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自从1998年唯铁氢化酶的第一个晶体结构发表以来，由于它可高效地催化质子还原成氢气，其活性中心的结构和功能模拟受到了广泛关注。目前研究重点主要集中在对单体二铁二硫模型配合物的模拟上，其中配体取代反应也多集中于单齿膦配体。本论文主要合成了一系列二铁二硫配合物作为唯铁氢化酶活性中心的结构和功能模型。本文合成了两个氨基取代的氮杂丙烷桥化合物[（μ-SCH2）2N（CH2CH2NHTs）Fe2（CO）6]（8）和[{（μ-SCH2）2NCH2CH2N（μ-SCH2）2Fe2（CO）6}Fe2（CO）6]（9）。研究表明8和9的质子化发生在桥头氮原子上，而没有发现铁铁键的质子化产物。与芳香胺桥头氮原子取代的二铁二硫模型化合物相比，脂肪胺氮原子取代的化合物8和9更有利于质子化的发生，在电化学条件下是更好的催化剂用来催化质子还原放氢，9的催化活性转数可达60。在9的基础上，我们合成了双聚及多聚体化合物10和11。晶体结构表明化合物10呈一个大环状而化合物11是一个线性结构。电化学研究表明化合物10和11催化活性更高，其转数可达80-90，作为催化剂它们有着进一步的潜在应用。考察了二铁二硫化合物13和14与双齿膦配体二苯基膦乙烷（dppe）和二苯基膦甲烷（dppm）的反应，主要可生成三类化合物。在温和的条件下，化合物13和14与二苯基膦乙烷反应，通过配位可以生成双蝶状结构的二铁二硫簇化合物15和16。就14而言，有大约20％的化合物17生成，其中一个膦原子已经转变成磷硫双键。通过对比，使用二苯基膦甲烷配体，可能由于已经配位的膦含有两个大的苯环结构等空间障碍原因，使第二个膦原子活性降低，我们仅仅得到了一个单取代的化合物18。而在剧烈反应条件下与二苯基膦甲烷作用可以生成化合物19和21，膦原子在一个分子内就分别连接了两个铁原子。最后，在酸存在下我们发现化合物16在相对较低的电位下就可以电化学催化还原放出氢气，是一个好的催化剂。同时使用三甲基氧化胺和光照的条件，我们得到了高收率的化合物24、26、27和28。24的单晶结构表明对于空间障碍比较大的膦配体来说，底端／底端或者顶端／底端的构型要比顶端／顶端的构型空间更拥挤。对于膦硫双键副产物的生成，我们提供了可能的机理。合成了两个新型光敏剂与二铁二硫化合物相连接的钌铁和铼铁三核金属簇化合物。通过酸性条件下荧光的萃灭分析了电子由光敏剂铼转移到铁原子上。所有的化合物都经过了质谱、核磁、红外和元素分析的表征。其中化合物8-11、15-22、24、29、39、40通过X射线单晶衍射进一步确认了它们的结构。