荧光染料分子有着对微环境极其敏感的特性,因此将荧光染料分子引入超分子体系会拓宽超分子主客体在生物成像,仿真材料等多领域的应用前景。本论文聚焦开发一种新型高发射主客体系统,是动态超分子系统与荧光染料相结合的一个新兴课题。本文的具体研究成果如下:(1)设计并合成了一种含芘和吡啶基团的新型荧光染料分子PVP,该分子属于红色荧光染料且具有良好结构特性和生物穿透性。绝对量子产率达9.22%,在同葫芦脲大环分子进行主客体包结时可以有效提高荧光效率使得绝对量子产率提高近4倍。并且在与CB[7]和CB[8]包覆过程紫外吸收光谱可以出现不同的变化,说明PVP荧光染料分子本身具备多样性。一方面可以拓宽该分子的衍生物体系,另一方面作为客体分子也可用于开发超分子自组装新体系。(2)利用CB[n](n=7,8)和PVP分子之间的主客体相互作用可以有效地抑制因荧光染料分子在溶液中的聚集而造成的荧光猝灭。不同于传统荧光改性的方法,该方法可以成功构建强结合力的主客体复合体,使得客体分子分别同CB[7]和CB[8]形成结合常数分别为4.97×106 M-1和2.49×105 M-1的高结合力的1:1型和2:2型主客体复合物来实现对水溶性荧光染料发光性的保护。CB[7]对客体分子的解聚作用为开发加密荧光打印技术提供了新思路。而CB[8]则可以通过同时包覆两个客体分子发生分子内的电荷转移提高荧光发射为构建高量子荧光体系提供了独特的策略。(3)基于上述研究继续拓展芘类荧光染料分子的体系,通过设计并合成带有多元含芘荧光基团的染料分子衍生物PVP-2和PVP-3,并借助葫芦脲,环糊精主体大环旨在动态调控并实现多色光调节。为多色荧光团实现光学性质堆叠的化学设想指明方向并对带有多电荷的分子合成工作提供技术上的借鉴作用。