柱芳烃作为一类新的大环主体分子,因其独特的结构和在分子识别、荧光传感和药物的控释等方面的潜在应用,近年来引起人们广泛的研究兴趣。本论文以全羧酸柱[5]芳烃大环主体骨架为平台,采用配位作用和超分子化学的方法,与金属组装得到了一系列具有新颖结构和独特功能的柱[5]芳烃类镉和铜配位聚合物,利用X-射线单晶衍射、红外光谱、元素分析等多种谱学手段表征了这些晶态配位聚合物的结构,并研究了其在荧光、分子识别、生物传感等方面的性能。全文共分为四章:第一章,综述了柱芳烃及其衍生物的合成,以及其在分子识别、超分子组装和应用方面的国内外研究现状;最后对论文的选题意义进行了概述。第二章,以1,4-二甲氧基苯和多聚甲醛为原料,通过四步反应合成了一种含多个羧酸基团的柱[5]芳烃配体HL,采用溶剂热法,配体HL与Cd²⁺组装得到三种不同结构的配位聚合物1-3,单晶结构显示三种配位聚合物结构分别为三维网状结构、“波浪形”三维结构和三维柱状结构,它们表现出明显不同的光物理学特性。此外,通过荧光滴定实验研究了配位聚合物2对糖类分子的荧光响应,相比其它糖类小分子,麦芽糖对聚合物2的荧光淬灭效果最好。第三章,以4,4-联吡啶和吖啶为起始原料,通过一步反应合成了三种带正电荷的客体分子。在配体HL与Cd（II）离子配位组装过程中,加入不同的客体分子（甲基紫精、丁基紫精、吖啶碘盐）和溶剂分子,合成出四种柱[5]芳烃类配位聚合物4-7。X-射线单晶衍射分析表明客体分子和溶剂分子可以有效的诱导主体金属-有机框架结构的变化,这种变化可归因于溶剂分子的配位能力和客体分子的尺寸、形态以及所含烷烃链长的不同。第四章,通过溶剂热的方法,含羧酸基团的柱[5]芳烃配体与铜离子组装得到一种具有多孔道结构的金属-有机框架（P5ACu）,其单晶结构表明柱[5]芳烃配体通过羧酸基团与铜配位形成多孔道结构的框架材料。此外,我们研究了其在生物传感方面性能:首先用电化学沉积法将P5ACu修饰在玻碳电极（GCE）表面,制备得P5ACu/GCE修饰电极,采用了循环伏安法对多巴胺（DA）的电化学检测,结果表明P5ACu/GCE能很好的检测DA;采用示差脉冲法（DPV）检测缓冲溶液中不同浓度的DA,得到了一定的检测限（3 mM）和较宽的检测范围（5-190 mM）,并且实验表明该修饰电极的重复性和抗干扰性较好。