主客体分子间相互作用的加和性、协同性和方向性是超分子化学中一个关键的科学问题。葫芦脲（CB[n]）是具有极性端口和疏水空腔的环状超分子主体，具有很强的识别阳离子和疏水基团的能力。作为超分子化学中重要的主体分子之一，CB[n]在生命、环境、材料、能源等领域都具有重要的应用价值，因此对葫芦脲与客体分子相互作用的分子机制以及多种相互作用彼此之间的协同情况的研究有助于我们深入认识和理解基于葫芦脲体系的超分子功能自组装体，也有助于我们设计新体系、发展新方法和拓展葫芦脲的应用范围。本论文通过核磁共振波谱、量热学、量子化学计算、分子动力学模拟相结合的方法研究葫芦脲与不同系列的客体分子相互作用过程中的分子间多种弱相互作用的协同情况，并借以解释结合过程的热力学函数变化和快慢交换现象。我们系统地研究了CB[7]与环己基系列客体分子作用过程中电荷-偶极、氢键和疏水作用三者之间的相互协作情况，从分子间相互作用的角度提出了葫芦脲体系中结合了的客体分子与自由客体分子之间的快速与慢速交换（快慢交换）的分子机制；指出了三种作用之间的协同程度决定了与CB[7]结合了的客体分子离开其腔体的能垒大小，从而影响了交换速率，讨论了三种作用通过影响结合焓和结合熵对结合常数的影响，探讨了氢键与其他作用力的协同程度对于调节客体分子交换速率的重要作用。采用NMR和理论化学计算等方法研究了CB[7]与吡啶基和咪唑基离子液体阳离子的相互作用，首次深入研究了葫芦脲体系中的氢键作用，发现咪唑基阳离子的芳香氢原子和CB[7]的氢键作用能够与疏水作用相互协作；分析了氢键与疏水作用的协作程度的不同对于吡啶基或咪唑基阳离子与CB[7]相互作用的热力学和快慢交换过程的影响。基于对葫芦脲体系分子间弱相互作用之间协同作用机理的研究，我们设计了CB[7]与十六烷基二甲基苄基氯化铵的高选择性识别体系，成功地实现了葫芦脲参与并调控客体分子自组装过程，提出了自组装形貌从胶束到棒状结构再到片状（层状）结构的转变机理。利用CB[6]与1,4,7,10,13,16-六氮杂十八元环体系中多个氢键之间的协同作用成功构筑了一个有序多孔道晶体。