前言

近二十年来，大环化学得到了迅速的发展，引起越来越多的化学家和生物学家的重视， 大环化学已成为现代配位化学的重要内容, 大环化学的发展也给古老的无机化学带来了新的内容[1-4] 。1987年Pederson、Lehn 和Gram 由于在大环化学上的杰出成就而获得诺贝尔化学奖, 标志着大环化学发展的新的里程碑。

大环化合物主要分为三类: 冠醚(氧为给体原子)化合物、氮杂大环化合物和氮氧杂大环化合物,另外还有S、P、Si等杂原子为给体原子的大环化合物。在氮杂大环化合物中, 以四氮杂大环配体及其配合物尤为引人注意, 得到了广泛的研究。[5-10]这是由于(1) 四氮杂大环配体对金属离子有特殊的配位作用, 特别是对过渡金属离子奇异氧化态的稳定性。(2) 四氮杂大环配合物与某些生物活性物的基本单元如卟啉等有相似性, 从而可以作为生物学研究的模型化合物。

在理论研究和实际应用方面，具有良好的热力学稳定性与动力学惰性等特点的大环配合物有着卓越的研究前景。大环配合物在金属酶的模拟[11]，对有机反应的催化[12]，模拟细胞膜的传输[13]，分子识别[14]，非线性光学材料，分子器件[15-16]和自组装等方面的研究中具有重要意义。近些年来，含有杂原子(N, O, S)的大环配合物，特别是四氮杂大环配合物不仅具有抗癌，杀菌等生物活性[17-18],而且对稀土离子具有识别作用[19]。

四氮杂大环配合物

1.大环配合物概述

大环配合物是指其环的骨架上含有O，N，P，As，S和Se等多个配位原子的多齿配体所形成的环状配合物。它们在生物化学中很常见，可利用大环和螯合效应与金属离子配位。四氮大环不仅与组成叶绿素、钴胺素、血红素等的基本单元类似，可以进行能量与物质转移，对光、电、热敏感；而且还和生物体内的一些辅酶如辅酶B12类似，可以模拟这些辅酶，对其参与的生物活动的机理有一定的帮助。目前人们对四氮大环的研究已不再无机化学和纯有机化学的范围内，趋向于而与生命科学、仿生学、材料化学等息息相关。

2.卟啉类配合物

卟啉与其金属配合物是一类广泛存在于自然界中且具有特殊生理活性的化合物，其典型的代表是血红素和叶绿素。卟啉是在卟吩环十二个可取代位置上链接各种取代基后的衍生物的总称，是环状刚性共面型分子，卟吩本身是一个由18个原子、18个电子组成的封闭而连续的且具有芳香性共轭体系(如图1所示)。