食品功能因子在食品工业、制药工业和化学工业中扮有重要的角色,对人类的健康、保健和疾病治疗起着举足轻重的作用。L-氨基酸作为营养补剂,具有调节营养物质代谢、维持机体内环境稳态、调控细胞的基因表达和信号转导等重要作用,是生命活动中不可缺少的营养物质;黄酮类化合物作为一种重要的天然抗氧化剂,具有良好的清除生物体内自由基的能力,而体内自由基含量的失调是致病的主要缘由;微量元素铜作为生物体中结构和催化辅助因子,参与机体内许多生命活动过程。虽然这些食品功能因子具有较好的生理功能,但就其本身来说仍然存在生物活性较低、功能较单一、应用面窄等缺点,造成在药品和健康食品加工过程中生物利用度低、原料浪费及生产成本高。因此,开发高效和具备多重生物活性的功能性化合物是食品研究领域亟待解决的热点问题之一,也将对食品安全与健康产生重要的现实意义。依据配位化学基本原理,当有机化合物与金属离子形成配合物时,由于相互间的协同作用,会进一步增强其本身的功能作用或产生新功能。因此,研究食品功能因子配合物是开发高效、多功能食品的重要手段。本论文分别选用L-氨基酸为主要配体,引入具有一定生物活性的小分子芳胺—2-（2’-吡啶）苯并噻唑（PBT）为辅助配体,与金属铜（II）盐反应,设计制备出5个新的氨基酸类铜（II）配合物;参考文献方法,以黄酮化合物的结构特点为基础,分别选取芹菜素、金雀异黄酮、木犀草素和山奈酚为配体,与金属铜（II）盐反应,合成4个黄酮类铜（II）配合物。采用多种结构分析技术对目标配合物进行结构解析,运用各种经典实验方法和计算模拟相结合的手段对配合物的化学及生物活性进行系统研究,主要研究结果如下:（1）分别以L-异亮氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸、L-精氨酸和L-丙氨酸为第一配体,PBT为辅助第二配体,制备5个新的三元氨基酸铜（II）配合物,分子式分别为[Cu（PBT）（L-Ile）]NO₃（1）（L-Ile=L-异亮氨酸）,[Cu（PBT）（L-Val）]ClO₄（2）（L-Val=L-缬氨酸）,[Cu（PBT）（L-Leu）]ClO₄（3）（L-Leu=L-亮氨酸）,[Cu（PBT）（L-Arg）]ClO₄（4）（L-Arg=L-精氨酸）,[Cu（PBT）（L-Ala）]_n（ClO₄）_n（5）（L-Ala=L-丙氨酸）。经元素分析、红外光谱（IR）、电子吸收光谱（UV-vis）、电喷雾质谱（ESI-MS）以及X射线单晶衍射确定配合物1⁴的空间结构为畸变的四方锥构型;配位聚合物5为左手单股螺旋长链和右手单股螺旋长链相互交替排列而成的一维链状结构。（2）分别采用牛津杯法和试管二倍稀释法,测定了配合物1⁴抑制细菌和真菌的活性。配合物对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌（S.aureus）、枯草杆菌（B.subtilis）、单增李斯特菌（L.monocytogenes）和革兰氏阴性菌大肠杆菌（E.coli）、沙门氏菌（Salmonella）均具有良好的抑菌活性;对黑曲霉（Aspergillus niger）也表现出一定的抑制效果,显示出广谱抑菌性。与辅助配体PBT和铜（II）盐相比,目标配合物均表现出正协同效应。（3）分别运用氮蓝四唑（NBT）光照还原法,水杨酸法和二苯基苦基苯肼（DPPH）法测定配合物1⁴清除超氧阴离子（O₂^-·）,羟基自由基（OH·）和DPPH·的能力。结果显示目标配合物具有优秀的O₂^-·清除力,IC₅₀为:0.132⁰.178μM;对OH·的清除能力大于对DPPH·的清除能力。总体上呈现出良好的体外抗氧化活性。