巨型分子是一类具有“分子纳米粒子尺度”的新型聚合物,它的基本构件单元“分子纳米粒子”被定义为是一类具有精确的分子组成,特定形状和表面官能团的笼状纳米粒子,例如多面体寡聚倍半硅氧烷（POSS）和多金属氧酸盐（POM）,巨型分子在不同物理环境中可以展示出非常丰富的超分子自组装行为,并且相态结构和相行为也极为丰富。本文以此为出发点,利用POSS表面多官能团特性,采用“点击化学”和Michael加成反应等有机合成方法,设计了一系列反应实现链式巨型分子的快速精准合成,并且通过超分子自组装实现对其二维结构的调控,对巨型分子自组装方面具有非常重要的意义。本文具体研究内容如下:以BPOSS-Vinyl为原料构建巨型分子的结构基元单体。通过选用巯基乙醇、左旋半胱氨酸（N-Fmoc,S-Trityl）和马来酰亚胺等为原料,利用加成、酯化、脱保护、酰胺化等一系列反应来合成构建巨型分子的结构基元单体,整个反应过程都是采用高效的缩合反应。利用柱层析分离提纯,并通过核磁氢谱测试与模拟结果对其进行纯度分析,研究发现每一步反应都精准合成。以结构单体为原料,合成链式巨型分子过程研究。利用“脱保护―加成”策略合成链式巨型分子,从一个具有“死端”Fmoc保护的氨基和“休眠端”三苯甲基保护的巯基的结构基元单体Fmoc NH-BPOSS-ST出发,设计合成路线分别打开“死端”和“休眠端”,以马来酰亚胺为载体连接不同官能团的结构基元单体。通过这种重复的“脱保护-加成”循环反应,可以精确地控制链式巨型分子的分子长度及序列组成,通过柱层析分离得到纯化的产物,核磁氢谱结果与模拟值一致,凝胶渗透色谱（GPC）结果符合分子量理论设计。并且FTIR结果显示POSS上硅氧烷吸收峰出现在1200 cm-1表明POSS结构的存在和各官能团的特征峰都可以在图上标出,进一步说明了链式巨型分子设计的成功,随后还对各种巨型分子进行了热力学研究,发现随着巨型分子个数的增加,其结晶温度和熔融温度也随之增加,并且在180℃以内样品不会被分解,具有较好的热稳定性。链式巨型分子自组装和表面官能化行为研究。通过化学反应将之前合成的链式巨型分子末端接上不同功能性巨型分子（APOSS,HPOSS,POM）来实现两亲性结构体自组装。通过对晶体生长环境以及溶剂极性的调控,选择合适的溶剂比例极性来提供晶体生长必要的环境和驱动力。在镀碳云母片上生长晶体,通过透射电镜可以发现,Fmoc-4BP-AP-ST表面为直径4μm规整光滑的菱形纳米片状结构。Fmoc-4BP-POM为直径3μm的菱形纳米片,表面带有许多黑点,这是因为POM中金属元素与氧、碳、氢的原子序数相差过大导致在电镜对比度下显示出明显的明暗差异,所以可以在纳米片中看到明亮的黑点。Fmoc-4BP-AP-ST表面为光滑的纳米片状结构,形状较不规整,直径在2μm左右,实验表明末端带有不同官能团的巨型分子都可以形成二维层状晶体结构,对今后研究具有借鉴意义。