质子泵是一个十分有用的分子机器，它能够逆质子浓度梯度跨膜转移质子，对于所有的生命过程都是十分重要的。因为在生物体的呼吸链中或是植物体光合系统中，被用于驱动多种需能过程，例如高能物质ATP的产生。但质子泵中氧化还原反应和质子转移相偶合的机理还未明确。虽然细胞色素c氧化酶的质子泵功能是研究的热点，但是用模型化合物研究质子泵却很鲜见。为此，我们利用1，10-菲咯啉-5,6-二酮(PD)的还原过程发生与H+有关的特性，选择它作为质子泵模型配合物的主要功能基团。并与过渡金属离子和氨基酸类物质、TPA、BPG、BBP、TPM、PBA等辅助配体相结合，设计合成了29个配合物作为质子泵模型物，并应用晶体X-射线衍射、元素分析、红外光谱、电子光谱等手段对配合物进行了表征。应用循环伏安法对配体PD及其配合物在pH2-9的磷酸盐缓冲溶液中的电化学性质进行了研究。在-0.3-0.4V(vs.SCE)范围内，这些模型物自身的氧化还原与质子浓度密切相关，是质子偶合的电子转移反应。未配位的PD还原时，pH＜4时，是2e-/3H+过程，pH＞4时为2e-/2H+过程。在以PD组装的配合物中辅助配体对质子与电子的偶合过程有一定的调节作用。 此外，还应用电子光谱、荧光光谱和凝胶电泳等方法对这些配合物与DNA的作用进行了研究。 本文建立了化学合成的质子泵模型体系，确立了这一模型体系的研究方法，对29个模型化合物进行了模拟质子泵的研究。这些模型物在一定程度上能够反映质子泵的某些特征，从分子水平上加深了对质子泵的认识，对认识生物体系中复杂的电子传递和质子跨膜运输提供十分有价值的信息。