新型大环化合物的设计和合成～直是主客体化学中一个永恒且富有挑战性的课题。圆柱形大三环冠醚是穴醚的一种，它含有一个中心空腔和两个侧环空腔。由于圆柱形大三环主体分子在结构和功能上的可塑性，在分子识别和生物模拟方面受到了人们很大的重视。另外，三蝶烯是一类具有三维刚性结构的芳香族化合物。由于所具有的独特结构，三蝶烯化学的研究近年来引起了人们很大的兴趣。其应用领域也越来越广泛，从材料化学、聚合物化学到液晶分子阵列，再到医药方面抗癌药物合成。本论文的主要工作是基于三蝶烯新型大三环主体化合物的合成、结构和性能研究，具体研究内容如下：　　 (1)基于三蝶烯设计合成了一类新型大三环主体化合物2-1、2-2和2-3，化合物均经过核磁、元素分析、质谱和X.射线晶体衍射进行了结构表征。另外，还合成了基于三蝶烯类似物新型大环主体分子3-1，并对其进行了结构表征。　　 (2)采用核磁、质谱或X.射线晶体衍射的方法，研究了主体分子2-2对烷基链联吡啶盐的识别性能。结果表明：主体和客体无论在溶液中还是固态下都能形成1:1的稳定络合物；对甲基联吡啶盐2-10的识别效果最好，络合常数达到4.0×105M-1；固态下，带8个碳烷基链的2-15能从主体的两个冠醚环穿出，形成新颖的准轮烷结构。　　 (3)分别研究了主体化合物2-2对末端是羟基的联吡啶盐(2-17～2-18)和9-苄葸的联吡啶盐(2-19)的络合行为。结果表明：主体和末端是羟基的联吡啶盐形成1:2的稳定络合物；除了主客体之间的作用之外，两个客体分子之间的氢键作用和π-π堆积作用，是络合物稳定的一个重要因素；主体分子与9-苄蒽的联吡啶盐2-19则形成1:1的稳定络合物，且客体分子位于主体的中心环。　　 (4)分别研究了主体分子2-2对二级单铵盐和双铵盐的络合行为。结果表明：主体和客体(2-20和2-21)形成1:2的稳定络合物；固态下，两个单铵盐分子分别从主体的两个冠醚环穿入并形成结构新颖的[3]准轮烷结构。基于此，我们利用主体2-2与枝状单铵盐(2-22～2-24)构筑了一系列的树枝化[3]准轮烷；主体和2-25则形成1:1的络合物。　　 (5)通过调节溶液的PH值，研究了主体分子对客体单铵盐(2-20)和烷基联吡啶盐(2-14)的选择性识别。结果表明：在酸性条件下，主体分子2-2选择性的识别单铵盐2-20；在碱性条件下，剥夺了单铵盐的氢质子，主体分子选择性的识别2-14。　　 (6)分别研究了主体分子2-3对联吡啶盐和单铵盐的络合行为。结果表明：主体2-3与烷基链的联吡啶盐(2-10，2-13～2-15)和9-苄葸的联吡啶盐联(2-19)形成1:1的稳定络合物，而与末端是羟基的联吡啶盐(2-17和2-18)却形成1:2的络合物结构；主体分子与二级单铵盐2-20无论在溶液中还是气相中都能形成1:2的络合物。　　 (7)主体2-1对喹啉盐(2-26和2-27)和吡啶盐(2-28)有良好的识别作用，尤其是对2-甲基喹啉盐2-27的识别效果最好。　　 (8)主体分子3-1对喹啉盐(2-26和2-27)有一定的识别性能，但识别效果比主体分子2-1对这些客体分子的识别效果要差。由于这个主体分子含有四个酯基，可以通过水解变成水溶性的受体分子，从而为进一步在水溶液中研究对客体的识别奠定基础。