唯铁氢化酶能高效可逆催化质子还原产氢，其活性中心具有双八面体的蝶状几何结构，与金属有机配合物[Fe₂（μ-SR）₂（CO）_6-xL_x]的结构非常相似。因其独特的结构特征和高催化活性，唯铁氢化酶活性中心的结构和功能模拟引起了生物无机化学家们极大的兴趣。目前，主要的挑战是揭示唯铁氢化酶的催化机理以及寻求具有催化活性的仿生催化剂。本论文合成了一系列膦配体取代的唯铁氢化酶活性中心二铁二硫模型配合物，并对模型配合物的结构、电化学以及质子化性质等方面进行了研究。论文从氮杂丙烷桥二铁二硫配合物[{（μ-SCH₂）₂N（4-NO₂C₆H₄）}Fe₂（CO）₆]（1）出发合成了膦配体单取代和双取代衍生物[{（μ-SCH₂）₂N（4-NO₂C₆H₄）}Fe₂（CO）₅（PMe₃）]（2）和[{（μ-SCH₂）₂N（4-NO₂C₆H₄）}{Fe（CO）₂L}₂]（3，L=PMe₃；4，PMe₂Ph），研究了这些配合物的电化学性质和配合物3的质子化反应，得到两种质子化产物[3（FeHFe）]⁺[PF₆]^-和[3（SH）]⁺（OTf）^-。通过红外、质谱、核磁等方法对配合物2、3、4以及[3（FeHFe）]⁺[PF₆]^-和[3（SH）]⁺（OTf）^-的结构进行了表征，除[3（SH）]⁺（OTf）^-之外，其它配合物的分子结构通过X光单晶衍射测定。通过变温³¹P NMR谱研究了配合物2和3在溶液中可能存在的异构体。为了避免配合物3中硝基对电化学还原电位的影响，合成了配合物{（μ-SCH₂）₂NC₆H₅}[Fe（CO）₂PMe₃]₂（6），并研究了其在醋酸存在下，电催化质子还原放氢性能，结果表明氮杂丙烷桥模型配合物相对于丙烷桥模型配合物显示出较高的催化活性。为了将氢化酶模型配合物共价键合到光敏剂或半导体材料上，对氮杂丙烷桥二铁二硫配合物[{（μ-SCH₂）₂NC₃H₇}{Fe₂（CO）₆}]（7）进行配体修饰，通过膦配体引入活性基团羧基。配合物7与Ph₂PCH₂COOH反应得到膦配体脱羧的单取代产物[（μ-SCH₂）₂NC₃H₇][Fe（CO）₃][Fe（CO）₂（Ph₂PCH₃）]（10），而配合物7与Ph₂PCH₂CH₂COOH反应，得到带羧基的目标产物[{（μ-SCH₂）₂NC₃H₇}{Fe（CO）₃}-{Fe（CO）₂（Ph₂PCH₂CH₂COOH）}]（11）。为了更好的理解这个脱羧反应过程，在相同的反应条件下，研究了丙烷桥二铁二硫配合物（μ-PDT）Fe₂（CO）₆与Ph₂PCH₂COOH的反应，得到带羧酸官能团的目标配合物[（μ-PDT）{Fe（CO）₃}{Fe（CO）₂（Ph₂PCH₂COOH）}]（12）。同样的反应条件下，桥连氮原子质子化的配合物[{（μ-SCH₂）₂NH（CH₂C₆H₄-2-Br）}-Fe₂（CO）₆]⁺ClO₄^-（9）与Ph₂PCH₂COOH反应，亦得到未脱羧的产物[{（μ-SCH₂）₂NH（CH₂C₆H₄-2-Br）}Fe₂（CO）₅Ph₂PCH₂COOH]⁺ClO₄^-（13）。以上反应结果表明桥连氮原子在Ph₂PCH₂COOH配体脱羧反应中起传递质子的重要作用。根据实验结果提出了一个合理的Ph₂PCH₂COOH脱羧反应机理，这为人们理解唯铁氢化酶活性中心中桥连氮原子作为分子内碱基的反应特性，进而理解生物氢化酶还原质子产氢机理提供了实验依据。