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本论文围绕双金属化合物的控制合成及其催化性能、双金属铝体系中的双金属协同效应以及铝化合物催化－己内酯开环聚合机理等方面开展研究工作。以哌嗪烷基桥联双芳氧基以及具有哌嗪烷基桥联双芳氧基一半结构的单芳氧基为辅助配体，合成了21个稀土金属配合物和18个铝配合物，并对其中34个配合物进行了晶体结构表征。系统研究了反应条件、中心金属、配体结构以及胺基、烷基或者烷氧基基团对于双金属哌嗪烷基桥联双芳氧基金属配合物和单芳氧基金属配合物的合成以及反应性质的影响。在此基础上，进一步研究了这些金属配合物催化环酯类单体聚合的行为，以及了解在这些双金属体系中是否存在双金属协同效应。主要结果如下：1．考察了反应温度和加料方式对双金属稀土配合物的合成的影响。研究发现，当哌嗪烷基桥联双酚C4H8N2[1,4-（2-O-3,5-tBu2-C6H2CH2）2]（H2[ONNO]1）与2倍量的Ln[N（SiMe3）2]3（-Cl）Li（THF）3在60°C油浴下反应，经过处理，分离得到的是哌嗪烷基桥联双芳氧稀土－锂（Ln-Li）杂双金属硅胺配物[ONNO]1{Y[N（TMS）2]2（μ-Cl）Li（THF）}2（1）；然而相同的反应在常温下进行，生成的是中性的单金属稀土硅胺配合物[ONNO]1LnN（TMS）2（THF）（Ln=Y（2）,Sm（3））。同时发现，桥联双酚H2[ONNO]1与2倍量的中性Y[N（SiMe3）2]3在60°C油浴下反应，也能生成中性双金属哌嗪烷基桥联双芳氧基稀土硅胺基配合物[ONNO]1{Y[N（TMS）2]2}（4）。这些配合物都经过了元素分析、红外光谱和单晶结构的表征，对抗磁性的配合物1，2和4还进行了核磁表征。2．考察了稀土离子半径对双金属稀土配合物的合成的影响。研究发现，对于离子半径较小的稀土金属（Y,Er,Eu和Sm），通过哌嗪烷基桥联双酚H2[ONNO]1与2倍量的Ln[N（SiMe3）2]3（-Cl）Li（THF）3在60°C油浴下的交换反应，可以合成相应的哌嗪烷基桥联双芳氧基稀土－锂（Ln-Li）杂双金属硅胺配合物[ONNO]1{Ln[N（TMS）2]2（-Cl）Li（THF）}2（Ln=Er（5）,Eu（6）,Sm（7））。而对于离子半径较大的Nd和Pr，相同的反应条件，分离得到的是中性的单金属稀土硅胺配合物[ONNO]1LnN（TMS）2（THF）（Ln=Nd（8）,Pr（9））。配合物7-9经过了元素分析、红外光谱的表征，并测定了配合物7和8的单晶结构。3．考察了胺基基团对双金属稀土配合物的合成的影响。研究发现，对于小位阻的胺基基团，桥联双酚H2[ONNO]1分别与Ln[N（SiMe2H）2]3（THF）2和Ln[N（SiMe3）（C6H5）]3（THF）按照1:2的摩尔比即便在60°C油浴下反应，得到的产物也都是单金属哌嗪烷基桥联双芳氧基稀土胺化物[ONNO]Ln[N（SiMe2H）2]（THF）（Ln=Y（10）,Yb（11）,Nd（12））和[ONNO]1Y[N（SiMe3）（C6H5）]（THF）（Ln=Y（13）,Yb（14）,Sm（15）,Nd（16））。没有任何双金属的物种生成。结果表明小位阻的胺基基团不能稳定双金属稀土配合物。所有产物经元素分析、红外光谱等表征。