大环冠醚化合物是一类新型配体,在自然界中普遍存在,如卟啉铁和卟啉镁。由于冠醚配体的空间构型和电子结构非常复杂易变,由此产生了一系列特殊性质,尤其是以氮原子替代冠醚环中的氧原子的氮杂冠醚的合成方法、性质研究以及应用开发成为人们研究的一个热点。这不仅由于冠环氮原子相对的软碱性质,使其对碱金属、碱土金属、过渡金属和重金属具有特殊的配位亲和性,所形成的冠醚配合物在主客体化学、分子识别和信息传输中具有重要意义,还由于其结构易于化学修饰和独特的分子结构,使其相应的金属-冠醚配合物可以作为酶模型,为研究生命活动过程提供了广泛的可能性。　　本论文追踪这一前沿展开工作,以大环冠醚金属配合物及其功能性质为研究对象,通过分子设计合成新型配体和结构新颖的具有特殊功能性质的功能配合物,并研究其组成-结构-性能关系,同时也为进一步设计和合成具有更高功能性质的功能配合物提供了新思维、新方法,在此基础上,提出本论文的设计思想。　　第一部分,在大量文献调研的基础上,综述了氮杂冠醚配体和配合物研究的历史发展以及应用性质研究,并阐明了大环化合物的研究意义。　　第二部分,按文献方法采用非模板法合成了一类大环冠醚化合物:5,5,7,12,12,14-六甲基-1,4,8,11-四氮杂十四员冠醚,制备了它的过渡金属配合物,成功培养了C16 H36 Cl2 Cu N4 O8和C18 H36 Cu N6 S2两个单晶,并用红外、元素分析和X单晶衍射等方法对他们进行表征。　　第三部分,研究了大环配合物的电化学性能及其与DNA作用的电化学变化,为人们从分子水平上了解生命现象的本质,进而通过分子设计来寻找有效的治疗药物开辟了新的途径。　　第四部分,对5,5,7,12,12,14-六甲基-1,4,8,11-四氮杂十四员大环冠醚金属配合物(钴,镍)催化苯酚羟基化反应的催化性能进行了研究。色谱分析结果表明,大环冠醚金属配合物对苯酚羟基化反应具有催化活性,同时表现出一定的催化选择性,其催化机理仍在探索中。　　第五部分,采用大型水蚤的急性毒性试验方法检测大环类化合物的毒性。结果表明:NiL1(ClO4)2对水蚤的半数致死量24h LD50为20mgL,48h LD50为16mgL;NiL3(ClO4)2对水蚤的半数致死量24h LD50为7mgL,48h LD50为6mgL。结论:大型水蚤能够灵敏检测水中的大环类化合物。