氢气是一种燃烧值高的能源载体,资源丰富,燃烧产物,无毒、无污染。对于日益增长的能源需求和温室效应的解决是一种很好的办法,因此受到人们广泛的关注。在比较温和的条件下,生物酶能实现高效的催化质子产氢,尤其是铁铁氢化酶具有较高的活性,是镍铁氢化酶和无铁氢化酶活性的50-100倍,约为6000-9000 mol s-1。对铁铁氢化酶模拟物的研究成果也是不胜枚举,但是这些氢化酶模拟都有共同的弱点,过电位高,化学稳定性差。而近年来报道的一些关于刚性配体的铁铁氢化酶模拟物,不仅具有较低的过电位而且化学稳定性好,产氢效率也超过柔性配体的铁铁氢化酶模拟物,对日后铁铁化氢酶模拟物的研究提供了新的方向。因此本论文第二章主要是研究刚性萘环为配体的铁铁氢化酶模拟物。此外,催化剂与光敏剂结合来进行光解水也是一个热点研究对象,更加的节能环保,因此铁铁氢化酶的模拟,以及通过吡啶轴向与口卟啉锌配位的自主装超分子的合成和研究,是本论文第三章研究的主要内容。本论文的工作主要分为两部分:(1)以铁铁氢化酶的[2Fe2S]为活性中心,刚性二硫萘环化合物为配体,合成给电子和吸电子为取代基的铁铁氢化酶模拟物1-5,通过这类配合物中二硫配体的给电子和吸电子能力不同,引起配体对活性中心电子密度的变化和对催化活性的影响。比较其不同质子酸的条件下,电化学行为的差异并推测其可能的机理。此外,还借助一系列手段(核磁、红外、紫外、单晶衍射仪、元素分析、电化学)对配合物1-5的结构和性质进行表征分析。(2)分别通过自主装合成了超分子配合物7、9,前驱体铁铁氢化酶模拟配合物6、8以及对照配合物10。配合物7是调节刚性萘环配体通过吡啶基团轴向配位于卟啉锌的超分子;配合物9是用膦配体取代羰基通过吡啶基团轴向配位于卟啉锌的超分子。对比二者的前驱体在不同酸性条件下,电化学行为的不同,并推测其可能的机理,以及自身荧光性质的差异。发现配合物9的荧光猝灭率比配合物7高,说明配合物9分子内电子转移速度较快。通过核磁、红外、单晶衍射、电化学等手段对这些配合物进行了表征。