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本论文围绕化学核酸酶模拟这一生物无机化学十分活跃的研究领域，合成了三个TACN大环衍生物配体和两个非环状多吡啶胺配体，并以过渡金属离子和羟基、氯离子、对苯二甲酸、乙酸、苯甲酸、氯乙酸、亚氨基二乙酸等共配体设计合成了二十六个未见文献报道的配合物，解析了它们的晶体结构，应用元素分析、红外光谱等方法进行了表征；并应用电子光谱、荧光光谱、电化学、黏度和琼脂糖凝胶电泳等手段研究了其化学核酸酶活性。
论文主要研究结果概括如下：
1、以双对甲酚桥联的Bis-TACN双大环为配体的Cu、Zn配合物的设计合成与核酸酶活性研究。晶体结构分析结果表明两个配合物的中心离子配位构型相同，均为五配位的四方锥构型，酚氧的双桥联作用下，Cu…Cu间的距离为2.999A；Zn…Zn间的距离为3.073 A。无氧条件下，双核Zn(Ⅱ)/H<,2>O<,2>体系切割DNA反应是水解机理；有氧条件下，双核Zn(Ⅱ)/H<,2>O<,2>体系切割DNA反应是由单线态氧作为反应活性物种的氧化机理和水解机理共存。有氧条件下，双核Cu(Ⅱ)/巯基乙醇体系切割DNA反应是由单线态氧作为反应活性物种的氧化机理。相比而言，具有双酚氧桥联的两个配合物表现出的切割活性并不令人满意。本文推测认为配合物的双原子中心的空配位点位于反方向，限制了双金属中心同时与磷酰氧结合，未能产生双I,ewis酸活化的协同作用。
2、以TACN-COOH为主要配体具有Dimer结构的Co(Ⅱ)，Co(Ⅲ)和Mn(Ⅳ)配合物的合成与核酸酶活性研究。晶体结构分析结果表明配合物的化学式为[Mn<,2>(TACN-COO)<,2>(μ-O)<,2>]·(ClO<,4>)<,2>·2H<,2>O(3)，[Co<,4>(TACN-COO)<,4>(μ-OH)<,4>]·(ClO<,4>)<,4>·4CH<,3>OH(4)，[Co<,2>(TACN-COO)<,2>(μ-OH)<,2>]·5H<,2>O(5)和[Co<,2>(TACN-COO)<,2>(μ-OH<,2>)<,2>]·(ClO<,4>)<,2>·4H<,2>O(6)。配合物3，4，5是有效的能促进DNA水解的断裂试剂。在pH=7.2和37℃条件下，配合物3，配合物4，配合物5切割DNA的米氏常数K<,cat>分别为7.09 h<-1>，3.57 h<-1>，3.61 h<-1>。配合物6切割DNA的反应是由单线态氧作为活性物种的氧化过程。
3、氯桥联Mn(Ⅱ)，Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)配合物的合成与核酸酶活性研究。晶体结构分析结果表明配合物的化学式为[Mn<,3>(bpma)<,2>(μ-Cl)<,4>(H<,2>O)<,2>]·Cl<,2>·CH<,3>CN(7)，[Cu<,3>(bpea)<,2>(μ--Cl)<,2>(Cl)<,2>]·Cl<,2>(8)和[Cd<,2>(iPr<,2>TACN)<,2>(μ-Cl)<,2>Cl<,2>](9)。配合物7是一个能促进DNA水解断裂的试剂。在pH=7.2和37℃条件下，配合物7切割DNA的米氏常数K<,cat>为1.11 h<-1>。配合物8切割DNA的反应是由单线态氧或过氧化物作为活性物种的氧化过程。配合物9切割DNA的反应是由单线态氧作为活性物种的氧化机理。
4、单核过渡金属配合物。得到了八个单核金属配合物，通过元素分析、红外、紫外等方法表征了配合物的组成和性质，应用紫外、荧光、黏度、电化学等实验技术，研究了配合物与小牛胸腺DNA之间的作用。实验结果表明，八个配合物与DNA之间均为中等强度插入作用。配合物10和12是两个简单有效的能促进pBR322 DNA水解断裂试剂。在pH=7.2和37℃条件下，浓度为2.15 mM配合物10切割DNA的表观速率常数K<,obs>为3.4×10<-5>s<-1>；浓度为3.6 mM配合物12切割DNA的表观速率常数K<,obs>为2.15×10<-5>s<-1>。配合物13和14两个体系切割DNA反应是由H<,2>O<,2>参与的水解机理。
5、以非环状多吡啶胺为主要配体μ-oxo桥联铁(Ⅲ)配合物的合成。通过元素分析、红外、紫外等方法表征了其性质；测定了配合物的变温磁化率，并进行了理论处理，结果表明化合物中的Fe(Ⅲ)均处于S=<1>/<,2>自旋态，在μ-oxo桥联铁(Ⅲ)配合物中比较少见；通过利用紫外、荧光、黏度、电化学等实验技术研究了配合物与小牛胸腺DNA之间的作用，实验结果表明配合物与DNA之间为中等强度插入作用；初步研究了配合物的核酸酶活性。
6、羧酸和叠氮桥连的双核Mn(Ⅱ)，Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)配合物。通过紫外、荧光、黏度、电化学等实验技术，研究了配合物与小牛胸腺DNA之间的作用。配合物25是一个简单的能促进pBR322 DNA水解断裂试剂。在pH=7.2和37℃条件下，浓度为1.75 mM：该配合物切割DNA的表观速率常数K<,obs>为1.17×10<-4>s<-1>。
本论文拓展了化学核酸酶模拟体系，对模型配合物的核酸酶活性进行了较深入地研究，计算了一些量化参数，探讨了配合物结构与核酸酶活性的关系，为设计合成新型的、结构简单的、高效化学核酸酶提供了一定的有价值的信息。