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本文包括两部分内容：一、设计和合成带有2-羟丙基手臂和具有一定柔性的大环多胺双核配体。研究了大环多胺配体在水溶液中与甘氨酸(中性氨基酸)、天门冬氨酸(酸性氨基酸)及赖氨酸(碱性氨基酸)这三种电荷、大小不同的氨基酸的选择性识别过程。大环多胺配体与Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)离子反应得到Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)双核配合物，用X-射线衍射测定了这些双核配合物的晶体结构；研究了配合物在水溶液中的物种分布、稳定常数和脱质子常数；同时利用这些配合物作为金属酶的模型化合物研究了它们催化羧酸脂水解的活性。
二、用核磁共振方法研究了老鼠Aβ-(1-28)在DMSO中的溶液结构；以及Zn(Ⅱ)离子对老鼠Aβ-(1-28)溶液结构的影响。
1.大环多胺配体在水溶液中可以逐步质子化，这些带正电荷的阳离子可以通过氢键和静电作用选择性地识别多种有机和无机小分子，其中包括磷酸根、草酸根、丙二酸根、焦磷酸根、多磷酸根等阴离子。大环多胺配体对各种小分子的识别与大环的腔体大小、环的刚性程度及环上取代基的性质有关。用pH电位滴定法研究发现含有两个2-羟丙基手臂的大环多胺配体6，19-bis(2-hydroxypropyl)-3，6，9，16，19,22-hexaaza-tricyclo-[22.2.2.211.14]triaconta-11，13,24,26，27,29-hexaen(L)可以选择性地识别甘氨酸(中性氨基酸)、天门冬氨酸(酸性氨基酸)及赖氨酸(碱性氨基酸)这三种电荷、大小不同的氨基酸。其识别结合顺序为：赖氨酸＜甘氨酸＜天冬氨酸。
2.通过合成金属配合物，在结构和功能上模拟生物酶的活性中心或结构中心是研究酶的结构与活性关系的重要手段，也是生物无机化学的一个主要研究方向。用含羟基手臂的大环多胺配体L与Zn(Ⅱ)离子反应，得到了配合物的单晶：[Zn2LCl2]Cl2·6H2O，通过X-射线衍射分析了其晶体结构。用pH电位滴定法研究了配合物在水溶液中的平衡常数及脱质子常数。发现当体系的pH值在8左右时，[Zn2H-2L]2+为溶液中的主要组分。将Zn2L做为含Zn水解酶，特别是碱性磷酸酯酶的活性中心的模型化合物，研究了配合物催化羧酸酯水解的活性(由于磷酸酯用Zn2L催化水解的速率极慢，所以用对硝基苯酚乙酸酯来代替)。在pH9.0左右时，测定Cu2L配合物催化NA水解的二级速率常数kcat为0.33M-1s-1。
3.大环配体L与Cu(Ⅱ)离子反应得到单晶[Cu2(H-2L)Cl2]·6.5H2O。用pH电位滴定法研究配合物Cu2L在水溶液中的平衡常数及脱质子常数发现在25℃条件下配合物有较低的脱质子常数pKal=7.31，pKa2=7.83。Cu2L催化对硝基苯酚乙酸酯的饱和动力学研究表明：Cu2L促进NA水解是催化机理，而不是酯转移机理。二级速率常数kcat对pH作图，得到一条sigmoidal曲线，说明催化水解动力学过程是由酸碱平衡控制的。pH9.5左右，Cu2L的二级速率常数0.39M-1s-1，远远大于无手臂相应的大环多胺双核Cu(Ⅱ)配合物。研究结果表明亲核试RO--的体积、亲核性及大环金属配合物的路易斯酸性均对催化醋酸酯水解的速率有一定影响。
4.β淀粉样多肽(Aβ)是阿尔茨海默病病人脑中不溶性淀粉样沉淀的主要组成部分，且β-肽在人体中以何种形式存在主要取决于其N-端1-28残基[β-(1-28)]的构型。与人不同的是，在老年老鼠的脑内没有发现Aβ淀粉样多肽的沉淀存在。老鼠Aβ肽与人Aβ肽只在三个氨基酸残基上有不同，老鼠Aβ肽分别在5，10和13位置上发生了Arg→Gly、Tyr→Phe、His→Arg取代。研究老鼠Aβ-(1-28)的溶液结构及其在溶液中与Zn(Ⅱ)离子的结合情况有助于了解Zn(Ⅱ)离子在与阿尔茨海默病有关的神经病理中的作用，并可以从中发现在老鼠脑内没有淀粉样沉淀的可能原因。通过核磁共振的方法得到了二甲亚砜(DMSO)中老鼠Aβ-(1-28)的溶液结构，及其与Zn(Ⅱ)的结合常数。研究结果表明(i)在DMS中，老鼠Aβ-(1-28)的溶液结构要比人Aβ-(1-28)的溶液结构有序，老鼠Aβ-(1-28)在Glu16到Val24的区域有一个螺旋的结构；(ii)老鼠Aβ-(1-28)对Zn(Ⅱ)离子的结合能力要比人Aβ-(1-28)小得多，核磁图谱测定结果表明Arg13，His6及His14残基可能为Zn(Ⅱ)离子与老鼠Aβ-(1-28)的结合提供了主要结合位点；(iii)少量的Zn(Ⅱ)离子与老鼠Aβ-(1-28)的结合有利于老鼠Aβ-(1-28)在溶液中形成更稳定的结构。