过渡金属羰基化合物类一氧化碳释放分子的设计是当下无机化学、生物医学、材料化学等多学科交叉的热点。本论文巧妙地采用低毒钌为中心金属、天然羧酸与有机小分子作为电子给予配体,合成、表征了22个新型锯马羰基钌化合物,其中五个化合物进行了X-射线单晶结构分析。马心肌红蛋白释放试验显示,体外生理条件下此类羰基化合物具有优异的可控一氧化碳缓释性能,水解与光解均可诱导一氧化碳缓释。构效分析发现,锯马羰基钌化合物的轴向配体是控制其CO释放的关键结构因子,与机理研究结果一致。本论文工作主要包括以下三个方面：第一,制备了两类锯马羰基钌化合物,分别为含不同2e轴向配体的乙酸桥连锯马羰基钌化合物(1a-8a)和二甲亚砜(DMSO)轴向配位的不同羧酸桥连的锯马羰基钉化合物(1b-14b)。所有化合物均进行了全面的波谱表征,包括核磁共振氢谱、碳谱、红外光谱以及质谱分析,结果显示化合物结构与预期一致。对五个化合物(1a、4a、3b、4b和14b)进行单晶结构分析,首次报道了DMSO与锯马羰基钌的轴向位配位模式。此类化合物的红外光谱分析发现,对于乙酸桥连锯马化合物而言,强给电子配体吡啶、甲基咪唑、三苯基膦锯马羰基物的最高特征羰基吸收在2018cm-1附近,而甘氨酸甲酯锯马的羰基特征峰显著增加至2025cm-1,轴向CO配位的锯马羰基钌特征吸收峰明显高于其它配合物,说明钌原子对轴向配位CO d-∏*反馈减弱,Ru-CO键合减弱。核磁共振光谱结构分析表明,轴向配体的碱性也会影响Ru-CO的键合强度；而对于不同羧酸桥连的锯马羰基物,Ru-CO的键合强度与桥连羧酸的酸性有关。第二,利用马心脱氧肌红蛋白(deoxy-Mb)与碳氧肌红蛋白(Mb-CO)吸光度的变化检测了锯马羰基钌化合物的CO释放性能。分别测定了生理条件下锯马羰基钌化合物水相降解释放和光解释放的动力学。此类化合物均表现出较好的释放性能。拟合红外数据与释放动力学发现,轴向位配体决定了此类化合物的CO释放性能。大部分锯马羰基钉释放分子均可水解缓释CO。紫外光(365nm)辐射下,除三苯基膦锯马,其余化合物均可缓释一氧化碳饱和肌红蛋白溶液。乙酸桥连的1-甲基咪唑与甘氨酸甲酯锯马配合物物以及对甲氧基苯甲酸桥连的DMSO锯马配合物表现出优异水相稳定性,是一类优秀的光敏释放分子。第三,以乙酸桥连羰基钌DMSO配合物(1a)为代表,研究了此类羰基金属水相降解的历程。采用核磁氢谱跟踪了la的水解过程,采用ESI质谱技术检测关键中间体。实验发现,该化合物水解产生DMSO的浓度随着时间增加,同时质谱分析监测到相关的碎片离子。此结果表明,Ru-S键的断裂很可能是羰基钌锯马化合物水解释放的决速步,此结论与肌红蛋白CO释放实验吻合。光解实验还发现了羟基桥连金属配合物的碎片,说明水相羟基取代桥连羧酸也是一种可能的降解历程。