本论文主要围绕核酸模型化合物与DNA的相互作用进行研究，分别设计和合成了含吡啶环的四氮杂冠醚与含吡啶环的开链受体，研究了它们与DNA的作用方式以及对DNA的切割作用。 本论文的工作主要有以下五个方面： 一、第一章为文献综述。 1.本章首先介绍了脱氧核糖核酸DNA的结构、性质、生化作用及与小分子作用方式等基础知识。 2.本章简要归纳了解决DNA损伤的方法之——DNA的修复：针对不同的DNA损伤类型有直接损伤反向修复、核苷剪切修复、碱基剪切修复、异相端基连接等修复方法。 3.本章重点介绍了DNA切割方面的进展情况。DNA切割主要包含自由基氧化机理和水解机理两大类。前者主要是对碱基和核糖作用，效率一般较高，但是，由于自由基具备一定的生物毒性，难以成为有效的核酸类药物；同时，氧化裂解所得的DNA碎片不能够通过核酸连接酶有效地连接，较难应用到分子生物科学的研究中。而DNA磷酸二酯键的水解，由于条件温和，不产生有毒的副产物，是一种很友好的反应种类，并且，相应的水解产物常常可以通过核酸连接酶重新连接，便于DNA的修复，生成的核酸水解酶化合物也常作为以核酸为靶点的药物受到广泛的关注与研究。本章同时介绍了一些基于自由基氧化和水解机理的典型的切割试剂。 二、第二章设计合成了以吡啶环为基础的四氮杂冠醚与含吡啶环的开链受体两大类人工核酸酶模型化合物(L1，L2，L3和G1)。本文对文献报道的两类合成四氮杂冠醚L1的方法之一进行了改进，采用了低沸点的乙醇作为反应溶剂从而简化了反应的后处理过程。本文还通过伯胺与1H-吡啶-1-酰胺盐酸盐的胍基化反应制得了新化合物2，6-(N，N—二(胍乙基))吡啶二酰胺G1。所得的化合物均通过1H-NMR，13C-NMR，ESIMS的鉴定。在对四氮杂冠醚L1的结构分析发现，空间位阻、芳环刚性以及π—π堆叠等作用使得成环反应产率较低。 三、第三章对所合成的化合物及配合物与质粒pUC19 DNA在接近生理条件下的相互作用展开了研究。本章主要通过琼脂糖凝胶电泳对反应体系进行分离后在高效紫外透射仪下成像并以TotalLab软件进行定量分析，并根据假一级反应对所得数据进行拟合，得出相应的假一级水解反应速率常数。本章还通过向DNA切割反应体系中添加自由基淬灭剂二甲亚砜与叔丁醇研究自由基参与情况，发现DNA切割过程中没有自由基参与，应属于水解机理。 1．含毗啶环四氮杂大环配合物L1Cu2+能够在39℃ pH8.49条件下有效的切割DNA，其浓度为3.75mM时对DNA的假一级水解反应速率常数为0.00282min-1，使DNA的水解速率提高了4.70×106倍(其自然降解速率常数为6×10-10min-1)。 2．含吡啶环双氨基配合物L2Cu2+能够在37℃ pH8.49条件下有效的切割DNA，其浓度为3.33mM时对DNA的假一级水解反应速率常数为0.00185min-1，使DNA的水解速率提高了3.08×106倍。 3．本章对具有水解切割DNA作用的L1Cu2+和L2Cu2+的水解机理提出 了假设。 四、第四章研究了所合成的化合物与小牛胸腺Ct—DNA的相互作用。通过紫外—可见吸收光谱的变化发现，L1、L2、L3和G1与Ct—DNA均有相互作用。本章认为，这些作用主要是芳环堆叠、静电吸引和氢键作用。 五、第五章通过紫外—可见吸收光谱研究了所合成的化合物对磷酸二酯模型化合物二(2，4-二硝基苯)磷酸酯(BDNPP)的水解作用。研究结果表明，双胍基化合物G1具有一定的催化磷酸酯键断裂的能力，在其浓度为0.243mM时，0.05mM BDNPP的假一级水解反应速率常数为1.96×10-4min-1．