超氧化物歧化酶（SOD）及其模型化合物的研究在化学、生物学及医学等交叉领域中都具有非常重要的意义，因此对它的研究一直是倍受关注的课题。本论文综述了SOD的种类、作用和发展史，在此基础上，引出了SOD的一名新成员——Ni-SOD，它的发现不仅为SOD家族注入了新鲜的血液，而且有助于Ni在生物体系中作用的理解；简述了SOD模型化合物的研究进展；根据已报道的有关Ni-SOD有限的性质和结构信息，依据SOD酶进化上的高度保守性，对Ni-SOD活性中心结构和其歧化超氧阴离子自由基(O₂^-·)的催化机理进行了初步的探讨；合成了一系列Ni-SOD的模型化合物，对配体和配合物均进行了元素分析和光谱表征；另外还对其中的两种配合物进行了晶体结构表征和量子化学计算；采用邻苯三酚自氧化方法测定了所有模型化合物的生物活性，讨论了它们的构效关系。论文的主要工作如下： 1．叙述了超氧自由基的产生、反应活性及其对生物体的危害，简述了超氧化物歧化酶的种类、作用和发展史，从而引出本论文的研究课——Ni-SOD，并对SOD模型化合物研究的进展作了简单介绍。 2．概述了镍的生物学意义。 3．介绍了镍超氧化物歧化酶的来源、命名、性质以及结构的最新信息，对Ni-SOD活性中心结构及其歧化超氧阴离子自由基(O₂^-·)催化机理进行了初步的探讨。 4．将Fe-SOD活性中心金属离子置换为Ni得到还原型Ni（Ⅱ）-SOD和氧化型Ni（Ⅲ）-SOD，运用Gaussian 98程序包在LANL2DZ基组水平上对它们分别进行了量子化学计算，讨论了两种类型Ni-SOD分子轨道能量、电荷分布及前线轨道的贡献，并对它们进行了比较。 5．设计、合成了一系列含有咪唑基的配体，并另外选择了联吡啶、邻菲啰啉作为辅助配体与镍的高氯酸盐合成了一系列的单核、双核模型化合物，对它们进行了元素分析和红外谱图、紫外谱图的表征。 6．对所合成配体EDTB、tbpOH的Ni-SOD模型化合物进行了晶体结构表征，对它们的晶体结构进行了解析和量子化学计算，并对其构效关系进行了讨论。 7．利用改进的邻苯三酚自氧化法测定了所合成模型化合物的生物活性。