本论文设计合成了一类新型的大环类化合物和一系列含有π-共轭片段的超分子轮烷体系，并对其性能进行了表征，对其构效关系进行了深入的分析。论文工作主要包含了三个部分：(1)能够自分类的智能大环体系；(2)具有光富集能力的超支化轮烷大分子；(3)两种具有不同构象和光物理性质的线性多聚轮烷。　　 首先，我们合成了一系列带有柔性寡聚醚链和醛基的大环分子，其中醛基可以与胺基利用动态共价化学(DCC)发生缩合反应形成亚胺。因此，这一系列大环分子能够与合适的二胺分子通过动力学或者热力学控制的缩合反应形成[1+1]内包化合物。这些产物不仅是热力学优势的，也同时是动力学优势的，这就会导致由于长度的局限性，特定的大环化合物对不同的二胺展示出了不同的结合行为。实验结果证明链长大于大环分子柔性链极限长度的二胺，脂肪二胺可以调整构像与大环分子形成[1+1]内包化合物，而刚性的二胺则不会。但是如果二胺的长度较小，无论是柔性或刚性，都会倾向于形成[1+1]内包化合物。在此基础上，研究结果进一步表明在一个复杂的系统，两个大环分子和两个二胺分子的混合物可以快速和高准确地进行自分类行为。虽然它们的反应基团完全一样，但是我们只发现了两种构型匹配的芳香二胺@大环包合物。据我们所知，这是第一个基于DCC进行自分类过程的例子，而且是通过非特异性的结合作用力来完成高度有序的分子识别过程，即“诱导契合”(Induced Fit)过程。我们的结果提供了模拟生物系统的一个模型。　　 在第二部分工作中，我们选用了二苯并24冠8和二苄胺盐的弱相互作用，和Cu+催化的1，3-偶极环加成反应来构筑功能化的超支化多聚轮烷(HBP)。研究结果表明，由于使用了不同以往的缩聚法聚合，该超支化多聚轮烷分子的分子量并不是仅仅与浓度有简单的正比关系；相反，相对稀的浓度也可以得到更大的分子量。这是因为尽管在浓溶液下有利于形成更大的组装体，但是位阻的原因导致后续的封端反应不能顺利进行，从而多聚准轮烷的主链上留下了非常多的缺陷，在后处理过程中又重新解离，得不到分子量较大的产物。多种表征手段证明了该分子为具有4到8纳米半径的球形分子。超支化和机械互锁结构不仅抑制了在基态时发色团之间的聚集，还促进了能量转移的效率和速度，其能量转移效率可达99％，而能量转移速率可达7.58×109 s-1。　　 第三部分工作仍然采用二苯并24冠8和二苄胺盐的弱相互作用，和Cu+催化的1，3-偶极环加成反应构筑了两类功能化的一维线性多聚轮烷(P1和P2)。一系列光谱学表征证明了这两个结构类似的多聚轮烷表现出了完全不同的特征：其中P1中给受体间能量转移不充分，表现出短棒状的聚集状态，具有较宽的粒径分布和较好的成膜性；但是P2则非常容易聚集，且成实心球状，从而得到较好的能量转移效率和速度，同时P2有较窄的粒径分布和较差的成膜性。我们不仅揭示了其中结构、构象以及性质之间的联系，并且利用酸碱性和阴离子一定程度上实现了其分子状态的有效调控。　　 总之，这些研究结果不仅能帮助我们更好地理解传统的轮烷小分子片段引入到线性聚合物和超支化聚合物中之后所具有的独特表现，也更加深入理解了化学结构与其构象和光物理性质方面的关系。此外，通过动态共价化学和柔性链的构象调节等非特异性的结合作用力来完成高度有序的分子识别过程，对于我们将来在这一领域开展相应的工作，如分子机器以及主客体识别等领域具有重要的开拓意义。