自1967年C.J.Pederson发现冠醚以来,主客体化学研究的广度和深度在诸多方面取得了长足的发展,从静态研究向动态发展,从微观研究向宏观发展,从结构构建向功能组装发展。本论文沿着“结合——组装——功能”这一主线,开展了基于葫芦脲主客体化学的结合可控、组装可控和功能可控的相关研究,主要取得了三方面的成果。一、结合可控:围绕如何精细调节协同性的基本问题,我们以葫芦[8]脲三元主客体复合为研究对象,通过设计合成一系列带有不同亲疏水侧基的客体分子,来平衡经典与非经典疏水效应,从而实现了对三元主客体复合协同性的精细调节,协同因子可以在10^-3到10²之间调控。调控协同性的基本逻辑是通过调节分子结构来平衡熵焓贡献,从而对非共价相互作用予以精细的控制。这项工作将为实现结合可控提供了一种一般性的研究思路。二、组装可控:围绕如何调控超分子聚合的科学问题,我们在非共价聚合驱动力的基础上,引入调节单体刚性的非共价杠杆,建立了一种可控的自分类识别体系。通过逐渐增加单体的刚性,我们实现了对环-链平衡的控制,从而建立了一种可控超分子聚合的新方法。超分子聚合物的分子量可以在10 kDa到97 kDa之间调控。类似的方法可望推广到其他主客体化学或者可逆化学当中,也有望用于制备其他拓扑结构的超分子聚合物。三、功能可控:围绕如何实现化疗药物降毒增效的难题,我们提出了超分子化疗的新概念。为了验证这一概念,我们通过葫芦[7]脲与二甲基紫精的主客体复合来降低其对正常细胞的毒性,同时利用肿瘤标记物精胺来竞争置换出二甲精紫精,成功地恢复其抗癌活性。更进一步地,我们将超分子化疗推广到奥沙利铂这一肠癌化疗药物上。我们运用葫芦[7]脲来包合奥沙利铂,降低其对正常细胞的毒性,而后利用肠癌标记物精胺来可控地释放奥沙利铂。更为重要的是,精胺的消耗与奥沙利铂的释放可以进一步提高其抗癌活性。基于此,我们最终确立了超分子化疗这一新的概念。超分子化疗有望推广到多种超分子主体和传统化疗药物中,为化疗领域开拓新的方向。