超分子化学或主客体化学是当今化学研究的一个热门领域.瓜环,作为一类新型分子受体,由于其特殊的结构、性质和潜在应用,受到人们极大关注.瓜环端口环绕有羰基氧原子,具有刚性的空腔,可以包结小的客体分子.它与客体作用的动力通常来自于:1)亲水性的端口效应,即瓜环端口环绕的羰基氧通过离子-偶极相互作用来键合金属离子或有机分子的带电部分.2)疏水性的笼体效应,即瓜环以其特殊的疏水性笼状结构,可与多种有机物发生疏水性的笼体作用,形成各种自组装主-客体包结物.3)客体分子与瓜环笼体空间大小匹配,即尺寸效应.不同聚合度的瓜环提供了大小不等的端口直径和笼体空间,可适于各种大小与性质不同的客体物质.本文基于瓜环与客体作用的动力,选择第一过渡金属离子、哌嗪系列衍生物、金刚烷系列衍生物三个体系作为研究对象,利用各种先进的检测手段(单晶X-射线衍射分析、核磁共振技术、质谱技术、原子吸收光谱等),考察了它们与各种具不同大小端口口径及内腔的瓜环相互作用的具体机理以及所形成的自组装产物的结构特征.在本文,我们利用单晶X-射线衍射分析方法,解析了超分子加合物[FeCl<,2>(H<,2>O)<,4>]Cl·(C<,36>H<,36>N<,24>O<,12>)·4H<,2>O和2[CuCl<,2>]·2(C<,30>H<,30>N<,20>O<,10>)·nH<,2>O的晶体结构.通过氢谱和质谱实验证实六元瓜环能与苄基哌嗪衍生物形成稳定的1:1主客体配合物,八元瓜环能与一些哌嗪衍生物形成稳定的双客体主客体配合物,而五,七元瓜环和哌嗪衍生物则未表现出明显地相互作用.另外,核磁共振谱和质谱表明一些金刚烷衍生物被包裹进七元瓜环形成了分子胶囊.