钌(Ⅱ)多吡啶类配合物由于其丰富的光化学、光物理性质以及其独特的与DNA结合能力，被广泛用于小分子配合物与DNA的相互作用研究。核酸作为生物体遗传信息的携带者，介入了生物的生长、发育和繁殖等正常活动，也与致癌等生命的异常活动密切相关。通过金属配合物与DNA的相互作用研究DNA的结构与功能的关系，有助于人们从分子水平上了解生命现象的本质。 本文合成了七个新的多吡啶类配体，十八个新的钌(Ⅱ)多吡啶类配合物；用元素分析、核磁共振波谱、快速原子轰击质谱(FAB-MS)、电喷雾质谱(ES-MS)、循环伏安等进行了比较全面的表征；并对一些配合物进行了晶体结构测定；用电子吸收光谱滴定法、荧光光谱法、圆二色(CD)谱法、粘度测定及电泳实验等方法研究了配合物与DNA的键合行为；此外，用量子化学密度泛函的理论(DFT)方法对一系列配合物进行了理论计算。论文着重从配合物的取代基效应、引入可导致分子间氢键的官能团及配体骨架上引入电负性强的氮原子等方面，从实验与理论的结合上研究钌(Ⅱ)多吡啶类配合物与DNA的键合规律，得到三个重要结论。 (1)取代基电子效应及位阻对该类配合物与DNA作用的影响：插入配体上引入供电子基团会降低配合物与DNA的亲和力，引入吸电子基团会增加配合物与DNA的亲和力；同时，取代基团的空间位阻也是影响配合物与DNA亲和力的一个重要因素。配合物与DNA的键合倾向应综合考虑取代基的电子效应与空间位阻因素得到。结果表明，设计的该系列配合物与DNA的亲和力大小顺序为：[Ru(phen)2(7-F-dppz)]2+＞[Ru(phen)2(7-CF3-dppz)]2+＞[Ru(phen)2(7-CH3-dppz)]2+＞以及[Ru(phen)2(6-NO2-dppz)]2+＞[Ru(phen)2(6-OH-dppz)]2+。 (2)在插入配体上引入羰基和带NH2的嘧啶环的官能团，这些官能团是质子的受体或给体，有可能与DNA碱基对形成分子间氢键从而导致配合物具有较强的DNA亲和力。结果表明，设计的该系列配合物的DNA结合常数(Kb)相当大，分别为：[Ru(bpy)2(dpbpd(NH2)2)]2+(1.7×106M-1)，[Ru(phen)2(dpbpd(NH2)2)]2+(2.6×106M-1)，[Ru(bpy)2idpq]2+(1.7×106M-1)和[Ru(phen)2idpq]2+(4.0×106M-1)，初步证明本设计思想是正确的。同时，发现含有插入配体idpq的配合物与DNA键合具有较强的立体选择性。 (3)在插入配体的骨架上增加N原子数目可调控配合物与DNA相互作用的强弱。例如，在插入配体骨架上引入含N原子数不同的吡啶环和吡嗪环，即设计合成pyip(pyip=2-(2-吡啶基)咪唑并[5，6-f]1,10-邻菲咯啉)和pzip(pzip=2-(2-吡嗪基)咪唑并[5，6-f]1,10-邻菲咯啉)作为插入配体，其配合物与DNA的亲和力将得到改进。结果表明，设计的该系列配合物的DNA亲和力的大小顺序为：[Ru(bpy)2pzip]2+＞[Ru(bpy)2pyip]2+＞[Ru(bpy)2pip]2+以及[Ru(phen)2pzip]2+＞[Ru(phen)2pyip]2+＞[Ru(phen)pip]2+。此外，有趣地发现配合物[Ru(phen)2pyip]2+在DNA存在的情况下能与Co2+形成异核配合物导致荧光完全淬灭，这表明该配合物具有潜在的可作为分子光开关的应用前景。 全文共分为四章。 第一章绪论。主要介绍钌(Ⅱ)多吡啶类配合物与DNA的相互作用的模式、研究方法和研究现状。 第二章取代基电子效应对钌(Ⅱ)配合物与DNA键合作用的影响。设计、合成了一系列[Ru(bpy)2(dppz)]2+和[Ru(phen)2(dppz)]2+的衍生物，研究了取代基的电子效应对配合物与DNA键合作用的影响。 第三章插入配体上的羰基、嘧啶环对钌(Ⅱ)配合物与DNA键合作用的影响。通过在插入配体上引入一些具有质子受体或质子供体性质从而可导致分子间氢键的官能团，如羰基和带NH2基的嘧啶环官能团等，探讨这些官能团对配合物的DNA键合性质的改进。 第四章插入配体骨架上氮原子对钌(Ⅱ)配合物与DNA键合作用的影响。设计、合成了含插入配体pyip(pyip=2-(2-吡啶基)咪唑并[5，6-f]1,10-邻菲咯啉)及pzip(pzip=2-(2-吡嗪基)咪唑并[5，6-f]1,10-邻菲咯啉)的配合物，在保持影响配合物与DNA相互作用的其它因素(辅助配体、配合物形状、平面性等)不变以及不引入取代基的情况下，探讨插入配体骨架上增加N原子数目对配合物的DNA键合性质的改进。