近十年来，利用主客体化学来合成互锁型分子化合物的研究得到快速的发展。设计合成主客体分子，研究它们之间是否存在相互作用及其作用力大小、作用方式，进而组装形成相对稳定的准轮烷，这是制备互锁型分子的关键。4，4-联吡啶二正离子衍生物作为主客体化学中常见的客体分子，与各种主体分子的相互作用已有大量文献报道，而4，4-吡啶单正离子的研究还极少被报道。通过研究4，4-联吡啶单正离子与各种大环等主体的相互作用可以指导我们更简便、高效地合成各种机械互锁型分子。因此，本课题设计合成了甲基、苄基、正丁基分别取代的4，4’-联吡啶单正离子，通过研究它们与DB24C8、含丁二炔的新型冠醚、基于冠醚的穴醚的相互作用，来指导轮烷、索烃的合成。具体内容如下：　　(1)在前人研究的基础上，结合本实验室己研究的内容，合成了6个主体化合物(图Ⅰ)，以4，4-联吡啶为原料，改变其取代基的结构合成了客体分子a、b和c(图Ⅱ)，进而研究它们与主体分子相互作用的情况，并通过核磁共振氢谱和碳谱以及质谱测定和结构表征。　　(2)运用核磁共振氢谱为检测方法，研究了主体分子和客体分子在氯仿和丙酮的混合溶液中的组装行为。本文以核磁滴定为手段，在主客体分子在不同的摩尔比的情况下，测定主客体分子中部分氢的化学位移值的变化。通过研究主客体分子中部分氢化学位移的变化趋势，我们推断出主客体分子之间相互作用的方式，并比较了不同的客体分子和主体分子间的作用方式及其强弱。结果表明甲基取代的客体与主体间的络合能力比正丁基和苄基取代的客体的要大，并且，正丁基取代的客体与主体间的络合能力比苄基取代的客体大，即a>c>b，说明了取代基空间结构较小的更容易与主体络合，更容易与主体间形成氢键而增大络合能力。我们还利用Benesi-Hildebrandmethod方法，依据客体分子上的某个氢的化学位移变化值和溶液中主体分子的浓度的关系，计算出主客体分子相互作用的络合常数(表一)。用质谱确定了主客体分子形成的络合物的化学计量比。结果表明，主体11和12分别与客体a、b、c在主客体摩尔比为1∶1的混合物的质谱图中，出现了主客体摩尔比为1∶1的准分子离子峰，证明了主客体分子之间形成1∶1型的络合物，即形成[2]准轮烷。　　(3)在二苯并-32-冠-10的基础上合成大环化合物15(图Ⅲ)并通过核磁共振氢谱、碳谱，X-射线单晶衍射，低分辩和高分辨质谱进行结构表征。利用穴醚与环番，合成[2]索烃18-4PF6-(图Ⅳ)，并分别通过核磁共振氢谱、碳谱，低分辩和高分辨质谱进行了结构表征。　　以上研究结果为进一步利用4，4-联吡啶为客体分子组装合成新型轮烷和索烃提供了依据。发展和丰富了机械互锁型分子的内容，为新型主客体分子及新材料的设计合成提供有参考值价的新思路。