阴离子-π作用，即阴离子与缺电子芳香π体系之间的作用，是一种近些年被认识的新型非共价相互作用。继早期的理论预测之后，越来越多的实验证据证实了这种相互作用的存在，其在分子或离子识别、传感器设计、跨膜离子通道或载体设计以及新型催化剂的开发等领域也已经取得了初步成果。迄今，阴离子-π作用在超分子自组装纳米材料方面的应用研究尚无人问津，能否像氢键、配位作用等其它非共价相互作用一样被用于超分子自组装纳米结构的调控及构建，是一个非常值得探索的重要问题。为了进一步拓展阴离子-π作用的应用范围，对其本质进行更深入的探索和研究是非常必要的。围绕上述问题，本博士学位论文开展了以下工作:　　基于四氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪功能平台，通过在苯环上沿引入疏水链设计合成了一系列新型大环两亲分子，并对这些两亲分子的结构进行了充分鉴定。研究发现，这些两亲分子在四氢呋喃与水的混合溶剂中能够自组装形成为囊泡。囊泡的形貌、粒径分布及结构信息分别利用扫描电镜、透射电镜、激光扫描共聚焦显微镜、动态光散射、小角X射线粉末衍射等手段进行了研究。氢键对大环两亲分子的自组装行为具有重要影响。基于阴离子-π作用成功实现了阴离子对自组装囊泡聚集行为的调控。同时发现由此类功能两亲分子构筑的囊泡膜对氯离子是具有通透性的。　　通过在四氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪功能平台的苯环上沿引入疏水链、同时在三嗪环上沿引入亲水链，设计合成了一系列经典大环两亲分子。三嗪环上取代基极性较小时，相应的大环两亲分子倾向于形成囊泡而三嗪环上取代基极性较大、链长度较长时倾向于形成胶束。三嗪环上引入取代基之后，尽管其电子云密度有所增加，但是在阴离子-π作用与氢键的协同作用下，阴离子依日能够调控此类大环两亲分子自组装囊泡的聚集行为，使其形成囊泡簇的结构。基于四氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪两亲分子通过在三嗪环上沿引入手性基团设计合成了一系列手性四氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪两亲分子。通过选择手性中心到衍生位点之间具有不同链长的手性基团可以合理控制手性中心与功能V形空腔之间的距离。所得到的手性化合物分别用核磁共振谱、质谱、红外光谱、元素分析方法进行了表征。　　利用阴离子-π作用介导四氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪与阴离子型表面活性剂之间形成超两亲分子，进而在水溶液中自组装形成囊泡。囊泡的形貌、组成利用SEM、TEM、SEM-EDS、XRD等方法进行了验证。HRMS、四氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪与模型化合物的复合物单晶结构、对照实验和理论计算为确定阴离子-π作用在介导超两亲分子形成囊泡过程中所起的关键作用提供了重要证据。根据阴离子-π作用的可逆性，通过调节囊泡体系的pH值或者向囊泡体系中引入竞争性的阴离子成功实现了对囊泡的解组装调控。　　基于对阴离子-π作用的认识和理解，成功设计并高效合成了一类基于阴离子-π作用的新型阴离子受体-苯三酰亚胺(BTI)类化合物。分别用循环伏安法、紫外光谱法、核磁共振法等研究了BTI分子的氧化还原性、光谱特性及其稳定性。同时还初步研究了BTI与不同阴离子在气相、固相和液相中的阴离子-π作用。最后，还实现了BTI分子对N3-、SCN-和I-的选择性比色识别。