配合物自被研究以来,过渡金属配合物一直是其领域的热门之一。选择合适的配体与过渡金属离子进行配位,可以使得体系刚性增强,从而导致配体的荧光强度增加或发射光谱产生位移。这种荧光特性通常可以用做荧光传感器去检测溶剂分子、金属阳离子和一些有害的阴离子。此外,大多数过渡金属配合物被发现具有抗菌、抗炎和抑制酶的作用,尤其在结合DNA上有着不可小觑的潜力。目前,这两个方面在生命科学、食品安全和环境监测等领域有着广泛的应用。吡啶多羧酸配体因其配位点丰富、性质稳定、吸光系数高,其羧基还可以与金属离子进行螯合或者桥连以构建具有各种尺寸和拓扑结构的金属有机骨架,而在配合物研究领域受到了极大的青睐。本文合成了以吡啶-2,6-二甲酸为末端基,中心骨架为苯环的新颖的吡啶多羧酸目标配体（H₄L¹）。此配体中的吡啶环、苯环和羧基都是典型的含π电子的生色团,可形成了一个大的π共轭体系,使得在一定频带内产生吸收并有较好的荧光谱带。而在与金属离子进行配位时,还可通过结构中的醚氧键进行旋转,从而得到更加新颖的二维、三维结构。吡唑啉酮衍生物大多数是非常重要的药物合成中间体,其N和O具有很强的配位能力和丰富的螯合模式,其中4-酰基吡唑啉酮衍生物又存在酮式和烯醇式的结构互变,因此,以4-酰基吡唑啉酮衍生物与过渡金属形成的配合物不但具有配合物丰富的结构和光、磁性能,而且其生物功能将更加优异。本论文的内容分为以下三个部分:1、综述了过渡金属配合物尤其是吡啶多羧酸类和吡唑啉酮类过渡金属配合物的国内外研究进展及此论文的选题背景和意义。2、以起始原料草酸二乙酯和丙酮通过克莱森缩合、氨化、酯化、取代、水解等六步反应合成了新的吡啶多羧酸配体（H₄L¹）,并与硝酸铜通过水热法合成了二维的铜配位聚合物。探讨了其配位模式和空间结构的特点,并对其进行了理论计算（密度泛函理论计算和Hirshfeld表面计算）、生物活性方面和抑菌性的研究。3、基于两种4-酰基吡唑啉酮衍生物（H₂L²、H₂L³）及其过渡金属配合物,探讨了不同的空间结构对DNA结合能力的影响。为了更好地理解配体和配合物的UV-Vis光谱中的电子跃迁,对这两个配体及其过渡金属配合物做了密度泛函理论计算和时变密度泛函理论计算。此外,通过Hirshfeld表面计算清楚划分了配合物结构中各相互作用的占比。