三氮环配合物作为催化剂广泛应用于烯烃环氧化和二羟基化反应、硫醚、C—H、醇、酚氧化反应、DNA切割反应、磷酸酯和蛋白质水解反应。本文以1，4，7-三(2-羟基丙基)-1，4，7-三氮环壬烷(L1)、1，2-双[N，N—二(2-羟基丙基)-1，4，7-三氮杂环壬基]乙烷(L2)为配体合成了Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)配合物，利用元素分析、电喷雾质谱、电子光谱、循环伏安实验等多种手段对配合物进行了表征，确定了Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)配合物的晶体结构，并利用GC—MS、紫外—可见吸收光谱、电子顺磁共振光谱、高效液相色谱、凝胶电泳、荧光光谱、圆二色光谱等手段对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)配合物催化的烯烃环氧化反应、硫醚氧化反应、DNA切割反应和磷酸单酯水解反应进行了研究。主要工作如下： (1)1，4，7-三(2-羟基丙基)-1，4，7-三氮环壬烷(L1)的Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)配合物经电喷雾质谱、元素分析表征为[CuL1](C1O4)(NO3)、[CoL1](C1O4)2、[ZnL1](C1O4)2、[MnL1][C1O4]2。晶体结构研究表明，L1的Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)配合物属于单斜晶系的P21/n或P21/c空间群。配合物中，金属中心以六配位的方式与TACN骨架上的三个N原子和三条2-羟基丙基侧臂上的O原子配位，形成畸变八面体构型。1，2-双[N，N—二(2-羟基丙基)-1，4，7-三氮杂环壬基]乙烷(L2)与Cu(C1O4)2·6H2O按摩尔比1：2反应后生成的配合物经电喷雾质谱和元素分析表征为[Cu2L2](C1O4)4。对[CuL1](C1O4，)(NO3)、[CoL1](C1O4)2、[MnL1][C1O4]2、[Cu2L2](C1O4)4的电子光谱和电化学性质研究表明，[CuL1](C1O4)(NO3)、[COL1](C1O4)2表现出了具有N3O3配位环境和畸变八面体构型的Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)配合物所具有的紫外—可见光吸收峰，而[CoL1](C1O4)2较正的氧化还原电位说明了配合物中Co(Ⅱ)的稳定存在。 (2)以H2O2为氧化剂，[MnL1][C1O4]2可以催化苯乙烯和环己烯的环氧化反应。0℃和25℃时，环氧化产物的选择性分别为100％和95％，其选择性高于文献报道的Me3TACN锰配合物。 (3)[MnL1][C1O4]2也可以催化硫醚氧化反应，在不添加助催化剂的情况下，H2O2将硫醚完全氧化成亚砜和砜。以乙基苯基硫醚氧化反应为例，我们讨论了H2O2、[MnL1][C1O4]2用量、温度对反应速度的影响。改变[MnL1][C1O4]2用量，乙基苯基硫醚可以选择性地氧化成亚砜或砜，产物选择性达到79％-100％。25℃时，乙基苯基硫醚氧化反应的准一级反应速率常数为4.38x 10-3min-1。利用紫外—可见光谱和电子顺磁共振光谱，我们讨论了加入H2O2前后配合物金属中心价态的变化。 (4)H2O2存在下，[CuL1](C1O4)(NO3)、[Cu2L2](C1O4)4可以切割超螺旋DNA(Form Ⅰ)。我们系统研究了配合物种类及浓度、孵化时间、反应体系的pH值对切割效率的影响，研究结果表明，双核Cu(Ⅱ)配合物在低浓度下将超螺旋DNA(Form Ⅰ)切割至线性DNA(Form Ⅲ)，切割活性高于单核Cu(Ⅱ)配合物。两种配合物作用下的DNA切割为氧化切割，切割过程中生成的活性氧为单线态氧和过氧离子，并且生成了Cu(Ⅰ)离子。[Cu2L2](C1O4)4插入了DNA的双螺旋结构中，[CuL1](C1O4)(NO3)与DNA的作用方式目前还难以确定，但是两种配合物都可以排除插入DNA大沟的可能性。 (5)反应体系的pH为7.0(HEPES)、温度为50℃时，[ZnL1](C1O4)2、[Cu2L2](C1O4)4可以顺利催化磷酸单酯水解反应，[CuL1](C1O4)(NO3)不表现催化活性。当磷酸单酯与配合物浓度比为100：1时，[ZnL1](C1O4)2、[Cu2L2](C1O4)4催化下水解反应的表观一级反应速率常数分别为2.8x10-5min-1、5.9x10-6min-1。与文献报道不同的是，[ZnL1](C1O4)2、[Cu2L2](C1O4)4在金属中心配位饱和的情况下催化水解反应。