氮氧自由基作为自旋载体，既可以在固态下表现出有趣的磁性质，又可以作为桥联配体与过渡金属离子有效组装成无机—有机杂化磁性材料，为设计分子铁磁体提供了有效的途径；另外，氮氧自由基可以作为电子给体，可以淬灭荧光。本论文围绕氮氧自由基的这些特点，在氮氧自由基及其配合物的结构、磁性、电化学及紫外、荧光光谱方面开展了研究。主要工作总结如下：1．合成了甘醇链连接的双氮氧自由基，利用高分辨质谱、红外光谱、ESR谱行了表征。研究了溶液中化合物紫外光谱、电化学性质、ESR谱中加入不同金属离子与化合物络合后的变化。2．合成了含有邻二苯酚基团的氮氧自由基和含荧光蒽基团的硼酸，利用自由基分子内可以有效淬灭荧光的性质和硼酸与邻二醇／酚羟基化合物可发生可逆反应的特点，通过加入单糖化合物将氮氧自由基置换掉，从而截断其有效淬灭荧光的途径，调控蒽荧光的强度，形成了检测单糖的荧光传感器。3．利用2-胺酰基氮氧自由基和六氟乙酰丙酮过渡金属，成功地合成了一些结构新颖的单核杂自旋体系。晶体结构分析表明：Mn(Ⅱ)，Co(Ⅱ)，Ni(Ⅱ)为八面体六配位结构，对这些化合物的磁性进行了测试，并进行了理论拟合。合成了三唑氮氧自由基和草酰胺铜盐以及三氟乙酸铜盐配位，得到了双核和四核铜的杂自旋体系。4．在手性氮氧自由基方面做了些探索性的工作。以表面含有1，2，4-三唑基团的纳米金粒子作为自旋转变体系的配体，在自旋交叉方面开展了一些探索性工作。