并测定了它们的单晶结构。对于抗磁性的配合物10和13还进行了核磁表征，研究了其液体时的结构。4．配合物1、4-7可以在相对温和的条件下高活性引发L-丙交酯的聚合。中性哌嗪烷基桥联双芳氧基双钇硅胺基配合物4显示出比相应的阴离子型哌嗪烷基桥联双芳氧基钇-锂（Y-Li）杂双金属硅胺基配合物1具有更高的活性。哌嗪烷基桥联双芳氧基单金属硅胺基配合物2、3、8、9以及二甲基硅胺基配合物10-12也可以高活性催化L-丙交酯开环聚合，其中配合物10-12的活性要明显高于配合物2、3、8、9的。同时，尝试了配合物1,2,4,6和10催化rac-丙交酯的聚合反应，发现它们都可以在常温下以THF为溶剂较高活性地引发rac-丙交酯的聚合，得到高分子量和分子量分布较窄的聚丙交酯，但立体选择性一般。5.尝试去合成单芳氧基稀土双胺化物，但是没有成功。通过单芳氧基配体2-（CH2NC5H10）-4,6-tBu2-C6H3OH（H[NO]1）与Ln[N（SiMe3）2]3（μ-Cl）Li（THF）2的胺基消除反应，发现投料比无论按照1:1或是2:1的摩尔比，得到的产物都是中性的二（单芳氧基）稀土金属单胺化物[NO]21LnN（TMS）2（Ln=Yb（17）,Y（18）,Gd（19）,Sm（20）,Nd（21））。这些配合物都经过了元素分析的表征，并测定了配合物17-21的单晶结构。对于抗磁性的配合物18还进行了核磁表征，研究了其液态时的结构。二（单芳氧基）稀土金属单胺化物17-21可以在相对温和的条件下高活性地引发L-丙交酯开环聚合，其催化活性随着稀土金属离子半径的变大而增强。配合物17-21也可以在常温下以THF为溶剂高活性地引发rac-丙交酯的聚合，得到偏杂同结构的聚丙交酯，稀土金属离子半径对聚合的选择性没有明显的影响。6.研究发现，在适当的条件下可以合成单芳氧基铝的双烷基配合物。单芳氧基配体H[NO]1与AlEt3按照1:1或2:1的摩尔比在THF中反应，可以以中等产率合成二（单芳氧基）铝的单乙基配合物[ON]21AlEt（22），而当H[NO]1，2-(CH2NC5H10)-4-Me-6-tBu2-C6H3OH（H[NO]2）分别与AlEt3和AlMe3按照1:2的摩尔比在THF中反应时，能够以较好的产率得到相应的单芳氧基铝的双烷基配合物[ON]1AlEt2（23），[ON]2AlEt2（24），[ON]1AlMe2（AlMe3）（25），[ON]2AlMe2（AlMe3）（26）。配合物22-26经过了元素分析、核磁的表征，并且测定了配合物22，23，25和26的单晶结构。7.考察了单金属单芳氧基铝的双乙基配合物23和双金属单芳氧基铝的甲基配合物25催化-己内酯聚合的行为，研究发现，它们都能高活性地催化己内酯的开环聚合，在加醇体系中聚合速度明显提高。相同的反应条件下双金属铝的甲基配合物25的催化活性比单金属单芳氧基铝乙基配合物23的高。8.为了考察协同效应，合成了一系列双金属哌嗪烷基桥联双芳氧基铝的烷基配合物。通过哌嗪烷基桥联双酚H2[ONNO]1，C4H8N2[1,4-（2-O-3-tBu-5-Me-C6H2CH2）2]（H2[ONNO]2），C4H8N2[1,4-（2-O-3,5-Me2-C6H2CH2）2]（H2[ONNO]3）分别与2.5倍量的AlMe3和AlEt3的烷基消除反应，合成六个哌嗪烷基桥联双芳氧基双铝金属烷基配合物[ONNO]1（AlMe2）2（27），[ONNO]2（AlMe2）2（28），[ONNO]3（AlMe2）2（29），[ONNO]1（AlEt2）2（30），[ONNO]2（AlEt2）2（31），[ONNO]3（AlEt2）2（32）。