主客体化学是二十世纪七十年代由超分子化学衍生出的一门分支学科,经过五十多年的迅速发展,已经成为联系有机化学、生物化学、高分子化学以及新型材料科学的重要纽带,并且在医学、影像学、仿生学等领域有着广阔的应用前景。基于主体、客体之间的主客体组装,客体分子的选择多为平面的多环芳烃,而巴基碗并不是一类常见的客体分子。巴基碗作为富勒烯的片段分子,是一类碗形的芳香烃化合物,主要分为心环烯（Corannulene）和花烯（Sumanene）两种。由于其弯曲结构和独一无二的物理化学性能,引起科研工作者的广泛关注,并在碗的功能化、翻转、柱状晶体堆积、电导率、碗手性以及碗的超分子组装等方面进行了大量研究。巴基碗的超分子组装主要基于凹凸（Concave-Convex）π-π相互作用下心环烯、花烯及其衍生物与富勒烯之间的组装,而将巴基碗作为客体分子,进行主客体组装的报道却很少,因此我们选择硫杂花烯——一种硫原子取代花烯苄基碳而得到的杂化巴基碗作为客体分子,研究其主客体组装行为。硫原子的引入不仅能够调整碗的深度,而且能够提高分子的给电子性能和极化能力,因而能够在主客体组装中作为良好的电子给体,提供更强的非共价相互作用。本论文将重点介绍硫杂花烯的合成、基于硫杂花烯设计、合成与其相匹配的有机笼状分子,然后实现硫杂花烯与笼状分子的主客体组装,并对组装体结构、结合力大小进行精确表征和定量分析。主要内容如下:1.客体分子（硫杂花烯）的合成。我们以2,3-二氯硝基苯为原料,经三聚、氨基化、碘化、离子化、上硫和脱硫等步骤,合成目标产物,并通过核磁、质谱、单晶对其结构进行精确表征。利用紫外可见吸收光谱对硫杂花烯进行光学表征,计算了硫杂花烯的摩尔吸光系数,测定了它在不同浓度下的紫外可见吸收光谱,结果表明其并未产生聚集现象。2.主体分子（四种笼状分子）的合成。为构建与硫杂花烯结构匹配、电荷互补的主体分子,选择2,4,6-三（4-吡啶）-三嗪和1,3,5-三（4-吡啶基）-苯作为笼状分子的缺电子平台,利用一价铜催化的炔基-叠氮基环化反应构建三氮唑桥连基团,成功合成了四种具有不同缺电子性能的笼状主体分子,通过核磁和质谱等检测手段对其结构进行精确表征。3.硫杂花烯与笼状分子的主客体组装。将合成的硫杂花烯作为电子给体,四种笼状分子作为电子受体,通过π-π相互作用、C-H…π相互作用以及电荷转移相互作用成功实现二者的主客体组装,并对组装体结构进行核磁和单晶表征。通过单晶结构解析,确定了硫杂花烯与笼分子以1:1的计量比形成组装体,且硫杂花烯与笼平面存在明显的π-π相互作用、与三氮唑桥连基团存在C-H…π相互作用,因而使硫杂花烯的曲面结构转变为近平面结构。其次,我们对组装体进行紫外可见吸收光谱表征,结果表明可见光区存在明显的电荷转移带,证明了主客体之间的确存在电荷转移。最后,利用核磁滴定和紫外滴定两种方法定量分析了硫杂花烯与笼分子之间结合力的大小,计算得到两者的结合常数大约在104M-1数量级。计算结果还表明结合常数随着主体分子接受电子能力的减弱而下降,这说明电荷匹配是形成稳定组装体的重要因素。