超分子化学（supramolecular chemistry）是近几十年来迅速发展的新兴交叉学科,分子识别是其重要的分支。分子识别主要研究主体与客体之间的选择性结合,包括对中性分子、阴阳离子及生物大分子等的识别。杂环化合物和以杂环化合物为配体合成的荧光传感器以其新颖的结构,独特的功能在分子识别领域引起了广泛的关注。本文设计合成了三种含有杂环基团的荧光传感器,通过表征、光谱实验、理论计算等对其结构、性质和机理进行了研究。论文主要分为以下四个部分:第一章绪论本章介绍了超分子化学的基本概念和重要分支,离子识别的机理和意义,详细的综述了杂环化合物荧光探针的研究进展以及课题的目的和意义。第二章基于3-（苯并噻唑-2-基）-2-羟基-5-甲基苯甲醛衍生物的合成及CN-的识别与应用本章我们设计合成了一种双通道传感器FA,可在DMSO/H2O（3:7,v/v）溶液中选择性识别CN-。紫外与荧光光谱实验表明,FA对CN-具有良好的灵敏度(比色检测限:1.46×10-7 M;荧光检测限:2.37×10-8 M),并在识别过程中伴有明显的荧光“开启”现象,并且该过程对其它常见阴离子具有很强的抗干扰性。时间响应实验和p H实验表明FA具有良好的稳定性并且可以在较宽的p H范围（4.0-10.0）内识别CN-。~1H NMR实验和DFT理论计算推断出FA识别CN-的机理可能为去质子化。此外,通过交替加入HCl和CN-,FA可实现对CN-的循环检测。值得一提的是,通过便携试纸的应用和食品（发芽土豆和苦杏仁）中CN-的检测,证明了该传感器具有良好的实际应用价值。第三章基于4-吡啶甲酰肼衍生物的合成及CN-的识别与应用本章我们设计合成了一种基于4-吡啶甲酰肼的双通道化学传感器FY。在DMSO/H2O（1:9,v/v）溶液中探究了FY对阴离子的响应实验。结果表明,该传感器可高选择性,高灵敏度识别CN-,并且伴随着显著的颜色变化（无色到黄色）。抗干扰实验和p H实验表明,FY可以在较宽的p H范围（3.0-10.0）内检测CN-并且不受其它阴离子的干扰。FY对CN-的比色和荧光检测限分别为1.28×10-7M和2.45×10-7M。同时,通过交替加入HCl和CN-,FY可循环检测CN-。~1H NMR实验和DFT理论计算表明FY识别CN-的机制可能为去质子化。最后,制备了基于FY的试纸条,该试纸可以方便快捷的检测CN-。第四章基于2-氨基-5-苯基-1,3,4-噻二唑衍生物的合成及Cu2+和CN-的识别与应用本章我们设计合成的基于噻二唑的新型化学传感器FT可以在DMSO/H2O（1:9,v/v）溶液中分别检测Cu2+和CN-。紫外与荧光实验表明,该传感器对Cu2+和CN-的识别具有很好的选择性和灵敏度,并且伴随着显著的颜色变化。抗干扰实验和p H实验表明,FT可以在较宽的p H范围（3.0-10.0）内分别检测Cu2+和CN-而不受其它阳离子和阴离子的干扰。根据循环实验得出,FT可分别循环检测Cu2+和CN-。此外,基于FT的试纸可以肉眼检测Cu2+和CN-,这表明该探针具有良好的应用前景。