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烃类的催化氧化反应在化学工业中具有十分重要的地位,其中涉及的催化剂种类繁多,而仿生催化剂具有高效、绿色、节能等特点备受关注。金属卟啉因能够有效地模拟细胞色素酶(过氧化氢酶,P450酶等)的功能成为一类人们研究热点的仿生催化剂。氯化血红素作为细胞色素P450酶辅基的主要金属卟啉类物质,在有机合成、催化、材料、生物等领域具有广泛的应用。开展以氯化血红素为原料的催化氧化烃类的研究具有十分重要的意义。本论文首先对氯化血红素经脱乙烯基和脱铁两步合成了重要的中间体次卟啉(DP),并探索在间苯二酚作用下脱乙烯基的原理,通过对中间态物质分子量捕捉分析,验证了机理路线的推导。在脱铁的反应中,通过探索盐酸与乙酸酐的用量比、反应温度、超声功率等因素获得了最佳反应工艺条件,并将该方法扩展到系列金属卟啉脱金属的反应中。同时,通过紫外光谱研究脱铁的机理过程并从理论上论证脱去不同金属离子的原理。以次卟啉为基础,对其双丙酸羧基进行改性合成,经过酯化、还原、取代、巯基化、酰化以及重排等多重步骤合成了一系列含有不同性质官能团的卟啉化合物。并将该系列金属配合物钴卟啉应用到催化空气氧化甲苯反应中,得出了取代基效应与金属卟啉催化活性之间的线性关系,特别是给电子基团-SS-和-NH2,它们的外层孤对电子更易绑定金属卟啉的核心,形成分子间的配合物,有利于辅助电子的转移和稳定活性中间态物质的稳定性；同时,利用UV-vis光谱研究了金属卟啉氧化降解规律,总结了取代基性质与金属卟啉稳定性的关系。其次,合成了带有不同链长的锰卟啉烟酸二元化合物,通过添加轴向配体(吡啶和烟酸甲酯)和电化学测试等手段进行探讨和比较,研究了其分子内配位情况,Mn-DPDN和Mn-DAPPN由于链长太短无法形成分子内配位的结构,Mn-DPEDN能够形成了分子内六配位体,而Mn-DPBDN的链长过长只能形成分子内五配位体。在该二元化合物催化氧化苯乙烯的反应中,从催化活性和主产物的选择性上来说,六配位的Mn-DPEDN明显高于五配位的Mn-DPBDN和无配位效应的Mn-DPDN。制备了单溴和三溴取代的次卟啉二甲酯,通过与中位含有芳基的四苯基卟啉相比较,考察了中位取代基对金属卟啉催化性能的影响。其中中位含有取代基官能团的Mn-DPBR和Mn-TPP比中位无取代基官能团的Mn-DPDME和Mn-DPPH具有相对较低的催化活性,而TG-DTA热分析表明,前者具有较稳定的大环结构；在Mn-DPDME催化氧气氧化环烯烃反应中,表现出优秀的催化活性和环氧化产物100%的选择性。并通过快速质谱检测(MS)和紫外分析(UV-vis)响应机制确认反应过程中生成的中间态物质和光谱的变化,提出了催化氧化反应机理。此外,在合成了四类p位取代的金属次卟啉二甲酯,通过紫外光谱研究了p位取代基-N02,-Br,-COCH3,-C2H5的性质对铁卟啉光谱性能的影响。在催化氧气氧化环己烯的反应中,探索了β位取代基与金属卟啉催化性能之间的关系,最后通过质谱碰撞能量对p位铁卟啉结构稳定性进行裂解分析,结果表明吸电子基团是能够增强金属卟啉的结构稳定性。再次,在均相催化体系中,研究了金属卟啉催化氧化环己烷、环己烯及系列醇。考察了反应工艺参数,探索了在不同的催化条件下催化氧化反应机理,其中以M-PDTEP为催化剂,考察了中心金属离子、温度、压力,催化空气氧化环己烷的催化性能。结果表明底物与催化剂的摩尔比为23170：1,温度为140℃,压力为0.7MPa时,反应4.5h能够获得约为27%的转化率及89%的醇酮总选择性；Sn-DPDME催化氧气氧化环己烯反应中,得出了在反应温度100℃、压力0.8MPa、时间7h、底物与催化剂的摩尔比为128947：1时,环己烯的转化率为84%,主产物的总选择性为94%。以M-DPDME为催化剂,在异丁醛的辅助下,温和条件下快速催化氧气氧化系列醇制备相应的醛或酮的反应,考察了系列溶剂、反应温度、金属离子等对催化反应的影响。其中以Co-DPDME为催化剂在1h内,能够快速氧化芳香醇和脂肪醇,获得理想的选择性和转化率,通过对比实验及光谱分析证实了该催化反应的机理过程。最后,制备了三类固载型催化剂,即壳聚糖固载锰卟啉[Mn(III)DPCl-CTS]、硅胶固载锰卟啉(SiO2&NH2&Mn-DP)和纳米Fe304固载锰卟啉(Fe3O4&SiO2&NH2&Mn-DP),并进行了详细的UV-vis、FTIR、,TG-DTA、TEM (SEM)、XRD表征。在最佳条件140℃,0.7MPa下.Mn(Ⅲ)DPCl-CTS催化空气氧化环己烷能够获得约为17%的转化率和89%的总选择性,该催化剂循环5次使用依然保持良好的催化活性；在温和条件下,SiO2&NH2&Mn-DP和Fe3O4&SiO2&NH2&Mn-DP催化氧化系列烯烃的反应中,以氧气为氧化剂,乙腈为溶剂,50℃下反应1.5h获得98%的烯烃转化率和91%的环氧化物选择性。