近年来,分子开关和分子逻辑门的研究倍受人们关注。然而,目前能够被用来研究分子水平开关和逻辑门的多重响应分子体系还很缺乏。本论文致力于开发新的响应分子体系,设计并合成了一系列取代基不同、共轭程度各异的水杨醛类西佛碱分子。并以这些分子为响应实体,详细研究了这一新的分子体系的开关功能和逻辑响应特性。本论文分为以下四部分。第一,为了使我们的响应分子体系-水杨醛类西佛碱具有很高的响应活性,我们对其结构进行了合理的设计,共合成了两大类,12种水杨醛类西佛碱分子,为进一步的分子开关性质及其逻辑功能的研究奠定了基础。第二,对水杨醛类西佛碱分子的开关性质进行了详细地研究。结果显示,它们都能够很好地执行集成了光致变色开关、荧光开关以及pH开关于一体的多开关功能。其中,具有较高共轭程度的水杨醛类西佛碱分子还能够完成独特的可见光驱动的光致变色开关的功能。第三,详细研究了水杨醛类西佛碱分子的逻辑响应特性。发现,在水杨醛所在苯环上连有强吸电子基团的一类水杨醛类西佛碱分子对OH–、Zn2+和紫外光三种输入信号的所有单独的以及组合的刺激都能够产生很好的响应,且伴有较强的光学信号输出。基于对这三种输入信号的多重响应性,这类分子完成了重要的单分子逻辑电路功能。我们首次报道了水杨醛类西佛碱分子的逻辑响应特性,这将为分子水平的逻辑功能的研究提供一个新的、性能优良的响应分子体系。第四,为了进一步推动分子水平逻辑功能固相化的发展,我们选择了未见报道的固相化材料-介孔分子筛和SiO2微球为响应分子体系的支撑材料,并通过超分子自组装的方法制备了有机/无机超分子杂化材料。通过详细地研究杂化体系的逻辑性质发现,水杨醛类西佛碱分子在这两种新的固相材料中仍然能够对OH–、Zn2+和紫外光三种输入信号的各种单独的以及组合的刺激产生很好的响应。而且由于超分子体系的协同作用,水杨醛类西佛碱分子在杂化材料中的逻辑响应性质与本体相比更具优势,完成了更为复杂的逻辑功能。