过亚硝酸根是一种强氧化剂,在生理条件下,过亚硝酸根(ONOO-)具有很强的细胞毒性,能够损伤DNA、蛋白质和脂类等生物大分子,并引起心脏病、急性炎症甚至癌症等多种疾病。金属卟啉可以催化高活性的过亚硝酸根分解,从而起到保护生物体的作用。因此,研究金属卟啉催化过亚硝酸根分解的构效关系对于寻找以及合成有效的过亚硝酸根清除剂具有重要的意义。本课题主要利用量子化学和化学反应动力学方法研究了不同取代基对铁、钴四苯基金属卟啉催化过亚硝酸分解的影响规律及其原因。 在实验方面,利用紫外-可见分光光度计研究了合成的对位取代四苯基铁卟啉对过亚硝酸根分解的催化作用。结果表明,苯环对位带吸电子基团的铁卟啉比对位带供电子基团的铁卟啉催化活性高。对于相同取代基团,邻位取代基铁卟啉催化过亚硝酸根分解的催化活性低于对位取代基铁卟啉。 在量子化学计算方面,采用Gaussian A03和Gauss View软件,在IBM/SR870BH2服务器上,对不同对位取代基的四苯基铁、钴卟啉和催化过亚硝酸反应过程中的中间产物的几何构型进行了全优化,同时在此水平上计算了振动频率确定得到的构型是没有虚频的稳定点,并计算了卟啉前线轨道的能量和电荷分布参数。计算方法采用密度泛函(DFT)方法,基组选用6-31G(d,p)。提取结构与能量参数。结果表明：随着金属卟啉取代基吸电子能力的增强,中心金属离子所带电荷增高,更容易与过亚硝酸根结合；同时,金属卟啉的最高占有轨道能量与中间体的最低空轨道能量降低。 将计算结果与实验结果相结合,探讨了金属卟啉中心离子电荷、分子前线轨道能级与其催化活性之间的关系。经研究发现,金属卟啉催化剂的催化活性与中心离子电荷、EHOMO和中间体ELUMO均有一定的相关性,且中心离子电荷对催化活性的影响大于能量对催化活性的影响；EHOMO值、中间体ELUMO值越低、中心离子所带电荷越大,其催化活性越高。