手性是指刚性物体（或者点或原子的空间排列）围绕一点旋转或者平移后不能与其镜像完全重合的几何性质。分子本身的对称性决定了分子与其镜像是否能重叠,即分子是否有手性。手性物体两种对映体之间缺少反对称因素（中心、平面和四重交替对称轴）,彼此互为镜像。在漫长的进化过程中,手性已经成为自然界中普遍存在的现象——从基本粒子的宇称不守恒,到生命现象不可或缺的蛋白质、碳水化合物和DNA,乃至宏观层次的生物体,如螺旋细菌、植物和贝壳等。许多具有生物活性的化合物,例如药品、农用化学品、香精、香料和营养素,均为手性分子,当今畅销药物超过一半以上是以单一对映体化合物的形式出售。柱芳烃是一种高度对称的环状寡聚物,由对位上的亚甲基桥连接多个（5～10）对苯二酚单元组成类似柱状的大环主体分子。自2008年日本金泽大学Ogoshi课题组首次报导柱芳烃以来,柱芳烃以其特异的骨架结构,良好的可修饰性和对客体分子的包结性能引起了化学工作者的广泛关注,目前已被广泛应用于自组装、主客体化学以及机械互锁分子等各领域。柱芳烃骨架结构具有固有手性:固有手性化合物没有手性中心、C_n（n>2）对称轴和螺旋轴,是由对称面缺失引起的特殊平面手性,对手性识别和不对称催化具有很大的意义。柱芳烃位于亚甲基架桥邻位的1,4-取代基使其不再具有对称面或反转中心而呈现固有手性。与三级胺RR’R"N或二级RR’HN胺的“氮反转”过程类似,柱芳烃具备构象异构与手性翻转性质:其两个互为对映异构的构象在溶液中,通过芳环绕亚甲基桥翻转实现快速交换,因而柱芳烃分子在溶液中通常表现为外消旋化合物。柱芳烃是目前超分子化学领域的研究热点之一,而手性柱芳烃的拆分亦是化学工作者关注的课题。Ogoshi课题组2010年在柱[5]芳烃母环上引入可阻止柱芳烃构象异构手性翻转的大位阻基团,采用手性色谱柱法首次实现了柱[5]芳烃两个对映异构体的手性拆分。除通过片段缩合法直接制备带有大位阻基团柱芳烃外,亦可在柱芳烃大环上后修饰手性基团,衍生出一对非对映异构体,再通过柱层析后水解得到单一构型柱芳烃。另外,以柱芳烃为骨架,通过主客体相互作用形成机械互锁分子,从而确定柱芳烃的绝对立体化学结构,也成为了制备其对映体纯化合物的一种策略,如南开大学刘育课题组报道以索烃为基础的机械互锁单一手性柱芳烃。由于固有手性柱芳烃易官能化、理化性质优良,其在手性光学材料、刺激响应材料、手性传感器、手性催化剂、手性载体和手性纳米材料等领域的应用具有广阔的发展空间和研究意义。本文研究了一系列具有不同取代基的双缘区别五重对称柱[5]芳烃。在结晶过程中,多数化合物形成外消旋体,而（烯丁基）₅（甲基）₅-双缘区别-柱[5]芳烃在固态下形成只存在一种构象异构体的同手性聚集物晶体而非外消旋体,表明这种柱芳烃存在自发拆分现象。我们对这种同手性晶体进行了详细的X射线晶体学、光学和形态学研究。同时,通过观察其半面体晶体形态,我们成功以类似巴斯德首次进行酒石酸钠盐的方式,手动分类拆分了一对柱[5]芳烃对映体异构体。本论文分为三个章节。在第一章中,介绍了手性、手性拆分以及柱芳烃的基本信息。首先讨论立体化学发展进程、获得手性化合物的方法、以及拆分外消旋体的结晶法;其后综述了手性柱[5]芳烃的合成及拆分方法,并重点介绍了手性转换及其在金属有机骨架（MOF）和不对称合成中的应用。在第二章中,我们研究了（烯丁基）₅（甲基）₅-双缘区别-柱[5]芳烃在溶液中的流变构象异构现象,并通过动态核磁共振技术表征其构象对应异构体间的翻转能垒。在固态中,则以X射线衍射、圆二色谱详细表征通过结晶法所得到的两种构象异构体同手性单晶。该化合物单晶形态学研究表明,不同构象异构体存在不同半面体面,通过显微镜下手动分类即可分离两种对映异构体。此手性拆分方法可通过圆二色谱验证,结果准确且重复性高。在第三章中,展示各化合物核磁、固态电子圆二色谱、固态振动圆二色谱以及两种构象异构体单晶数据。