本文考察了竹节半瓜环及其衍生物对有机客体分子的识别作用的研究。主体为竹节半瓜环1、十二（4-羧基苄基）竹节半瓜环2、半硫代竹节半瓜环3,以喹啉体系作为客体分子,选取喹啉、6-羟基异喹啉、8羟基喹啉、8-羟基喹哪啶,分别制备其盐酸盐形式（Guest 4,Guest 5,Guest 6,Guest 7）作为客体分子,运用核磁共振波谱、荧光分光光谱、分子模拟等方法,分别研究这三个主体与喹啉体系盐酸盐之间的主客体相互作用。由核磁共振氢谱对主体1与四个客体之间的主客体作用研究发现,四个客体都分别能与主体1发生主客体作用,荧光光谱研究表明,四个客体分子分别能与主体1形成作用比为1:1的主客体包结物。通过非线性拟合得出主1与客体4形成的主客体包结物的稳定常数为（9.7±0.3）×10⁴ L?mol^-1,与客体5形成的主客体包结物的稳定常数为（2.8±0.2）×10⁶ L?mol^-1,与客体6形成的主客体包结物的稳定常数为（5.5±0.3）×10³ L?mol^-1,与客体7形成的主客体包结物的稳定常数为（5.7±0.1）×10³ L?mol^-1。通过核磁共振氢谱研究了主体2与客体之间的主客体相互作用,结果显示四个客体都分别能与主体2发生主客体作用,荧光光谱进一步研究表明,主体2与客体4形成作用比为1:2的主客体包结物,通过非线性拟合得出主体2与客体4形成的主客体包结物的逐级稳定常数分别为K_a1=（7.0±0.2）×10⁴ L?mol^-1、K_a2=（9.4±0.4）×10⁵ L?mol^-1,而其余客体与主体2均形成1:1的主客体包结物,通过非线性拟合得出主体2与客体5形成的主客体包结物的稳定常数为（2.9±0.3）×10⁵ L?mol^-1,与客体6形成的主客体包结物的稳定常数为（6.3±0.2）×10⁴ L?mol^-1,与客体7形成的主客体包结物的稳定常数为（8.2±0.4）×10³ L?mol^-1。通过核磁共振氢谱研究了主体3与客体之间的主客体相互作用,结果显示四个客体都分别能与主体3发生主客体作用,且通过非线性拟合确认其作用比例均为1:1,主体3与客体4形成的主客体包结物的稳定常数为（6.5±0.1）×10⁴ L?mol^-1,与客体5形成的主客体包结物的稳定常数为（1.0±0.3）×10⁵ L?mol^-1,与客体6形成的主客体包结物的稳定常数为（1.3±0.2）×10⁵ L?mol^-1,与客体7形成的主客体包结物的稳定常数为（1.9±0.2）×10⁵ L?mol^-1。此外,我们还运用等温吸附研究了竹节半瓜环与六元半瓜环对气体的吸附性质,结果显示两者对于气体吸附上存在区别,竹节半瓜环的吸附量大概是六元半瓜环的两倍,均为物理吸附过程,且两者对氢气均未表现出吸附性能。以上的主客体相互作用及对气体的吸附性质,都通过量子计算化学进行了机理解释,结果表明,无论是主客体相互作用还是对气体的吸附作用,氢键的形成是主要的驱动力。