在生物和环境领域,过量的阴离子及氨基酸会引起生物机体的异常病变和自然环境的污染。基于不同材料的功能荧光化学传感器应运而生。嫁接和掺杂设计策略是材料化学和新能源领域中对主体结构修饰的重要方式。在此成功开发了一种双功能检测的Salamo型荧光化学传感器;另外首次将Salen基团以两种模式嫁接到Salamo体系中,成功构筑出Salamo-Salen-Salamo型配合物,并探究了其分子结构特点和探针方面的应用;构筑了具有良好发光性能的Salamo-Salen型化合物及其两个3d-s双螺旋簇合物,研究了此类化合物的荧光与结构间的关系。理论计算进一步认识了Salamo型和Salamo-Salen型化合物的结构特点和传感作用机制。主要研究内容如下四章:1.简要介绍了荧光化学传感器的基本概念及常见的引起荧光变化的电子转移机制和效应,总结了荧光化学传感器对不同阴离子和氨基酸检测的研究进展及作用机制,介绍了Salen化合物与其它官能团嫁接的有关研究进展,提出了新的化合物构筑思路。2.合理设计并开发了一种荧光“开启”的Salamo型化学传感器（ASC）,基于分子内电荷转移（ICT）效应,可实现对硫代硫酸根离子S2O32-和谷胱甘肽GSH的双重检测。实验结果表明此Cu（II）配合物的固态晶体结构与溶液中的有所不同。通过荧光滴定和抗干扰实验,此化学传感器ASC对S2O32-离子和谷胱甘肽GSH有着很好的灵敏度和选择性,并且发现对S2O32-离子（绿色）和GSH（橙色）的荧光响应颜色不同。同时,化学传感器ASC能够从其它含硫的阴离子中鉴别S2O32-离子。实验表明,化学传感器ASC可适用于自来水和雨水中S2O32-离子的检测。此外,试纸条测试可实现对S2O32-和GSH的可视化检测。最后,利用密度泛函理论（DFT）和含时DFT理论（TD-DFT）揭示了ASC的结构特征和荧光传感的ICT机制,并分析了Salamo型化合物和配合物的分子静电势（ESP）分布特点。3.通过在Salamo体系中引入Salen或不同功能基团,可以定向合成不同性能的化学材料。基于Salamo-Salen-Salamo型化合物（H8L~2）开发了一种新颖的双萘荧光团Zn（II）配合物,研究表明原位合成的配合物可作为开启型荧光化学传感器（SSC）,用于选择和高效地荧光检测磷酸氢根离子(HPO42-和H2PO4-)。而且,荧光化学传感器SSC可适用于雨水和自来水中的磷酸氢根离子的检测。此外,利用DFT中过渡态理论和频率分析对此两种磷酸氢根离子的相互转化平衡进行了理论研究。最后,TDDFT和ESP计算进一步解释了在传感过程中化合物分子的荧光发射特征和电子激发的行为。4.首次设计了一个半共轭的多齿Salamo-Salen型化合物（H5L~3）,两个独特的N2O2空腔使配位过程中金属离子以不同的配位模式出现。通过H5L~3与金属离子配位和自组装成功合成了两个异六核的3d-s双螺旋簇合物[Zn4Ca2L2~3（μ1-OAc）2（Et OH）2]·2Et OH（2）和[Zn4Sr2L2~3（μ2-OAc）2（Me OH）2]·2CH2Cl2（3）。其中,Zn（II）离子分别位于Salen型的N2O2空腔（四方锥）和Salamo型的N2O2空腔（三角双锥）,而碱土金属(CaII和SrII)离子被一个伪冠醚空腔包围。红外光谱分析表明配合物2和3分别存在单齿配位的和双齿配位的醋酸根离子。荧光光谱实验表明在Me OH和水溶液中化合物H5L~3以及其配合物（2和3）具有优良的发光性能。此外,DFT、交互区域指示器（IRI）、ESP和键级等理论计算进一步研究了这些化合物中单分子双螺旋的形成和前线分子轨道分布特征。