准轮烷、轮烷、索烃等机械互锁分子对分子机器、传感器等研究领域的发展具有重要意义。作为第一代大环主体分子，冠醚及其衍生物被广泛应用于机械互锁分子的构建。开发结构可调的新型功能化冠醚主体分子对主-客体化学和具有特殊结构和功能的机械互锁分子的构建有着巨大的推动作用。本论文围绕新型氧桥联杯芳烃冠醚的合成、主-客体化学和基于它们的机械互锁分子的构建展开研究。包括以下四个方面:　　1.基于氧桥联杯芳烃冠醚与联吡啶鎓盐的主-客体化学及相关索烃的构建　　合成了一系列氧桥联苯[2]吡嗪[2]杯芳烃冠醚，考查了它们与百草枯的主-客体化学性质。结果表明，氧桥联杯芳烃构象的可调性使得仅具有五个乙二醇单元的主体分子即可与百草枯络合，形成准轮烷结构。该结构通过π-π堆积、C-H…π和C-H…N(O)等相互作用得以稳定。在此基础上，以它们的络合作用为模板，成功地构建了基于四电子环番[CBPQT4+]-氧桥联杯芳烃冠醚的[2]索烃。　　2.基于氧桥联杯芳烃冠醚与二级铵盐的主-客体化学及相关轮烷的构建　　考查了氧桥联苯[2]吡嗪[2]杯芳烃冠醚与二级铵盐的主-客体化学性质。结果表明，具有合适空腔大小的主体可以与二级铵盐形成穿插络合物。在此基础上，以它们的络合作用为模板，成功地构建了基于氧桥联杯芳烃冠醚与二级铵盐的[2]轮烷。　　3.基于氧桥联杯芳烃冠醚与脲衍生物的主-客体化学及相关轮烷的构建　　合成了一系列四硝基氧桥联杯芳烃冠醚，考查了它们与脲衍生物的主-客体化学性质。结果表明，主体中的芳香氢能与脲形成氢键，对准轮烷的稳定起了重要作用。在客体分子中同时引入脲基团和二级铵基团，高效地构建了具有三个结合位点的[2]轮烷。通过化学驱动的方法，考查了轮烷中环状组分在三个作用位点间的转移，结果表明该轮烷可作为一个pH调控的分子开关。　　4.基于四酰胺基氧桥联杯芳烃冠醚的主-客体化学　　合成了四酰胺基氧桥联芳烃冠醚，考查了其与百草枯、二级铵盐的络合性质。并初步考查了其作为潜在的电子对受体对Na+和Cl-的络合性质。该类主体对离子对的协同络合性质研究正在进行。