近年来,有机自由基与超分子化学的结合促进了超分子自由基化学研究领域的蓬勃发展,超分子自由基化合物的磁学、光化学以及其他优异的性能吸引了理论和合成化学家的研究兴趣。然而,目前对超分子自由基体系的研究仍然是有限且不成熟的,特别是基于超分子配位自由基体系的研究比较少见。由于有机自由基本身的不稳定和缺乏合适的配位方法,自由基-金属笼等超分子配位化合物的构建仍然是一项巨大的挑战。基于此,本文通过配位自组装的方法成功地制备了含有多氯代三苯甲基三羧酸盐（PTMTC）的中性或双自由基金属笼M1和M2。本文第一部分工作是金属笼M1和M2的组装和表征。首先合成了组装M1和M2的构建单元,如中性配体（αH-PTMTC）Na3、自由基配体（PTMTC·）Na3、铂（Ⅱ）受体cis-Pt（PEt3）2（OTf）2等,然后中性配体或者自由基配体与4,4-联吡啶和铂（Ⅱ）受体以2:3:6的摩尔比组装成中性金属笼M1和双自由基金属笼M2。随后利用相关物质表征方法如核磁共振波谱（NMR）、电喷雾电离飞行时间质谱（ESI-TOF-MS）、元素分析、电子顺磁共振波谱（EPR）等对M1和M2进行了表征,证明了M1和M2的成功组装。值得注意的是,~1H NOESY显示了铂（Ⅱ）受体与4,4-联吡啶存在NOE效应,意味着它们在空间上十分接近,直接给出了M1和M2的部分分子结构信息。本文第二部分工作是双自由基金属笼M2的性质研究。我们研究了M2的扩散系数与粒径分布、光化学性质、稳定性和磁学性质以及细胞毒性。二维扩散序谱（2D DOSY）和动态光散射（DLS）测试给出了M2合理的扩散系数及粒径分布。紫外-可见光谱（UV-Vis）显示M2的吸收强度较其自由基前体明显增强,并出现了自由基的特征吸收。关于时间和温度的核磁共振氢谱（~1H NMR）、DLS测试以及UV-Vis表明M2十分稳定。M2的固态EPR的较大谱宽、禁阻跃迁信号以及相关自旋参数均表明分子内存在自旋-自旋相互作用,并且负的耦合常数证明双自由基的基态为开壳层单线态。超导量子干涉仪（SQUID）测试证实M2是一个具有小的单线态-三线态能隙的开壳单线态双自由基。该研究开发了一种新的自由基体系,有助于研究这种分子内存在自旋-自旋相互作用的三维有机自由基金属笼。