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双1,4,7-三氮杂环壬烷（tacn）衍生物良好的配位能力使其能够形成结构新颖、复杂多样且热动力学稳定的金属配合物。这些配合物在仿生酶、分子识别、医学诊断以及电化学催化等领域的潜在应用极为广阔。本论文利用间二苄基桥联双tacn大环形成的1,3-二（1,4,7-三氮杂环壬烷-1-甲基）苯（L~1）为前体,通过在tacn骨架N原子上修饰烷基或者具有配位功能的悬臂得到了四种衍生配体:1,3-二[4,7-二异丙基-（1,4,7-三氮杂环壬烷-1-基甲基）]苯（L~2）、1,3-二[4,7-二（2-氨基甲酰乙基）-（1,4,7-三氮杂环壬烷-1-甲基）]苯（L~3）、1,3-二[4,7-二（3-羟丙基）-（1,4,7-三氮环壬烷-1-甲基）]苯（H4L~4）以及1,3-二[4,7-二（2-羧基乙基）-1,4,7-三氮杂环壬烷-1-甲基]苯（H4L~5）。利用上述衍生配体共获得了九例金属配合物,借助红外光谱、电喷雾质谱及单晶衍射等表征手段对上述配合物的组成和结构进行了全面表征,并且对部分配合物的仿酶活性、结构转换行为以及电催化性能进行了研究。全文共分为四章:第一章主要涵概三点,首先对具有双/多tacn衍生物的金属配合物模拟金属酶的结构及其功能的研究进展进行了简要的概述;其次对多因素诱导金属-有机框架结构转换的条件进行了简要概述;最后对多孔金属-有机框架在电催化领域的研究现状进行了概述。第二章通过优化合成线路得到了由间二苄基桥联两个tacn环形成的裸环配体（L~1）,随后通过在tacn环的N原子上修饰异丙基、氨基甲酰乙基或羟丙基侧臂,获得了三种衍生配体L~2、L~3和H4L~4。利用这四种配体与铜盐按照1:2的比例进行常规溶液相反应获得了四例双核铜配合物,即[（Cu2L~1）Cl4]（1）、[（Cu2L~2）Cl4]·2H2O（2）、[Cu2L~3]（NO3）4·2H2O·CH3CN（3）和[Cu2（H4L~4）]（Cl O4）4·2H2O（4）。配合物（2）～（4）的晶体结构已确定,同时通过电喷雾质谱和紫外-可见吸收光谱证实配合物（1）～（4）的双核结构在PB缓冲体系中能够保持稳定。在近生理条件下,以四种配合物作为核酸酶以及SOD酶模拟物开展了仿酶活性的研究。从结果来看,这四种配合物对超螺旋DNA的切割作用都采用氧化切割模式,除了配合物（2）在不引入H2O2的条件下能够对DNA进行切割,其它三种配合物均需在H2O2存在下才显示出明显的切割活性。利用紫外光谱检测NBT还原速率的间接方法对四种配合物的SOD酶活性进行了初步探究,它们都表现出良好的SOD酶活性,IC50值处于0.5～0.8μmol/L的浓度区间内。结合电喷雾质谱的检测结果分析比较了四种配合物的SOD酶活性,推测配合物（1）和（2）在PB缓冲液中可能形成了磷酸根桥联的双核Cu（II）物种,导致Cu（II）中心周围用于结合底物分子的可交换配位点数目减少,因此它们的SOD酶活性与配合物（3）和（4）的活性相当。第三章利用具有丙酸侧臂的双tacn配体H4L~5与Ni（Cl O4）2·6H2O反应获得一例四核金属配合物[Ni2（H2L~5）（H2O）2]2（Cl O4）4·10H2O（5）。高分辨质谱分析揭示四核结构的配合物（5）在水溶液中可以解离形成稳定的双核物种,其形成原因可根据结构解析获得的化学键参数予以解释。考虑到配合物（5）形成的双核镍物种中双tacn配体的悬臂羧基可作为桥联基团,因此该双核镍物种具有作为金属配体的潜在可能。我们以配合物（5）作为前驱体,通过引入与Ni（II）具有不同半径及配位几何构型的过渡或者稀土金属研究了金属离子嵌入诱导的配合物的结构转换行为,经溶解-重结晶步骤得到了四例结构新颖的配合物:{[Cd2Ni4（L~5）2（H2O）2（OH）2]（Cl O4）2·7H2O·CH3OH}n（6）和{[Ln Ni4（L~5）2（H2O）8]（Cl O4）3·6H2O}n[Ln=La（7）,Ce（8）,Pr（9）]。其中,配合物（6）是由引入的两个Cd（II）作为节点桥联四个双核单元[Ni2L~5]形成的二维金属-有机框架,而配合物（7）、（8）、（9）属于异质同晶体,均是由引入的轻稀土Ln（III）离子桥接四个双核单元[Ni2L~5]形成的二维（4,4）层状金属-有机框架。在上述二维金属-有机框架的晶体结构中,二维配位层借助与层间/内水分子以及Cl O4-阴离子的氢键作用堆积形成三维的超分子网络。第四章利用离子嵌插策略辅以机械作用力破坏了金属-有机框架（7）～（9）中二维配位层间的氢键作用,从而将三种二维金属-有机框架体相材料剥离成相应的二维金属-有机框架纳米片:Ni-La纳米片、Ni-Ce纳米片以及Ni-Pr纳米片,并对这些二维金属-有机框架纳米片的电催化性质开展了研究。以0.5 mol/L KHCO3（p H=7.2）作为电解质溶液,对三种二维金属-有机框架纳米片的电催化析氧性能进行了测试,Ni-La纳米片、Ni-Ce纳米片以及Ni-Pr纳米片在2 m A cm-2处的过电位分别为为431 m V、364 m V和445 m V,塔菲尔斜率分别为217 m V dec-1、197 m V dec-1和221 m V dec-1,三者相比Ni-Ce纳米片的电催化析氧性能明显优于另外两者,并且表明了稀土离子氧化还原性质的差异可用于材料电催化性能的调控。