超分子化学是研究多个分子通过非共价键作用而形成的功能体系的科学。它在分子识别与自组装,了解生命过程模拟生物催化,设计高性能分子器材方面有着重要的应用价值。从冠醚,环糊精,杯芳烃,葫芦脲到第五代大环主体柱芳烃。这一系列的大环主体被发现,合成,并对其进行了大量的主客体研究。柱芳烃作为最新一代的大环主体,它结构刚性,具有高度对称性,易于修饰,成为研究超分子化学的热门分子。而喹喔啉结构也因其出色的发光性能,易于合成和修饰的特点,在探针,染料敏化太阳电池等领域受到重视。本论文的研究工作为:基于喹喔啉的柱芳烃分子的合成并利用其光信号或可与离子络合从而可分散在水中的能力,继而将其应用于光能捕获体系及抗菌体系中:(1)鉴于喹喔啉优良的发光性能,通过Williamson反应将柱芳烃接于两侧,合成了主体H1,同时使之具备了AIEE性能。由于H1为蓝光主体,因此配套设计并合成了吸收蓝光的黄光客体G2,使得H1的能量可以顺利传递给G2,并在有机溶剂中实现白光发射。接着将其引入到纳米颗粒中,使其可以分散在水中。最为重要的是,本文提出了“框架结构的形成对于能量的传递十分重要”这一假说。本文引入了不发光客体G1诱导形成了框架结构,结果显示框架结构的形成对于能量传递十分有利。它不仅增强了主体H1的发射能量,同时增强了主体H1到客体G2的传递效率。使得三元体系组成的纳米颗粒的荧光达到单纯荧光客体的37倍。这些都验证了假说。这为光能捕获体系的进一步研究和探索提供了新的思路。(2)利用吡啶基团可与银离子络合,将吡啶基团引入喹喔啉结构。利用银离子的水溶性,设计“可溶于水”的柱芳烃分子。因此用Suzuki反应将两个吡啶喹喔啉基团接于柱芳烃两侧合成主体H2,这样,四个吡啶基团都可与银离子结合从而使H2-Ag~+的络合物分散在水中,并显示出优越于银离子本身的抗菌性能。这为抗菌剂的制备走出了新的一步,也为水溶性柱芳烃的合成提供了新的思路。(3)发现了H1分子的光致变色现象并对其进行光致变色方面的初步探讨,推测出紫外光照射前后的结构变化。H1分子可在光照与加热,客体加入与否,溶剂比例的多重调节下展示出不同的荧光。为光致变色材料和多重刺激响应材料开辟了新方向。