咔咯是一类由四个吡咯环通过三个次甲基（=CH-）相连形成的具有18-π电子共轭结构的大环化合物，所形成的金属咔咯配合物具有独特的理化性质以及优越的光学和电化学性质，在催化剂、抗肿瘤药物、电化学传感器以及纳米材料等领域都有广阔的应用前景。新型金属咔咯配合物的设计、合成及性能、应用研究已成为国际卟啉化学研究领域的热点之一。因此，在咔咯大环上引入不同类型、不同数目的取代基，并进一步合成金属咔咯配合物，进而研究金属咔咯配合物在电催化还原降解有机氯过程中的催化性能、反应机理等，具有重要的学术意义和实际应用价值。　　 本论文介绍了咔咯化合物及其金属配合物的结构、性质、主要的合成方法及其应用进展。采用无溶剂无催化剂法以硝基取代苯甲醛和吡咯缩合反应首先合成了5，10，15-三（3-硝基苯基）咔咯和5，10，15-三(4-硝基苯基)咔咯两种硝基取代咔咯。再在浓盐酸中经SnCl2·2H2O还原得到5，10，15-三(3-氨基苯基)咔咯和5，10，15-三(4-氨基苯基)咔咯两种氨基取代的咔咯。以这四种咔咯化合物与含有铜、钴或锰等金属离子的乙酸盐在相应溶剂中进行反应合成了十二种相应的新型金属咔咯配合物。利用紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振氢谱及质谱等手段对所合成的咔咯及相应的金属咔咯配合物的结构进行了表征。　　 本文通过循环伏安法研究了十六种咔咯化合物在DMF，0.1 mol·L-1高氯酸四正丁基铵(TBAP)溶液中的电化学性质，探讨了取代基的电子效应以及在苯环上的位置对咔咯配合物电化学性质的影响。硝基是吸电子基团而氨基是斥电子基团，使得它们修饰的咔咯配合物氧化还原电位会发生相应的正移或负移。硝基取代咔咯比氨基取代的咔咯更容易还原，而氧化则相反，这在金属咔咯配合物的中心金属离子氧化或还原过程中尤为明显。此外，处于对位的硝基或氨基的电子效应要比处于间位的更强，对配合物的影响愈加明显。　　 本文还利用现场薄层紫外-可见光谱电化学方法在DMF溶剂中测定了十六种咔咯化合物在控制氧化还原电位下电位下的紫外-可见光谱的变化，探讨了咔咯配合物在实验条件下的氧化态和还原态光谱特征和电子转移机理。咔咯化合物的氧化或还原反应都是硝基、氨基等取代基或咔咯大环上的电子转移过程。铜和钴的咔咯金属配合物的第一级还原反应是金属中心的电子转移过程，而三价锰咔咯配合物的第一级氧化也是发生在金属中心的。