大环化学是超分子化学研究中最为重要的组成部分之一,在过去的几十年间,基于冠醚、环糊精、杯芳烃和葫芦脲等经典大环主体超分子识别和组装的研究方兴未艾。近年来,以柱芳烃和联苯芳烃为代表的新型大环主体的研究被广泛关注。但这些大环主体化合物均不是在水溶液中对阴离子客体特异选择性键合的大环受体分子。杯吡啶盐是一类新型的阳离子大环主体化合物,在水溶液中展现出对阴离子客体良好的键合性能。但到目前为止,基于杯吡啶盐在水溶液中和功能阴离子客体分子组装规律的研究还不系统。基于此,我们进行了如下工作:1、表面活性剂能够通过疏水效应自组装成为分子组装体。但就我们知道而言,通过大环主体与阴离子表面活性剂的键合来降低阴离子表面活性剂临界聚集浓度的研究还鲜有报道。在这项工作中,我们发展了一个通过杯吡啶盐配位有效降低阴离子Gemini表面活性剂临界聚集浓度的方法。杯吡啶盐和阴离子表面活性剂sul-8超分子两亲络合物组装成纳米结构的尺寸可以通过调节主客体不同的混合摩尔比例而精确的进行调控。这些实验结果不仅在构筑化学响应胶束体系上十分的重要,而且在生物仿生学以及分子识别领域有着重要的指导价值。2、刺激响应主客体体系因其在记忆存储、智能材料、药物传递和传感等诸多领域有着广泛的应用价值而备受关注。优于其它的外界刺激信号,光信号因为是一个非侵害性的和低成本的刺激信号而更受人们所青睐。探索新的分子识别单元来构筑光响应主客体体系,特别是在水溶液中,仍然是个富有挑战性的课题,它将推动绿色光响应超分子材料的进一步发展。时至今日,在水溶液中基于杯吡啶盐的光响应主客体识别单元还未被报道。在这个工作中我们系统研究了杯吡啶盐和荧光增白剂CBS在水溶液中的主客体相互作用。我们发现杯吡啶盐-CBS超分子两亲组装体因为光刺激对于水和CBS加成反应的促进作用而发生有效的光解。这样一个通过超分子聚集促进的有效光解体系还鲜有报道。这个新的基于杯吡啶盐的光响应主客体识别单元被期待能够构筑出多种多样的光响应组装体以及在光降解材料设计上展现出重要的应用价值。杯吡啶盐-CBS超分子两亲组装体被进一步发现能够作为赖氨酸的荧光上升选择性识别传感器。3、分子自组装在构筑纳米超分子组装体领域是一个重要的策略。组装体的形貌可以通过其构筑单元的合理设计而进行精确的调控。因此,通过设计合理的分子建筑块来构筑结构可控的纳米尺度组装体是一个非常吸引人的课题。基于我们的了解,功能阴离子客体与不同大环主体的可控超分子自组装研究进行的还比较少。在该项工作中我们研究了荧光素钠与杯吡啶盐、β-环糊精的可控超分子自组装行为,并发现荧光素钠与杯吡啶盐形成的超分子组装体可以进一步与生物活性阴离子客体进行共组装。4、组装体的可控调控是实现组装体功能的前提条件。因此,刺激响应组装体构筑的研究是一个非常有趣且重要的课题。然而,就我们了解而言,绝大多数报道的刺激响应组装体都是对于单一信号响应的组装体。构筑对于多种信号具有响应的多刺激响应组装体是一个有趣且有意义的研究课题。到目前为止,基于杯吡啶盐和功能阴离子客体构筑的刺激响应组装体,特别是光响应和多刺激响应组装体的研究还较少。在该项工作中,我们以杯吡啶盐为主体,荧光增白剂VBL为客体构筑了一个对光、热和pH均具有良好响应性的超分子组装体。我们还发现,这一组装体在不同pH条件下展现出对光信号不同的响应性。