（4）用MTT法研究了配合物1⁴的抗肿瘤活性,目标配合物对人肝癌细胞株Bel-7402具有良好的细胞毒性,其IC₅₀为:15.2³0.8μM,作用强弱顺序为:4>3>2>1。并通过细胞凋亡、活性氧检测和线粒体膜电位测定确定目标配合物的细胞毒性为线粒体途径。western blotting实验证实细胞色素C释放,抗凋亡蛋白Bcl-2表达下调,促凋亡蛋白Bax表达上调,结果符合线粒体作用途径特征。（5）以DNA作为配合物1⁴细胞毒性的作用靶标,以小牛胸腺DNA（CT-DNA）为理想模型,采用UV-vis、FS、圆二色（CD）光谱和粘度测定确定配合物与CT-DNA之间是插入作用模式,结合常数大小顺序为4>3>2>1。用琼脂糖凝胶电泳法测定配合物A^D断裂质粒pBR233 DNA的能力,并确定配合物断裂DNA的氧化还原机理,参与断裂DNA的氧化物种为O₂^-·和OH·。从侧面进一步证实配合物1⁴清除O₂^-·和OH·的能力,验证抗氧化活性的实验结果。（6）以人血清白蛋白（HSA）作为药物运输载体,通过FS和UV-vis研究了配合物1⁴与HSA的结合作用,结合常数大小顺序为:3>4>2>1。通过热力学参数计算,推测出目标配合物与HSA之间形成了1:1的复合物,二者之间的主要作用方式为疏水作用和氢键作用。利用同步荧光、三维荧光和CD光谱确定配合物1⁴对214-Trp氨基酸残基的荧光和疏水性产生了重要影响,使部分α-螺旋构象发生转变。（7）采用计算机模拟分子对接技术,分别对配合物1⁴与DNA和HSA的结合作用进行分子对接,揭示目标配合物插入到了DNA的DG-4和DC-5碱基对之间,并与相邻的碱基对形成数量不等的氢键;与HSA相互作用时,配合物1、2、4插入到了214-Trp氨基酸残基所在的ⅡA亚结构域疏水腔中,与临近的氨基酸残基形成数量不等的氢键;配合物3结合在HSA分子ⅡA疏水腔的外围,没有氢键形成。配合物4与DNA和HSA结合时,形成的氢键数目最多,相互作用最强,这与光谱实验结果完全一致。（8）参考文献方法,以黄酮化合物的结构特点为基础,分别选取芹菜素（Apigenin）、金雀异黄酮（Genistein）、木犀草素（Luteolin）和山奈酚（Genistein）为配体,与铜（II）盐反应制备4个相关铜（II）配合物。运用元素分析、IR、UV-vis和摩尔电导率对配合物的结构进行了表征。推测可能的分子式为:Cu（Apg）₂（H₂O）₂（6）、[Cu（Gen）₂（H₂O）₂]·3H₂O（7）、[Cu（Lut）（H₂O）]_n（8）、[Cu（Kae）₂（H₂O）₂]·1.5H₂O（9）。（9）分别采用NBT光照还原法,水杨酸法和DPPH法测定黄酮类铜（II）配合物清除O₂^-·,OH·和DPPH·的能力。配合物6⁹对O₂^-·显示出了优秀的清除作用,其IC₅₀为0.25⁰.85μM,作用强弱顺序为:7>6>9>8。配合物8清除·OH的IC₅₀小于25μM,其他三个配合物的IC₅₀均大于100μM,作用强弱顺序为:8>9>7>6。四个目标配合物对清除O₂^-·和OH·均显示出明显的协同增效作用。配合物6⁹清除DPPH·的强弱顺序为:9>8>7>6。在清除OH·和DPPH·时,黄酮配体起主要作用;而在清除O₂^-·时,中心铜（II）离子起关键作用。（10）配合物6⁹显示抗氧化活性的主要构效关系有:（ⅰ）黄酮母核B环上的邻苯二酚羟基是最重要的活性位点;（ⅱ）C环C3位发生羟基取代有利于扩大π键离域程度,促进抗氧化活性提高;（ⅲ）C环上的C2=C3双键位置,尤其是C3位上的活性基团取代对配合物的抗氧化活性有影响;（ⅳ）总体来说,黄酮母核上的取代羟基数目越多,配合物的抗氧化活性越强;（ⅴ）中心金属离子的配位能扩大黄酮母核的π键离域体系,促进黄酮化合物抗氧化活性的提高。