癌症是当今世界人类面临的最大挑战之一。铂类化疗药物顺铂被广泛的应用于临床治疗不同的癌症,但是严重的副作用和逐步获得的耐药性,限制了其进一步的发展。因此,越来越多的研究者已经致力于开发不同的金属抗癌药物去克服铂类化疗药物的局限性。近年来,由于过渡金属铱（Ⅲ）和钌（Ⅱ）配合物结构上的多变性、易发生配体交换反应以及不同于顺铂的抗肿瘤机理等特点,已经引起了金属有机化学领域的广泛关注。本论文基于铱（Ⅲ）和钌（Ⅱ）配合物结构上的多变性与可修饰性,通过合理的结构设计,合成了一系列带有不同取代基的铱（Ⅲ）和钌（Ⅱ）配合物,并评价了其化学性质,与生物分子的反应,抗肿瘤方面的结构-活性关系以及抗肿瘤活性机理等。以下为研究内容的简介:第一部分报道了亚胺氮杂环卡宾配体的合成和12个新型半三明治铱（Ⅲ）配合物[（η⁵-Cp^x）Ir（C^N）Cl]PF₆[Cp^x=五甲基环戊二烯基（Cp*）或四甲基（联苯基）-环戊二烯基(Cp^xbiph);C^N=带有不同取代基的亚胺氮杂环卡宾配体]的合成,表征,抗癌和抗菌活性。这些配合物的结构通过核磁共振氢谱,X射线单晶衍射,质谱,元素分析等手段证实。此外,这些配合物对抗A549细胞的结构-活性关系被建立,并且抗肿瘤活性机理通过流式细胞仪和激光共聚焦显微镜等仪器进行了测试。第二部分设计合成并表征了10个新型亚胺氮杂环卡宾半三明治钌（Ⅱ）配合物,其结构通式为[（η⁶-p-cymene）Ru（C^N）Cl]PF₆。在这种配合物的配体结构中,三个可调域的取代基效应对抗癌活性和催化辅酶NADH转化为NAD⁺的能力的影响被讨论。尽管这些配合物具有结构上的相似性,但这类配合物对A549癌细胞显示出显著不同的抗癌活性。第三部分报道了5个含有亚胺氮杂环卡宾的环金属铱（Ⅲ）抗癌配合物[Ir（ppy）₂（C^N）]PF₆被合成并充分表征。所有配合物Ir1–Ir5对A549细胞显示出较高的细胞毒性,IC₅₀值在1.78–4.95μM范围内。Ir5是最具细胞毒性的配合物对A549细胞(IC₅₀=1.78μM)其细胞毒性比顺铂高12倍。这类配合物的吸收光谱和发射光谱被系统研究。此外,配合物Ir2和Ir5与BSA具有中等的绑定亲和力,且铱（Ⅲ）配合物对BSA的荧光猝灭是由于静态猝灭所致。