考察了配体的结构对双金属配合物合成的影响。研究发现，辅助配体中芳环上邻对位取代基的空间位阻对双金属配合物的合成几乎没有影响，芳环上邻对位取代基无论是大位阻的叔丁基，还是小位阻的甲基，都能顺利的生成双金属铝的烷基配合物。配合物27-32经过了元素分析、核磁的表征，并且测定了除配合物31之外的配合物的单晶结构。9.尝试通过相似的烷基消除反应去合成双金属哌嗪烷基桥联双芳氧基铝的烷氧基配合物，但是没有成功。H2[ONNO]1，H2[ONNO]2分别与PhCH2OAlEt2或iPrOAlEt2按照1:1的摩尔比反应，可以以较高的产率合成单金属哌嗪烷基桥联双芳氧基铝的烷氧基配合物[ONNO]1Al（OCH2Ph）（33），[ONNO]1Al（OiPr）（35），[ONNO]2Al（OCH2Ph）（36）。而当反应物比例增加到1:2的摩尔比时，并没有生成预期的双金属配合物，而是分离得到单金属铝的乙基配合物[ONNO]1AlEt（34），[ONNO]2AlEt（37）和单金属铝的烷氧基配合物33和35的混合物。我们推测这可能是由于配体先与1倍量的乙基烷氧基铝反应生成了烷氧基配合物，烷氧基配合物再与过量的乙基烷氧基铝发生配体的重新分配反应生成了铝的烷基配合物。配合物33-37经过了元素分析、核磁以及单晶结构测定的表征。10.单金属哌嗪烷基桥联双芳氧基铝的烷基配合物也能够方便地合成。H2[ONNO]1与AlMe3按照1:1.2的摩尔比在THF中反应，可以高产率地合成哌嗪烷基桥联双芳氧基铝金属甲基配合物[ONNO]1AlMe （38）。H2[ONNO]3与AlEt3按照1:1.2的摩尔比在THF中反应，可以较高的产率合成哌嗪烷基桥联双芳氧基单金属铝的乙基配合物[ONNO]3AlEt （39）。但是，尝试了H2[ONNO]1， H2[ONNO]2分别与等摩尔AlEt3在各种条件下的反应，经过处理得到都是白色胶状物，经核磁表征发现谱图上的峰很复杂，且没有单金属铝的乙基配合物的特征峰存在。配合物38和39经过了元素分析、核磁以及单晶结构测定的表征。11.双金属哌嗪烷基桥联双芳氧基铝烷基配合物27-32可以在相对温和的条件下高活性的引发ε-己内酯聚合，结果表明配体的结构和烷基基团对催化活性都有较大的影响。尝试了配合物27-32原位加入苄醇催化ε-己内酯聚合的行为，发现加醇之后聚合速度明显提高。我们通过核磁管反应及齐聚物的末端基分析对哌嗪烷基桥联双芳氧基铝的烷基配合物催化聚合反应的机理进行了深入的研究；研究发现铝烷基配合物催化-己内酯聚合时，芳氧基优先于乙基引发己内酯开环聚合，而在加入苄醇的体系下，芳氧基和形成的苄氧基都能同时引发聚合，多个活性中心引发的聚合反应导致即使是加醇体系，分子量比理论分子量偏小，分子量分布较宽。12．通过比较双金属哌嗪烷基桥联双芳氧基铝乙基配合物30和相应的单金属单芳氧基铝的乙基配合物23的活性发现，在双金属化合物中没有出现1+1>2的现象，显示在该双金属体系中不存在双金属的协同效应，我们推测其原因可能是因为配合物30中两个铝位于哌嗪环的两侧，金属之间的距离太远。