有机小分子和金属配合物与生物大分子相互作用的研究是目前无机药物化学领域重要的研究方向。核酸和蛋白质是重要的生物大分子，也是许多药物的药理靶点。因此，具有核酸和蛋白质键合功能的有机小分子和金属配合物的合成、结构和抗肿瘤活性研究对于药物的设计和抗癌机理研究意义重大。本论文以寻找具有广谱、高效、低毒的抗癌活性的金属配合物为主要目标，以N,N’-双取代草酰胺配体及其多核配合物与生物大分子（DNA、BSA）的相互作用研究为切入点，分别选取四种N,N′-双取代草酰胺及其单核配合物作为桥联配体，设计合成了一系列草酰胺桥联多核配合物，用X-射线衍射法解析了其结构，较为系统地研究了配体及配合物对生物大分子（核酸和蛋白质）的键合活性和体外细胞毒活性，具体研究内容包括以下几方面：1、桥联配体及其多核配合物的合成与结构：基于草酰胺配体的有效桥联功能和生物活性，本文设计合成了三种不对称草酰胺配体和一种对称草酰胺配体：N-（2-羟基苯基）-N’-（2-氨基-2-甲基乙基）草酰胺（H₃apopoxd, L1）和N-（5-氯-2-羟基苯基）-N’-（3-二甲氨基丙基）草酰胺（H₃chdpoxd, L2）是苯环上带有羟基的不对称草酰胺配体；N-（2-羧基苯基）-N’-（2-氨乙基）草酰胺（H₃oxbe, L3）是苯环上带有羧基的不对称草酰胺配体；N,N’-双（3-甲基氨基丙基）草酰胺（H₂mapox, L4）是对称草酰胺配体，并培养得到了配体L2的单晶。分别采用这四种配体作为桥联配体，选择不同的金属离子，并辅以结构多样的端基配体，合成了一系列的桥联多核配合物，培养了20个配合物单晶，其中包括：以H₃apopoxd （L1）为桥联配体合成的两个草酰胺配体顺式桥联的双核配合物[Cu₂（apopoxd）（bpy）]（ClO₄）·H₂O （1）、[Cu₂（apopoxd）dabt]（ClO₄）·-2H₂O （2）和一个草酰胺配体反式桥联的双核配合物[Cu₂（apopoxd）（phen）2]（ClO₄）（3）；以H₃chdpoxd （L2）为桥联配体合成的六个草酰胺配体顺式桥联的双核配合物[Cu₂（chdpoxd）-（H₂O）（bpy）]（ClO₄）·CH₃OH （4）、[Ni2（chdpoxd）（bpy）2]（ClO₄）（5）、[Cu₂（chdpoxd）（H₂O）（Me2bpy）]·-[Cu₂（chdpoxd）（CH₃OH）（Me2bpy）]（ClO₄）2·CH₃OH （6）、[Cu₂（chdpoxd）（H₂O）（dabt）]（ClO₄）·H₂O （7）、[Cu₂（chdpoxd）（H₂O）（phen）]（NO3）·H₂O （8）、[Cu₂（chdpoxd）（CH₃CH₂OH）（NO2phen）]（NO3）（9）和一个草酰胺反式桥联的双核配合物Cu₂（apopoxd）（Mepy）N₃（10），通过变换不同的金属离子合成了一个三核铜配合物{[Cu₃（chdpoxd）₂]·2H₂O}₂·[Cu₃（chdpoxd）₂（H₂O）₂]（11）和一个三核镍配合物[Ni₃（chdpoxd）2（H₂O）（DMF）]（H₂O）（DMF）（12）；以H₃oxbe （L3）的单核配合物为配体合成的5个四核配合物[Cu₄（oxbe）₂（bpy）₂]Cl₂2CH₃OH （13）、[Cu₄（oxbe）2（bpy）2]（ClO₄）22H₂O （14）、[Cu₂（oxbe）（dabt）]₂（ClO₄）₂（15）、[Cu₂（oxbe）（dabt）]₂（pic）₂（16）和[Cu₂（oxbe）（phen）]4（ClO₄）4·6H₂O（17）；以及以H₂mapox （L4）及其部分水解的草胺酸配体为桥联配体合成的两个双核配合物[Cu₂（mapox）（bpy）₂]（ClO₄）₂（18）、[Cu₂（mapoox）（CH₃OH）（bpy）₂]₂（pic）₄·H₂O （19）和一个二维配位聚合物[Tb₂（mapoox）₂（ox）₃（H₂O）2]n·（4H₂O）n（20）。分别采用单晶X-ray衍射、元素分析、红外光谱等手段对合成的配体及金属配合物进行结构表征，探讨了影响配合物结构的因素以及氢键、π-π堆积等分子间弱相互作用对晶体的超分子构筑的影响。2、配体及配合物与DNA相互作用的研究：采用紫外-可见吸收光谱法，荧光光谱法以及粘度法研究了上述配体及配合物与鲱鱼精DNA（HS-DNA）分子之间的相互作用；探讨了在金属配合物中金属离子、端基配体种类及抗衡阴离子等对配合物与HS-DNA相互作用的影响。研究结果表明：配体L1-L3以插入方式与HS-DNA相互作用，L4与HS-DNA相互作用的方式为沟槽作用，配合物（1）-（20）主要以插入方式与HS-DNA分子发生作用，根据金属离子、端基配体种类及抗衡阴离子的不同，上述配合物与HS-DNA分子的作用强弱顺序为：（3）>（2）>（1）；（4）>（5）；（7）>（6）；（9）>（8）；（11）>（12）；（17）>（14）>（13）>（16）≈（15）；（18）>（19）。3、配体及配合物与BSA相互作用的研究：采用紫外-可见吸收光谱法，荧光光谱法研究了上述配合物与牛血清白蛋白（BSA）分子之间的相互作用；探讨了金属离子、端基配体种类及抗衡阴离子等对配合物与BSA相互作用的影响。研究结果表明：带有端基配体联噻唑的配合物与BSA结合的能力比带有其它端基配体的配合物强；铜配合物与BSA的结合能力比镍配合物强；苦味酸根阴离子可以显著影响配合物与BSA的结合。4、配体及配合物体外细胞毒活性的研究：采用SRB法研究了配体L1-L4以及配合物（1）-（20）对人肝癌细胞（SMMC-7721）和人肺腺癌细胞（A549）两种肿瘤细胞株的体外细胞毒活性，发现所测的24个化合物中，除配体L4外，其它23个化合物对SMMC-7721和A549都具有不同程度的抑制作用，其半数抑制浓度（IC50）均在100μg/mL以下。本论文的研究工作丰富了草酰胺类配合物的研究内容，发现了草酰胺桥联多核配合物的结构对其与DNA和BSA键合的影响及其键合强度与活性的相关性，不仅为金属基抗癌活性配合物的筛选提供了化学物质基础，而且为非铂类金属基药物的设计与合成提供了指导性信息。