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第一章环三藜芦烃(CTV)是一种新型的超分子主体,具有独特的C3对称轴结构和富电子空腔。本章主要简介了CTV及其衍生物的发展历史、结构特征、合成方法及其在分子识别和组装方面的研究进展。第二章以香草醛为原料,与1,3二溴丙烷通过取代、还原和聚合反应合成了CTV-溴代丙氧基衍生物,进一步修饰得到了CTV咔唑衍生物(CTV-CZ).通过核磁、质谱对其结构进行了表征,考察了溶剂极性对其光谱特性的影响。采用吸收光谱、荧光光谱、电化学、核磁等多种手段研究了CTV-CZ及其与C60之间的相互作用。结果表明CTV-CZ吸收和发射光谱的峰位不受溶剂极性变化的影响,并且随着CTV-CZ的加入,C60最大吸收峰在538nm处的吸光度逐渐下降。CTV-CZ的荧光发射峰位于353nm和368nm处,随着C60浓度的增大,CTV-CZ荧光强度显著下降。Job’s plot曲线测定了CTV-CZ可与C60形成1：1的包合物,包合常数为(5.04±0.66)×104M-1。加入C60后,CTV-CZ循环伏安法中氧化还原电位的减小和-1.67V还原电位的消失,以及1HNMR中H质子化学位移向高场移动,说明了CTV-CZ与C60形成了包合物。第三章在Pd/C和高氯酸作用下,合成了CTV-羟基衍生物(CTG),改进了采用AlCl3的合成方法,提高了产率。进一步修饰合成了CTV-十六烷基衍生物,并对其结构进行了核磁表征。考察了溶剂极性对其光谱特性的影响。采用吸收光谱、荧光光谱法研究了CTV-十六烷基衍生物与C60的作用,并考察了表面活性剂十六烷基硫酸钠对二者作用的影响。结果表明CTV-十六烷基衍生物的吸收和发射峰位不随溶剂极性的变化而变化。加入CTV-十六烷基衍生物,C60最大吸收峰538nm处的吸光度没有明显的变化,但当加入表面活性剂SDS后,吸光度逐渐下降,说明了CTV-十六烷基衍生物对C60产生了包合作用,包合常数为542.25M-1,这可能是由于表面活性剂SDS的加入有效防止了长链十六烷基的团簇作用,使C60更容易进入CTV的空腔。第四章基于CTV-溴代丙氧基衍生物与二乙醇胺反应,合成了具有水溶性的超分子主体CTV-二乙醇胺衍生物(CTV-DA),采用核磁对其结构进行了表征。考察了CTV-DA对环境中12种金属离子的选择性,优化了实验条件。结果表明CTV-DA对Fe3+具有选择性的识别作用,Cu2+、Al3+、Cr3+存在着一定程度的干扰。在pH=6时,采用紫外光谱、荧光光谱法研究了CTV-DA对Fe3+的作用,得出CTV-DA可以与Fe3+相互作用,形成1：1的络合物,络合常数为5.22×104M-1,线性范围为5×10-6～2.65×10-4M,检出限为5μM。首次实现了CTV衍生物的超分子主体在水溶液中对Fe3+的荧光检测。第五章对本文合成的CTV衍生物进行了总结,并对CTV巯基衍生物的合成及在纳米材料领域的应用作了展望。