近年来,超分子化学已经成为化学研究的重要方向。杯芳烃和柱芳烃作为超分子化学中的重要大环化合物成员,对其衍生和功能化一直是化学家的研究热点。合成一种新的大环主体化合物,并且研究其功能衍生物的合成以及在离子识别或构建超分子组装体,对于构建分子传感器、分子开关和分子探针等方面具有重要的作用。本文以氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪为母体,合成了一系列的氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪功能衍生物,并研究了它们对金属阳离子和阴离子的识别性能;以柱芳烃为骨架构建了一系列含有三个柱[5]芳烃单元的双-[1]轮烷结构。具体内容如下:1.二氯代氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪分别与对羟基苯甲醛、香兰素和对苯二胺反应,得到氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪氧代芳醛和芳胺衍生物。再通过醛基与苯甲酰肼、2-吡啶甲酰肼缩合得到酰腙类化合物;通过胺基与1,3-二羰基化合物缩合得到烯胺酮类化合物。并用紫外光谱法研究了氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪酰腙类、烯胺酮类化合物对金属阳离子和阴离子的识别性能。2.通过氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪芳胺衍生物与水杨醛类化合物的缩合,合成了一系列水杨醛类席夫碱化合物;还通过氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪芳胺衍生物与异硫氰酸甲酯、异硫氰酸节酯等缩合得到一系列氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪硫脲类化合物。用紫外光谱法研究了氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪水杨醛类席夫碱、硫脲类化合物对金属阳离子和阴离子的识别性能。3.通过三种方法合成了结构新颖的以氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪为骨架的笼状大分子化合物。一是通过二氯代氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪与二胺化合物的双取代反应,成功的合成了一系列胺基桥联笼状大分子化合物;二是通过氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪芳胺与双水杨醛化合物发生[2+2]缩合反应,合成了席夫碱桥联的笼状大分子;三是氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪芳胺与1,4-苯二异硫氰酸酯、己二异氰酸酯发生[2+2]缩合反应,合成了一系列脲基桥联笼状大分子。并用紫外光谱法研究了席夫碱桥联的笼状分子对金属阳离子和阴离子的识别性能。4.通过ω-溴代烷氧基柱[5]芳烃首先与对羟基苯甲酸甲酯或乙酯发生烃基化反应,再在碱性条件下水解,高产率合成了一系列单和双(氧烷氧基)苯甲酸取代的柱[5]芳烃。利用双(氧丁氧基)苯甲酸取代的柱[5]芳烃在与单酰胺类柱[5]芳烃在HOBT/EDCI催化下发生酰胺化反应得到酰胺键桥连的三联柱[5]芳烃。1H NMR和2D NOESY光谱清楚地表明,当桥联基团为二氨基丙撑基或者更长链时,成功地形成了独特的双-[1]轮烷结构。