咔咯是卟啉的重要衍生物之一,相对于卟啉,咔咯的一个meso位碳缩合,形成了一个由两个吡咯环直接相连的碳-碳单键。其环内空腔较小,相连的吡咯环形成了三个N-H质子,使得咔咯能形成三价阴离子配体来稳定地结合较高氧化态的金属离子。因此,咔咯具有独特的光学和电化学性质,成为卟啉化学领域一个的新的研究热点。通常而言,咔咯的合成是在酸体系下由吡咯和芳香醛反应得到,然而,大多数芳香醛不能通过商业购买获得,这限制了咔咯合成的发展。为了进一步修饰咔咯化合物的合成,铃木（Suzuki）偶联反应引起了人们的关注,该法是目前构建C-C键的最有效的合成方法,通过卤代芳烃和芳基硼酸的反应进行交叉偶联,合成得到各种各样的大环芳基化合物。因此,通过铃木反应来修饰咔咯环,为咔咯及其衍生物的合成研究提供了新的思路。另一方面,金属咔咯化合物作为催化剂进行电化学催化的研究目前有了较大的进展,例如电催化析氢（HER）、析氧（OER）和氧还原反应（ORR）。本论文将通过Suzuki偶联反应合成一系列的金属钴咔咯,并研究其作为催化剂对电催化反应的影响。在本文研究的第一部分中,合成对溴取代的A₃型金属钴咔咯（5,10,15-三（4-溴苯基）钴咔咯）作为反应前体,通过Suzuki偶联反应将其与六种不同的芳基硼酸进行偶联,合成了六种不同结构特征的钴咔咯化合物。第二部分中,通过改变苯甲醛原料,合成间溴取代的A₃型金属钴咔咯,再与选取的五种不同的芳基硼酸进行Suzuki偶联反应,得到了五种不同结构特征的钴咔咯配合物。反应通过改变溴的取代位置来改变Suzuki偶联反应的位置,从而改变了咔咯环上芳基取代基的位置。借助质谱、核磁共振光谱、紫外可见光谱、红外光谱和电化学测量（CV、DPV）等手段对金属钴咔咯配合物的电子结构进行了研究。通过电催化手段测量了各例化合物对O₂的电化学催化性能,以及质子（H⁺）催化性能。研究了取代基的种类以及空间位置对电催化中心微环境的影响。除了调控溴的取代位置来研究Suzuki偶联反应对咔咯化合物的影响,之后又研究了溴的取代个数对咔咯化合物的影响。因此,在第三部分中,合成了不同含溴个数（n=1,2,3）的3例金属钴（III）咔咯配合物,并以之为前体,通过Suzuki偶联反应在溴位点上引入苯基和硝基苯基,共计合成了六种不同结构特征的钴咔咯化合物。借助质谱、核磁共振光谱、紫外可见光谱、红外光谱和电化学等手段对钴咔咯化合物的电子结构进行了研究。通过电催化手段测量了各例化合物对O₂的电化学催化性能,以及质子（H⁺）催化性能。研究了取代基的种类以及取代个数对电催化中心微环境的影响。此外,我们还选用四种不同邻位苯甲醛为原料,合成了四种邻位取代的钴咔咯化合物。邻位基团向环内收缩,研究其对咔咯环电子结构以及电催化活性中心微环境的影响。通过光谱学手段和电化学手段对化合物的电子结构进行研究。通过电催化手段测量了化合物对O₂的电化学催化性能,以及质子（H⁺）催化性能。