机械互锁分子如轮烷(准轮烷)、索烃、分子结、菊花链等是超分子化学中的一个重要组成部分,由于它们具有美丽的拓扑结构和潜在的应用价值备受到化学家们的青睐。轮烷及准轮烷由于结构的独特性成为人们研究的焦点之一。随着相关研究逐渐地深入,单纯结构上的新颖和变化已经无法满足科学家们的需求,故研究者们开始将这种机械互锁分子与特定的官能团相连,从而实现它们的应用价值。近些年来,化学家们逐渐地把超分子化学应用到分子识别、离子识别、生物传感、荧光传感、分子控释、药物传输等方面。因此,设计合成出新颖的功能化轮烷具有十分重要的意义。本文的研究内容主要以氮杂冠醚环为主体分子,以不同的二亚甲基铵盐为客体分子,通过模板导向的Clipping反应设计合成了一系列功能化的树枝状[2]轮烷和具有AIE效应的[n]轮烷。1.设计合成了一系列以树枝状基团作为封端的G0-G2代[2]轮烷,同时在这一工作中引入了荧光基团芘从而赋予该[2]轮烷分子特定的光学性质,于是我们通过荧光发射光谱和紫外-可见吸收光谱对其光学性质进行探究。结果表明这两个基于芘为骨架的轮烷分子在薄膜状态下比在溶液中有更强的分子间作用力,同时浓度越高它们越容易发生二聚,这些轮烷分子在动态自组装荧光材料方面有一定的潜在应用价值。2.设计合成了一系列基于四苯乙烯基团为骨架的具有AIE效应的[n]轮烷,我们分别通过测定[n]轮烷和其前体在不同水组分含量的水/乙腈溶液中的荧光发射光谱和紫外-可见吸收光谱而对其聚集诱导发光性质进行研究。结果表明它们都具有很好的聚集诱导发光性质,且当氮杂冠醚环距离四苯乙烯基团较近时,轮烷相对于模板铵盐更容易发生聚集,当氮杂冠醚环距离四苯乙烯基团较远时,轮烷与其前体铵盐具有相似的AIE行为,这也为设计合成具有聚集诱导发光性质的机械互锁分子提供了一个新的策略。