由于金属铱配合物有着量子产率高、发光颜色易调节、磷光寿命长、稳定性好、对肿瘤细胞有较高的特异性和优异的细胞毒性等优点,在有机发光二极管(OLEDs)和抗肿瘤金属药物领域引发科研人员的广泛关注。本论文设计合成了16种噻吩类、吲唑类的双齿中性金属铱配合物,研究了它们的分子结构与光物理性质之间的构效关系;同时设计合成了4种噻唑类的三齿离子型金属selleck激酶抑制剂铱配合物,系统的研究了它们的光物理性质以及在抗肿瘤PUN30119使用方法方面的潜在应用。具体内容如下:1.合成并表征了一系列的基于噻吩类的双齿中性金属铱配合物Ir1-Ir4,系统的研究了它们的分子结构与光物理性质之间的构效关系。所有这些配合物室温下的二氯甲烷溶液中发出558-647 nm光谱范围内的黄色-红色发光材料,量子产率为20.1-50.9%,磷光寿命为0.23-0.33μs。通过理论计算研究表明,吸收和发射过程中涉及电荷转移是由C^N配体主导,而不是O^O配体。2.合成并表征了一系列的基于吲唑类的双齿中性金属铱配合物Ir5-Ir16。通过X射线分析确定了Ir5、Ir10和Ir12的晶体结构,并证实在晶体堆积中存在分子间π-π相互作用和分子间/分子内C-H…π相互作用。金属铱配合物的发光颜色可实现由绿色到红色的调控,室温下二氯甲烷溶液中的绝对量子产率为0.5-2.9%,寿命为0.21-0.62μs。同时利用DFT计算进一步支持了配合物Ir5-Ir16的结构与光物理性质之间的关系。理论计算表明,这些配合物的发射波长主要由IrC^N→C^N或Ir-C^N–N^N→C^N之间的电荷转移所决定。3.合成并表征了一系列的基于噻唑类的三齿离子型金属铱配合物Ir17-Ir20,系统的研究了它们的分子结构与光物理性质之间的构效关系。通过X射线分析确定了Ir17的晶体结构。所有铱配合物室温下在二氯甲烷溶液中都是黄色发光,量子产率为10.6-57.6%,寿命为0.93-1.65μs。通过MTT法测定了配合物Ir17-Ir20的抗肿瘤活性,发现它们都具有良好的细胞毒性,抗肿瘤活性都优于顺铂。研究了配合物Ir18的脂溶性和稳定性以及摄取机制,发现该铱配合物在DMSO中有较好的稳定性,较高的脂溶性,通过能量依赖的机制进入细胞。随后经过一系列的生物实验,系统研究了Ir18的抗肿瘤机制。研究结果表明配合物Ir18进入细胞后会积累在线粒体中,能够诱导细胞发生凋亡、产生活性氧(ROS)、诱导细胞发生G1/G0期周期阻滞,从而起到抑制癌细胞增殖的目bioheat equation的。