自2008年首次被发现以来,柱[n]芳烃是一类极具发展潜力的大环主体分子。由于柱芳烃易于官能化,结构高度对称,出色的主客体性能而被广泛应用在气体吸附和储存、载药体系、超分子聚合物和发光材料等方面。本论文合成了一种新型柱[5]芳烃主体分子,与客体分子在主客体相互作用下形成超分子聚合物,并应用在光捕获材料中;另外,我们将柱[5]芳烃进一步衍生化,并尝试利用动态可逆的席夫碱反应制备基于柱[5]芳烃的共价有机框架材料。(1)高效的人工光捕获体系(ALHSs)要求集光和能量传输的卓越能力。在这项工作中,我们开发了一种新的策略来构建具有较高天线效应(高达32.7)的ALHSs。其中,ALHS由基于柱[5]芳烃四支化正交的主体分子H与双位点客体分子(Gs)自组装而成的共轭正交的超分子网络(COSN)构成。主客体都具有共轭刚性结构,正是这种刚性结构在COSN中起到了支架的作用,使COSN的排列更加紧密和有规律。此外,COSN体系中大平面共轭结构的“分子导线”效应,授予供体与受体之间的高能量转移能力,以及COSN的聚集诱导发射增(AIE)效应,进而使得COSN表现出优异的光捕获性能。(2)目前制备共价有机框架材料(COFs)的方法主要是将几何构型不同的建筑单元通过一定的方式连接,以实现材料内部的孔径。如果将本身具有“孔”的超分子大环如柱芳烃引入到COFs中,所制备的材料将同时具有固有的空腔结构以及建筑单元连接而形成的孔,这将进一步提高材料的性能。本文尝试利用席夫碱脱水缩合反应将柱[5]芳烃引入到COFs当中,期望所制备的材料具有良好的内部秩序、永久孔隙度和双尺寸孔隙,在气体吸附、分离、检测等方面具有良好的应用前景。