探索和合成环境友好、稳定、催化活性高的催化剂在有机化学领域具有非常重要的意义。N-杂环卡宾配体(NHCs)由于其给电子能力强、易于制备而且环境友好等特点而成为金属有机化学领域的研究热点。本研究以多齿NHCs为配体,通过金属交换反应合成了一系列稳定的偶联反应金属催化剂。本论文从以下几方面进行了研究。首先,以毗啶官能团化的N-杂环卡宾配体,通过金属交换反应合成了三种多齿NCCN型N-杂环卡宾镍配合物,并且对以上镍化合物和相应的金属交换反应中间体银配合物进行了表征。研究了温和条件(80℃)下对卤代芳烃的Suzuki偶联反应,该类化合物在空气中稳定,即使对惰性氯代芳烃仍具有高的活性和选择性。该类镍催化剂甚至可在室温催化一系列氯代芳烃的Kumada反应,具有适应范围宽,催化剂用量少(2 mol%)的优点。其次,以吡唑官能团化的N-杂环卡宾配体合成了三种双核N-杂环卡宾镍配合物,并且对其进行了表征。以双核镍配合物作为催化剂,首次实现了以N-杂环卡宾镍化合物催化的各种氯代芳烃、杂环氯代芳烃和烯基氯化合物的Negishi反应。在Negishi反应中,双核镍配合物表现出双金属协同催化作用,在较温和的条件下(80℃),0.1-0.5 mol%的双核镍催化剂可以实现各种氯苯的Negishi偶联,产率甚至可以达到当量。这种双金属结构催化剂可以代替价格昂贵的钯盐和环境不友好的膦配体,为有机合成提供一条新的途径。最后,以嘧啶官能团化的N-杂环卡宾配体,通过金属交换反应合成了一系列三价钴化合物,并对它们进行了表征。在金属交换反应中,这些钴化合物均由Co(Ⅱ)氧化成Co(Ⅲ)。在室温下,2 mol%钻催化剂对于溴代芳烃、溴代杂环芳烃、烯基溴与格氏试剂的偶联反应,产率可以达到90%以上