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为了模拟金属酶的活性中心及其附近有重要生物功能的微环境，本文主要以咪唑、吡啶、喹啉等修饰的金刚烷和杯芳烃衍生物为配体，合成金属铜配合物，作为铜锌超氧化物歧化酶(Cu，Zn-SOD)和金属水解酶的模型物。本论文探讨了模型物结构和功能的关系，在该模型中铜配位中心发挥催化底物的功能，配位中心以外的侧臂通过静电、疏水等作用形式在催化过程起着协同作用。本研究主要内容包括： ⑴为了功能模拟铜锌超氧化物歧化酶和水解酶，设计和合成了功能基修饰的金刚烷基配体L1-6(L1=(pyridyl-2-methylamino)carbonyladamantane,L2=(pyridyl-2-amino)carbonyl adamantane,L3=N,N-bis(2-pyridylmethyl) amantadine,L4=N,N-bis(2-quinolinylmethyl)amantadine,L5=adamantan-1-yl(1H-pyrazol-1-yl)methanone),L6=(pyridyl-2-methyl-amino)carbonyl adamantine)，用氢谱、元素分析和红外光谱进行了表征，还对L5进行了X-射线单晶衍射表征。配体与Cu(Ⅱ)离子反应，利用溶剂自然挥发和溶剂扩散等方法合成五个铜配合物1-5(1，[Cu(L1)2(H2O)](ClO4)2;2,[Cu(L2)2Cl]Cl;3,CuL3Br2;4,CuL4Cl2;5,CuL4Br2)，并进行了元素分析、红外光谱和X-射线单晶衍射表征。晶体结构研究在配合物1-5的铜离子配位数均为5，呈四方锥构型。在pH7.8时用核黄素-蛋氨酸-NBT光照法测定模型物的SOD活性，研究表明1-5的IC50值分别为0.12、0.17、0.17、0.44和0.32μM。模型物1和2的高活性归因于Cu(Ⅱ)附近的酰胺未配位氮原子质子化后能静电识别吸引超氧负离子底物而起着协同作用。1比2的活性高29.4％，可能是由于2个金刚烷基团的空间排列差异，在1中2个金刚烷位于铜的同侧而构筑疏水通道，而在2中金刚烷分列在铜离子两侧。4和5较低活性归因于喹啉的刚性平面结构不利于催化中间体的构型转换。研究1催化对-硝基苯酚醋酸酯(p-NA)水解的性能，发现其催化p-NA的kobs随pH变化呈Sigmoidal曲线，表明催化过程中活性物种是单羟基铜配合物。 ⑵为了功能模拟SOD活性中心及其附近有重要生物功能的疏水通道，设计和合成了五种杯芳烃配体L7-11(L7=5，11，17，23，29，35-hexa-tert-butyl-38,40,42-trimethoxy-37,39,41-tris[(2-pyridine)-methoxy]calix[6]arene,L8=5,11,17,23,29,35-hexa-tert-butyl-38,40,42-trimethoxy-37,39,41-tris[(3-pyridine)-methoxy]calix[6]arene, L9=5,11,17,23,29,35-hexa-tert-butyl-38,40,42-trimethoxy-37,39,41-tris[(2-pyridine)methoxy]calix[6]arene,L10=5,11,17,23-tetra-tert-butyl-25,26,27,28-tetrakis(2-pyri-dinemethoxy)calix[4]arene,L11=5,11,17,23-tetra-tert-butyl-25,26,27,28-tetrakis(2-quinolinemethoxy)calix[4]arene)，用氢谱、元素分析、红外光谱和电喷雾质谱进行了表征，还对L11进行了X-射线单晶衍射表征。利用杯芳烃配体与Cu(Ⅱ)离子反应，合成和表征了四个铜配合物6-9(6，[CuL7(H2O)](ClO4)2;7,[Cu(L8)2](ClO4)2;8,[CuL10(CH3CN)](ClO4)2;9,[CuL11(CH3CN)](ClO4)2)。利用核黄素-蛋氨酸-NBT光照法测定6和7的SOD活性，IC50值分别为0.33和0.30μM。配合物7的较高活性可能是由于铜离子附近起着底物通道作用的两个杯芳烃疏水空腔协同作用。 ⑶为了提高水溶性和发挥侧臂在催化过程的协同性，设计合成了甲羟基修饰咪唑L12(L12=(1-methyl-1H-imidazol-2-yl)methanol)及其铜配合物10,11(10,[Cu2(H-1L)2L2](ClO4)2;11,[CuL2(Phen)](ClO4)2,Phen=1，10-phenanthroline)，并进行了元素分析、红外光谱和X-射线单晶衍射表征。在pH7.8条件下利用核黄素-蛋氨酸-NBT光照法测定10，11的SOD活性，IC50值分别为0.12和0.18μM。10比11的活性高33.3％，可能是由于数个侧臂醇羟基协同诱导作用，而11的邻菲啰啉平面刚性不利于催化中间体的构型转换。研究10催化p-NA水解性能，发现其催化p-NA的kobs随pH变化呈指数增长，表明催化过程中活性物种是双羟基铜配合物，这和pH电位滴定分析结果一致。