α-烯烃是现代石油化工、精细化工的重要原料，需求量很大。过渡金属配合物催化的乙烯齐聚是合成α-烯烃的先进方法，产品按Flory-Schultz分布，其中约一半为市场需求不大的α-烯烃。只有解决了这些产品的出路问题，才能平衡产销矛盾，形成完整的生产α-烯烃的技术。SHOP工艺是目前世界上最先进、最成熟的α-烯烃生产技术。它通过乙烯齐聚获得α-烯烃，然后把市场需求小的α-烯烃经烯烃双键异构化、交叉交互置换反应全部变成市场需求大的产品。这是当前公认的平衡α-烯烃装置产销矛盾的先进方法。但SHOP工艺中交互置换反应的催化剂效率低、能耗高，必须大规模生产，充分回收能量经济上才能过关。解决SHOP法中交互置换反应单程转化率低、提高有市场需求α-烯烃的选择性的工作不仅有明确的应用背景，也有重要的学术价值，也是建立我国α-烯烃工业必须解决的问题。提高交互置换反应单程转化率的关键是寻找性能优良的催化剂。Grubbs型钌卡宾配合物是目前公认性能最好、应用最广泛的烯烃交互置换反应催化剂，但也存在稳定性欠佳，对具有较强配位能力基团（如氰基）的容忍性还不理想等问题。因此，提高钌卡宾配合物的稳定性，改善其对较强配位能力官能团容忍性是目前烯烃交互置换反应研究的重点。本论文首先改进了钌卡宾配合物[1，3-二-（2，6-甲苯基）-4，5-二氢咪唑基]-苯亚甲基-三苯基膦-二氯合钌（41）的合成方法。在正己烷中反应可高产率地得到高纯度的目标产物，简化了分离提纯过程。研究了配合物41催化的1-丁烯与异构化后十八烯的交叉交互置换反应，证明配合物41是性能优良的催化剂。确定了最佳反应条件，当n_c18：n_c4=1：3，sub.／cat.=1000，70℃，1 h，十八烯中1-十八烯含量为5.4％时，单程总转化率为93.6％，合成润滑油原料烯烃C⁼₈～C⁼₁₂的选择性可达到22.3％，合成表面活性剂原料烯烃C⁼₁₃～C⁼₁₇的选择性为24.2％；当n_c18：n_c4=1：3，sub.／cat.=1000，60℃，6h时，单程总转化率为85.6％，合成表面活性剂原料烯烃C⁼₁₃～C⁼₁₇的选择性可达到39.8％，合成润滑油原料烯烃C⁼₈～C⁼₁₂的选择性为14.4％。C⁼₈～C⁼₁₂和C⁼₁₃～C⁼₁₇的选择性可通过改变反应条件进行调节。在正己烷与四氢呋喃（V／V=10：1）的混合溶剂中，用钌卡宾配合物二-三苯基膦-苯亚甲基-二氯合钌（4）与过量的氮杂环卡宾配体1，3-二-（2，6-二甲苯基）-4，5-二氢咪唑-2-叶立德（40）反应，一步合成了钌卡宾配合物二-[1，3-二-（2，6-二甲苯基）-4，5-二氢咪唑基]-苯亚甲基-二氯合钌（42）。此方法比Grubbs的三步法操作简便，产率高。X射线单晶衍射分析证明配合物42为四方锥构型，其中苯亚甲基与钌的配位得以加强。配合物42在催化二烯丙基丙二酸二乙酯（49）、二烯丙基丙二腈（50）闭环交互置换反应时，显示出良好的热稳定性及耐氰基性能。通过螯合配位提高了钌卡宾配合物的稳定性。用二苯基瞵乙酸盐、二苯基膦丙酸盐、二苯基膦苯甲酸盐与钌卡宾配合物41反应合成了三个新的钌卡宾配合物：含五元膦-氧螯合环的[1，3-二-（2，6-二甲苯基）-4，5-二氢咪唑基1-苯亚甲基-（二苯基膦乙酸基）-一氯合钌（46）、含六元柔性膦-氧螯合环的[1，3-二-（2，6-二甲苯基）-4，5-二氢咪唑基1-苯亚甲基-（二苯基膦丙酸基）-一氯合钌（47）及含六元刚性膦-氧螯合环的[1，3-二-（2，6-二甲苯基）-4，5-二氢咪唑基]-苯亚甲基-（二苯基膦苯甲酸基）-一氯合钌（48）。X射线单晶衍射分析证明，配合物46、47都为变形的四方锥构型，膦-氧与钌形成螯合配位，其中苯亚甲基与钌的配位得以加强。膦-氧螫合配位可抑制反应中催化活性中间体的分解。由于烯烃49、50的闭环交互置换反应简单、清晰，故用来考察新钌卡宾配合物的催化性能，结果表明配合物46、48具有良好的热稳定性及耐氰基性能。按照交互置换反应的解离机理，提高钌卡宾配合物中配体解离速率可增加催化剂的初活性和耐氰基性能。为此，合成了六个吡啶及其衍生物配位的钌卡宾配合物60-65，其中三个是新的。在钌卡宾配合物[1，3-二-（2，6-二甲苯基）-4，5-二氢咪唑基]-苯亚甲基-（2-甲基吡啶）-二氯合钌（62），[1，3-二-（2，6-二甲苯基）-4，5-二氢咪唑基1-苯亚甲基-（2，4-二甲基吡啶）-二氯合钌（63）中，邻位取代的吡啶作为解离配体，通过邻位基团的空间效应削弱钌-氮配位键，使配体更易解离，提高了催化剂的初活性。¹H NMR、¹³C NMR及X射线单晶衍射分析证明，配合物60-63是单吡啶衍生物配位的钌卡宾配合物，具有变形的四方锥构型；配合物64、65为双吡啶衍生物配位的钌卡宾配合物，具有变形的八面体构型，其中两个顺式配位的吡啶衍生物分别处于氮杂环卡宾和苯亚甲基的反位，处于苯亚甲基反位的吡啶衍生物对应的钌-氮键长要比处于氮杂环卡宾反位的长出16 pm。通过串联质谱定性研究证明，吡啶衍生物配位的钌卡宾配合物中吡啶衍生物配体解离容易程度顺序为：62＞61＞60＞65＞41。吡啶衍生物配位的钌卡宾配合物催化含氰基烯烃50闭环交互置换反应和丙烯腈与1-辛烯、1-癸烯交叉交互置换反应表明，催化剂中吡啶衍生物配体越易解离，其初活性越高，催化活性越好。其中，2-甲基吡啶配位的钌卡宾配合物62的催化活性最高，在催化烯烃50闭环交互置换反应时TOF可达960 h^-1；催化丙烯腈与1-癸烯交叉交互置换反应时TOF达到4 h^-1。