超分子化学是当代化学领域的前沿学科,作为第三代主体分子的杯芳烃是超分子化学的一个重要研究方向。为了进一步揭示杯芳烃及其衍生物的分子识别机理和组装规律,本论文合成了一系列的杯芳烃衍生物,并研究了它们对荧光客体分子的键合行为；同时,利用杯芳烃对特定客体分子的包结络合作用制备了8个磺化杯芳烃主-客体包合物,系统讨论分析了客体分子对杯芳烃主体构型及组织结构的影响。论文的具体研究内容如下： (1)简要介绍了超分子化学的概况,并对以杯芳烃为受体的分子识别和分子组装研究所取得的重要成果和最新进展进行了论述。 (2)合成了磺化杯[4,5,6]芳烃和磺化硫桥杯[4]芳烃等水溶性杯芳烃,以及下缘双取代或四取代的,含苯并噻唑、萘和二硫代磷酸酯基的硫桥杯[4]芳烃等非水溶性的杯芳烃衍生物主体分子以及一些模型客体分子。 (3)系统的研究了磺化杯[6]芳烃(C6AS)与邻菲咯啉、邻菲咯啉衍生物PPQ2+、喹啉和8-羟基喹啉客体分子通过主-客体弱相互作用所形成的包合物的结构。其中C6AS和ppQ2+客体分子相互作用,呈现新颖的非对称式的“上一下”双部分锥式构象；而在与其它三种客体分子相互作用时均呈传统的对称式“上-下”双部分锥式构象。主体与客体分子均按1:2的化学计量比包结络合。除与PPQ2+客体分子形成的包合物扩展结构呈现蜂窝状排列外,其它三种包合物的扩展结构均呈现“多聚胶囊”结构。 (4)研究了磺化硫桥杯[4]芳烃(TCAS)与2,2-联吡啶衍生物DPEQ2+客体分子以及磺化硫桥杯[4]芳烃(TCAS)和磺化杯[4]芳烃(C4AS)与1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)类客体分子的包合物结构。主客体均按1:1的模式包结络合,并呈现传统的双层堆积结构。 (5)采用荧光光谱研究了三种磺化杯芳烃(C4AS,C5AS和TCAS)与光泽精和1-甲基喹啉正离子的键合行为。主客体之间均按1:1的化学计量比键合。其键合常数受溶液pH条件影响较大。pH=7.2条件下主体对客体的键合能力要明显大于pH=2.0条件下主体对客体的键合能力。