超分子主客体化学由于其潜在的应用前景，近年来受到越来越多的关注。在已知的客体分子中，偶氮苯及其衍生物对各类自然刺激具有响应性且同时伴随显著的结构变化，进一步可以控制其与环糊精的主客体相互作用，故偶氮苯/环糊精体系这一主客体配合物在众多高科技领域有着重要的应用。然而，传统偶氮苯的顺反异构化必须使用高能量的紫外光，紫外光具有对生物样品的低穿透率、引发副反应及高的背景干扰的等缺点，这些特点限制了偶氮苯在生物医药方面的广泛应用。目前为止有以下几种方法可以实现在不使用紫外光的条件下使偶氮苯发生顺反异构化。一种方法是使用掺杂镧系金属的上转换纳米粒子作为光转化器。另一种方法是使用吸电子基团或给电子基团对偶氮苯偶氮的邻位和对位的氢原子进行取代。尽管目前开发了众多能够在可见光照射下发生顺反异构化的偶氮苯衍生物，但其主客体化学及其相应的宏观性质目前尚未进行详细研究。　　本文合成了能够在可见光下完成顺反异构化的水溶性的偶氮苯衍生物，并首次研究其在水溶液中与环糊精的主客体相互作用。制备了两种上转换纳米粒子，研究其上转换发光对上述合成的偶氮苯衍生物顺反异构化的影响，并在纳米粒子表面接枝β-CD对其进行亲水修饰，同时全文共分为五章:　　第一章为绪论，结合本文的研究内容，总结了环糊精及其客体小分子的主客体相互作用，重点介绍了客体分子偶氮苯及其衍生物，同时总结了上转换纳米粒子作为光转换器的研究进展。此外还介绍了论文的主要内容和目的。　　第二章中合成了偶氮键4个邻位的氢原子均被氟原子取代的偶氮苯衍生物(F-azo/F-azo-COOH)，并定量地研究了其在光照射下的顺反异构化，说明邻位氟取代对其可见光下顺反异构化的重要性。　　第三章中利用氢谱、氟谱、二维氢谱和圆二色谱详细研究了F-azo-COOH与环糊精在弱碱性水溶液中的主客体相互作用。实验结果表明在弱碱性水溶液中F-azo-COOH不能与α-CD形成稳定的主客体配合物，而反式和顺式F-azo-COOH均能与β-CD形成稳定的1∶1主客体配合物。有趣的是，与传统的偶氮苯/β-CD体系相反，顺式F-azo-COOH与β-CD的之间的结合常数(3.0±0.3)×103 M-1大于反式F-azo-COOH与β-CD的之间的结合常数(2.1±0.2)×103 M-1。　　第四章中分别合成了 NaYF4:Yb/Tm(30％/0.5％)@NaYF4和NaYF4Yb/Er(20％/0.2％)@NaYF4两种上转换纳米粒子，并利用透射电镜、X-射线衍射和荧光发射光谱对其尺寸和上转换发光进行了详细研究。以NaYF4:Yb/Tm(30％/0.5％)@NaYF4为例，利用配体交换和一步简单的化学反应将β-CD成功接枝到纳米粒子表面，成功对其进行了亲水改性。同时利用NaYF4:Yb/Er(20％/0.2％)@NaYF4在980 nm近红外光照射下的上转换荧光发射主要集中在520.5 nm和540.5 nm的绿光区这一特点，分别研究其对F-azo和F-azo-COOH反式→顺式异构化的影响。实验结果表明上转换纳米粒子NaYF4:Yb/Er(20％/0.2％)@NaYF4的上转换发光可以使F-azo和F-azo-COOH有效地发生单一方向反式→顺式异构化。　　第五章中总结了本论文的研究内容，并对未来的研究工作进行了展望。