近年来顺磁核磁共振在生物大分子（如蛋白质、DNA等）的结构和功能研究中逐渐体现出其无可比拟的优越性，顺磁技术能提供其他技术手段难以获得的大分子的长程结构信息，而顺磁标签则是顺磁技术中修饰蛋白质最为主要的技术手段之一。本文在2，6-吡啶二羧酸的基础上，设计合成了以一个或多个吡啶环为骨架的吡啶二羧酸衍生物、8-羟基喹啉衍生物、2，2-联二吡啶衍生物、1，10-邻菲罗啉衍生物等不同系列的顺磁标签，共10余个新化合物。利用一维或二维核磁共振手段分别对以上化合物进行了结构表征，并用5，5-二硫基-双(2-硝基苯甲酸)核磁共振技术定性比较部分含双键的标签与半胱氨酸反应的速率快慢。合成出的标签通过巯基与双键加成、二硫键间等化学反应的方法将其定点引入到蛋白质中，来实现蛋白质的定点顺磁标记，进而利用生物大分子核磁共振技术对修饰后的蛋白质进行结构和功能等方面的研究。本文中合成的新化合物具备分子结构简单，刚性强，配位数多等优点，均能较好较快的与镧系金属离子或过渡金属离子配位。这些配合物在水溶液中有较好的溶解性，并且在生理条件下就能很好地对蛋白质进行定点修饰。4-巯基-2，2:，6，2"-三吡啶-6，6"二羧酸是个非常有前景的标签，它和ubiquitin A28C及ubiquitin T22C均能很好的链接，且连接产率高于80％。另外，我们还做了此标签与不同金属离子结合的紫外吸收实验，以确定该标签与金属离子的结合行为。通过实验测得的赝接触化学位移值(PCS)拟合得到的金属离子张量很大，和理论值极为接近。这表明该标签刚性非常强，较大的金属离子张量使标签能更好的用于蛋白质-蛋白质，蛋白质-DNA和蛋白质-小分子复合物等相互作用的研究。