H···Cu作用,属于抓氢键(Agostic interaction)或非抓氢键(Anagostic or Pregostic Interaction)。这些化合物催化卡宾插入N-H键反应的研究表明,抓氢键类弱相互作用可以起到类似于开关的作用。与底物相作用时,开关处于开的状态,底物得到活化;而生成产物离去后,弱相互作用则再次形成,开关处于关闭状态。这种弱的相互作用受立体位阻效应和溶剂效应影响,从而影响催化效率:非配位溶剂,小位阻催化剂催化效率高;配位溶剂(THF),大位阻催化剂催化效率低。