本论文以设计构筑硫桥联双金属仿生功能体系为目标,通过合理调控辅助配体的空间立体效应,精准合成一系列具有低价态、低配位数的新型硫桥联双钴配合物,并详细探究其对氢气等小分子独特的活化与催化转化功能,从分子层面为开发基于地球丰产金属的双金属协同仿生催化剂提供重要的理论指导。首先,通过引入大位阻的硫醇配体,合成了一系列具有潜在反应位点的硫桥联双钴配合物。通过溴桥联双钴前体配合物[Cp（?）Co（μ-Br）2CoCp（?）]（Cp（?）=Cp’=η5-C5H2tBu3,Cp*=η5-C5Me5）与不同当量硫醇盐的复分解反应,分别合成了 {Co2S}型单硫桥双钴配合物[Cp（?）Co（μ-SR）（μ-Br）CoCp（?）]（R=Ad,Fc）和{Co2S2}型双硫桥双钴配合物[Cp（?）Co（μ-SR）2CoCp（?）],为进一步实现小分子活化与催化转化提供了全新的反应平台。其次,利用低价态单硫桥双钴配合物探究了同时实现氢气活化和质子还原产氢的反应性能。单硫金刚烷基桥联CoⅡCoⅡ配合物1能够发生连续单电子还原反应,生成少见的低价态、低配位数双钴配合物[Cp’CoⅠ（μ-SAd）CoⅡCp’]（9）和[Cp’CoⅠ（μ-SAd）CoⅠCp’]-（11）。其中,CoⅠCoⅡ配合物9可以介导氢气的均裂活化生成双钴双氢桥配合物[Cp’Co（μ-SAd）（μ-H）2CoCp’]（12）,其能够进一步实现氢转移反应生成双钴单氢桥配合物[Cp’Co（μ-SAd）（μ-H）CoCp’]（13）。而CoⅠCoⅠ配合物11则可以经历分步的CCEE反应路径（[CoⅠCoⅠ]-→[CoⅡ（μ-H）CoⅡ]→[CoⅢ（μ-H）2CoⅢ]+→[CoⅡ（μ-H）2CoⅢ]→[CoⅠCoⅠ]-）,完成一个质子还原产氢转化循环。再次,以低配位数的单硫桥双钴配合物为前体,合成了首例硫桥联双钴氮化物并实现了其逐步还原产氨的仿生功能模拟。单硫桥双钴配合物5能够与叠氮钠发生配体交换反应,生成稳定的硫桥联双钴氮化物[Cp*Co（μ-SAd）（μ-N）CoCp*]（15）,其很容易发生质子化反应转化为亚胺配合物[Cp*Co（μ-SAd）（μ-NH）CoCp*][BPh4]（16[BPh4]）。进一步通过质子耦合电子转移生成氨桥配合物[Cp*Co（μ-SAd）（μ-NH2）CoCp*]（17）。最后,在质子酸存在条件下释放氨气,同时生成初始配合物5’。这是首次在双钴中心实现对固氮过程后半段N3-→NH2-→NH2-→NH3的功能模拟。令人更感兴趣的是,氮化物15还可以在温和条件下与H2反应生成氨化物17,计算化学研究表明,钴中心与氮配体的协同作用促进了 H2的异裂活化。最后,利用相似的合成策略,以具有大空间位阻的Cp’辅助配体的双铁配合物[Cp’Fe（μ-I）2FeCp’]为前体,合成了 一系列稳定的{Fe2S2}型硫桥联双铁配合物[Cp’Fe（μ-SR）2FeCp’]（18,R=Et;19,R=iPr）和[Cp’Fe（μ-η2:η2-pdt）FeCp’]（20）,并通过变温固态磁性分析和不同温度的穆斯堡尔谱系统地研究了这些配合物的电子结构。值得一提的是,配合物19表现出温度相关的结构相变和自旋交叉特征,为温控磁学存储器件的设计开发提供了新契机。此外,这些硫桥联双铁配合物还可以作为良好的N2还原硅胺化催化剂。