Gibson于1999年首次合成了基于二苯并32-冠-10的穴醚,并发现它与简单的冠醚相比,对于paraquat分子具有更强的络合能力。近十年来,基于冠醚的穴醚与有机客体分子的主客体化学以及利用它们为基础去构建互锁型分子化合物等研究得到快速发展。　　 本文主要包括以下三方面内容:(1)高收率合成基于基于二苯并-26-冠-6的穴醚H1和H2,并研究了它们与paraquat衍生物G1-G3和diquat G4间的络合关系。(2)高效合成基于二苯并-32冠-10的穴醚H3和H4,并研究了它们与客体分子G1-G4间的络合关系。(3)利用穴醚与paraquat的识别机制,以穴醚H1/H2,3,5-二叔丁基苄溴和4,4-联吡啶三种中性分子为原料,一步法合成基于穴醚的[2]轮烷7和8。取得的成果总结如下:　　 1.以冠醚衍生物3为原料,利用Eglinton偶联反应合成了基于二苯并-26-冠-6的穴醚H1,合成产率为97％。接着利用Pd/C将穴醚H1还原,又得到穴醚主体H2,产率为93％。通过1H NMR,ESI-MS和X-ray等手段系统性研究了穴醚H1和H2与客体分子G1,G2,G3和G4的络合行为与结构的关系,研究结果表明穴醚H1和H2与客体分子G1,G2,G3和G4的络合能力都比相对应的简单冠醚要强,同时穴醚H1与客体G1-G4的络合能力比对应的穴醚H2与客体都强。同时,我们还得到了冠醚衍生物3、穴醚H1和H2、[3]pseudorotaxane-like络合物(H1)2·G1和(H2)2·G1与准轮烷H1·G2和H2·G2的单晶结构。(见FigureⅠ)　　 2.利用Eglinton偶联反应再次高效合成了二苯并-32-冠-10的穴醚H3和H4,通过1H NMR,ESI-MS和X-ray等手段系统性研究了穴醚H1-H4与客体分子G1,G2,G3和G4的络合行为与结构的关系,研究结果表明:(1)通过络合常数比较可知穴醚主体H3和H4与客体paraquat衍生物(G1、G2和G3)和diquat(G4)的络合能力都比相应的简单冠醚强；(2)穴醚主体与不同客体间的络合能力大小顺序如下:H4＞H3＞H1＞H2。造成不同的络合能力的差别的可能的原因是穴醚主体的空腔大小和不同的第三条链都会影响络合能力的大小。客体分子与不同主体间的络合能力大小顺序如下:G1＞G3＞G2＞G4,结果表明客体(G1、G2和G3)与穴醚主体H1-H4的络合能力比客体G4与穴醚主体H1-H4的络合能力都强,且具有甲基取代的客体与主体间的络合能力明显比二苄基取代的客体的要大,说明了线性(G1)和是半线性分子(G3)更加容易与穴醚主体络合,更加容易与主体间形成氢键而增大络合能力。同时,我们还得到了冠醚衍生物6、paraquat衍生物G3、准轮烷H3·G2、准轮烷H4·G2、准轮烷H4·G3和络合物H4·G4的单晶结构。(见FigureⅡ)　　 3.以穴醚H1/H2,3,5-二叔丁基苄溴和4,4-联吡啶三种中性分子为原料,一步法合成了基于穴醚的[2]轮烷7和8,并利用UV/vis、1H NMR、2D NMR、LRESI—MS、HRESI—MS和X-ray单晶衍射等手段对[2]轮烷7和8进行结构表征,实验结果表明穴醚H1/H2与单正离子在溶液中能够形成[2]准轮烷,从而能够在溶液中实现一步合成[2]轮烷。(见FigureⅢ)