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本论文的主要内容包括:(1)五配位硝基取代咔咯钴的合成、电化学、光谱电化学及其电催化还原氧气的性能研究，(2)六配位咔咯钴的合成及电化学性质研究，(3)四配位硝基取代咔咯锰的合成及电化学性质研究，(4)β-位取代和其它meso-位取代咔咯的合成和表征。 本文合成的咔咯化合物可以分为A3型和trans-A2B型两类。A3型无金属咔咯是由芳香醛与吡咯以盐酸作为催化剂在水与甲醇体系中反应合成，而trans-A2B型无金属咔咯则是首先合成得到5-取代二吡咯甲烷，然后用其与相应的芳香醛进行反应合成。无金属咔咯与不同的金属醋酸盐在一定的条件下反应即可得到相应的金属咔咯配合物。 硝基是一种强吸电子基，已知将其引入到卟啉分子中对化合物的光谱和电化学性质有较大的影响。但是，硝基的引入是否对咔咯的光谱和电化学也有显著的影响至今仍然没有系统的研究。因此，本文从合成含有不同数目硝基的咔咯钴和咔咯锰着手，详细研究了硝基咔咯钴在二氯甲烷和吡啶溶剂中的电化学和光谱电化学性质和硝基咔咯锰在二氯甲烷中的电化学性质。结果表明，随着硝基数目增多，咔咯钴和咔咯锰在上述溶剂中的氧化还原电位均发生了正移，而且咔咯分子中的硝基苯基自身也可以发生两级还原反应， 本文还合成表征了三种具有吡啶轴向配体的六配位二吡啶咔咯钴化合物，并研究了它们在二氯甲烷和吡啶溶剂中的电化学性质。二吡啶咔咯钴在二氯甲烷中有两级不可逆还原过程，其中第一级电还原生成Co(Ⅱ)咔咯并伴随着吡啶的解离，第二级电还原则生成Co(Ⅰ)咔咯，而Co(Ⅰ)咔咯能够和二氯甲烷发生反应生成具有Co-Cσ键的化合物。二吡啶咔咯钴在吡啶溶剂中的第一级电还原也是不可逆反应，这也是由于吡啶的逐渐解离所造成的。但是其第二级还原是可逆的电子转移过程，这说明分子中加上第二个电子没有引起轴向配位数目的变化。 另外，本文还利用咔咯铜和NaNO2在DMF中的硝化反应合成了在β位上具有单硝基取代的咔咯化合物。将无金属咔咯和98％浓硫酸在常温下搅拌反应1小时合成了在β位上具有磺酸基的咔咯化合物。利用紫外可见、质谱等技术对合成的β-位取代咔咯化合物进行了表征。