动态共价化学已被广泛用于构筑复杂的超分子结构及化学反应网络。亚胺生成反应是最常用的动态共价反应之一,因此系统研究亚胺生成反应热力学及动力学对精确地设计与调控体系至关重要。目前通过研究亚胺生成反应热力学,已能较准确地预测产物比例,但相关动力学反应性研究较少,仍较难预测其反应速率及反应性等关键的物理化学参数,这一研究瓶颈主要是由于缺少合适的高分辨表征技术。虽然紫外-可见吸收光谱、红外光谱等光谱法可表征组分简单的亚胺生成反应,却难以表征结构相似的多组分亚胺生成反应。核磁共振技术可提供高分辨的物质结构信息,是有机化学研究中一种强大的表征工具。但由于核磁共振技术在采样过程中通常需要进行锁场、匀场及累加采样圈数等操作,导致其时间分辨率低,难以表征数分钟内结束的化学反应。利用核磁共振技术,Lehn、尤磊等人对水相亚胺体系的热力学进行了系统研究,但水相亚胺生成反应通常在3-5分钟内结束,无法用商业核磁共振技术对该反应过程进行表征,阻碍了水相亚胺生成反应动力学的系统研究。近期,本课题组发展了微流控-核磁共振联用技术,该技术可获得反应开始1.5 s时的核磁谱,极大提升了核磁共振技术的时间分辨率,为系统表征水相亚胺生成反应动力学提供了技术基础。本论文以该技术为表征手段详细研究了水相亚胺生成反应的动力学规律,并探究了水相亚胺生成反应中的定量规律,同时设计并研究了一系列多组分水相亚胺反应网络,以下将分为三个部分进行介绍:第一部分证实了微流控-核磁共振技术可用于表征水相亚胺生成反应动力学,并用2-1可逆反应动力学方程成功对相关反应的动力学进行了拟合,获得了反应的热力学及动力学数据。数据分析发现胺的碱性影响水相亚胺生成反应的热力学及动力学。通常胺的碱性越强,反应平衡常数及正反应速率常数越大;反之则越小,但它不是决定反应速率常数的唯一因素。最后,研究表明水相亚胺生成反应的正反应速常数率k+与平衡常数K间具有一定程度的相关性。第二部分研究了醛的结构对水相亚胺生成反应热力学及动力学的影响。结果表明通常醛基缺电子时,正反应速率常数增大;反之则减小。此外,动力学数据显示任意一种醛与胺反应的正反应速率常数的变化顺序始终满足ko-苄基羟胺＜k2-甲氧基乙胺＜k乙醇胺＜k正丙胺＜k正戊胺＜k正丁胺。为了定量描述水相亚胺生成反应,我们进行了一系列假设并引入三个参数描述醛（SE、E）和胺（N）的反应性。结果表明经验公式lnk+=SE（E+N）可定量计算水相亚胺生成反应的正反应速率常数,且醛和胺的反应性可用独立的反应性参数描述。最后,利用上述公式成功预测此类反应的正反应速率常数。该定量关系的发现与应用,为进一步研究与设计水相亚胺体系提供了方法和数据基础。第三部分通过分析醛和胺的反应性参数,成功设计了多组[1×2]和[2×2]的水相亚胺反应网络,同时定量揭示了醛和胺的反应性对反应网络生成过程中动力学过程和热力学平衡态的影响。研究发现反应网络中存在由动力学选择向热力学选择的转变过程。通常[1×2]反应网络中存在两条不同的曲线,一条曲线存在极大值而另一条呈S型,说明亚胺反应间的相互耦合会引起单一反应的动力学曲线发生变化。此外发现改变醛和胺的种类可调控体系的平衡时间,例如引入反应性弱的反应物会增加体系的平衡时间。最后,研究表明可根据胺的反应性参数N调控[2×2]反应网络是否出现动力学选择,实现理性调控化学反应网络。综上所述,本论文借助微流控-核磁技术得到了一系列醛和胺的反应性参数。这些参数可定量计算与预测水相亚胺生成反应的正反应速率常数以及调控水相亚胺反应网络的动力学过程,为进一步设计与调控水相亚胺体系提供了方法和数据。