[FeFe]氢化酶是一种能高效地催化质子还原为氢气及其可逆反应的生物酶,对[FeFe]氢化酶的仿生化学研究不仅具有重要的理论意义,而且对缓解日益严重的环境污染和能源危机具有广阔的应用前景因而引起化学家们的广泛关注。为丰富和发展[FeFe]氢化酶的化学模拟工作,本文开展了新型[FeFe]氢化酶活性中心模型物的合成、结构及功能的研究,取得了如下创新性成果:1.以简单模型物[μ-SCH₂)₂NCH₂CH₂OH]Fe₂（CO）₆、[（μ-SCH₂）₂NH]Fe₂（CO）₆及[（μ-SCH₂）₂CH（OH）]Fe₂（CO）₆分别与2-C₄H₃OC（X）Cl（X=O,S）反应,合成了6个官能团化的模型物[（μ-SCH₂）₂NCH₂CH₂O₂CC₄H₃X-2]Fe₂（CO）₆（1,X=O;2,X=S）、[（μ-SCH₂）₂NC（O）CC₄H₃X-2]Fe₂（CO）₆（3,X=O;4,X=S）和[（μ-SCH₂）₂CHO₂CC₄H₃X-2]Fe₂（CO）₆（8,X=O;9,X=S）,用元素分析、IR和¹HNMR对它们进行了表征,并测定了其中5个化合物的单晶结构,用循环伏安法研究了它们的电化学性质,通过对2的电化学性质研究表明其在以弱酸醋酸作为质子源时,它能有效地电化学催化质子还原为氢气,并提出了它的催化机理。2.通过配体取代反应,合成了3个N-官能团化的氮杂卡宾取代的模型物[（μ-SCH₂）₂NCH₂CH₂O₂CCH₃]Fe₂（CO）₅L（5）、[（μ-SCH₂）₂NCH₂CH₂O₂CC₄H₃O-2]Fe₂（Co）₅L（6）和[（μ-SCH₂）₂NCH₂CH₂O₂CC₄H₃S-2]Fe₂（CO）₅L（7）（L=1-甲基-3-（2,4,6-三甲基苯基）咪唑-2-碳烯）,用元素分析、IR和¹H NMR对它们进行了表征,并测定了它们的单晶结构。红外光谱显示氮杂卡宾配体具有强的供电子能力。3.利用氮杂丙撑桥（ADT）[2Fe2S]模型物[（μ-SCH₂）₂NCH₂CH₂SC（O）CH₃]Fe₂（CO）₆分别与立方烷簇合物[PPh₄]₂[Fe₄S₄（TriS）（SEt）]及[NBu₄]₂[Fe₄S₄（TriS）（SEt）]进行酯交换及脱羰基反应,合成了两个具有[FeFe]氢化酶活性中心整体骨架结构{[2Fe2S]（μ-S）[4Fe4S]}的模型物[PPh₄]₂[Fe₄S₄（TriS）{Fe₂N（CH₂S-μ）₂（CH₂CH₂S）（CO）₅}]（17）和模型物[Bu₄N]₂[Fe₄S₄（TriS）{Fe₂N（CH₂S-μ）₂（CH₂CH₂S）（CO）₅}]（18）,通过元素分析、IR、¹H NMR和MS等手段对这两个化合物进行了表征。4.通过[（μ-SCH₂）₂NCH₂CH₂OH]Fe₂（CO）₆、[（μ-SCH₂）₂NH]Fe₂（CO）₆和[（μ-SCH₂）₂CH（OH）]Fe₂（CO）₆官能团转化反应合成了三个双蝶状的模型物C₅H₃N{[（μ-SCH₂）₂NCH₂CH₂O₂C]Fe₂（CO）₆}₂（1）、C₅H₃N{[（μ-SCH₂）₂NC（O）]Fe₂（CO）₆}₂（2）和C₅H₃N{[（μ-SCH₂）₂CHO₂C]Fe₂（CO）₆}₂（3）,用元素分析、IR和¹H NMR对它们进行了表征,并测定了模型物2的单晶结构。用循环伏安法研究了2的电化学性质,电化学研究表明以弱酸为质子源时,模型物2能催化质子电化学还原为氢气。5.通过官能团转化反应合成了四个三蝶状的模型物C₆H₃{[（μ-SCH₂）₂NCH₂CH₂O₂C]Fe₂（CO）₆}₃（4）、C₆H₃{[（μ-SCH₂）₂NCH₂CH₂O₂C]Fe₂（CO）₅PPh₃}₃（5）、C₆H₃{[（μ-SCH₂）₂CHCH₂O₂C]Fe₂（CO）₆}₃（6）和N{[（μ-SCH₂）₂NCH₂CH₂O₂CCH₂]Fe₂（CO）₆}₃（7）,用元素分析、IR、¹H NMR进行了表征,并测定了模型物4的单晶结构。6.分别利用模型物[（μ-SCH₂）₂NCH₂CH₂O₂CCH₃]Fe₂（CO）₆及[（μ-SCH₂）₂NCH₂CH₂O₂CC₄H₃O-2]Fe₂（CO）₆与双膦配体PPh₂CH₂CH₂PPh₂和trans-PPh₂CH=CHPPh₂反应,合成了四个双膦配体桥连的双簇N-官能团化的模型物{[（μ-SCH₂）₂NCH₂CH₂O₂CCH₃]Fe₂（CO）₅Ph₂PCH₂}₂（8）、{[μ-SCH₂)₂NCH₂CH₂O₂CCH₃]Fe₂（CO）₅Ph₂PCH}₂（9）、{[μ-SCH₂)₂NCH₂CH₂O₂CC₄H₃O-2]Fe₂（CO）₅Ph₂PCH₂}₂（10）和{[（μ-SCH₂）₂NCH₂CH₂O₂CC₄H₃O-2]Fe₂（CO）₅Ph₂PCH}₂（11）,用元素分析、IR、¹H NMR和³¹P NMR对它们进行了表征并测定了它们的晶体结构。