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手性是自然界中生命物质的基本特征。在研究生命物质的产生和演变过程中,人们对手性分子的认识不断深入和完善;尤其自1980年以来,随着生命科学和功能性材料研究的蓬勃兴起,建立在手性分子基础上的研究己成为化学领域的热点前沿。随之产生的拟肽仿生结构,为手性物质的研究开拓了广阔空间;而拟肽的手性传递和构象调控更为新型功能性材料提供了重要途径。此外,地球上生物分子基元材料α-氨基酸,绝大多数为L-构型;除常见的右手螺旋分子蛋白质和DNA外,海螺螺纹亦为右旋结构。受启示于自然界神奇的螺旋结构,依赖于分子间弱相互作用构筑超分子螺旋的研究成为手性发展的必然。近年来,卤键逐渐成为一类新兴的弱相互作用,尤其是溶液相基于卤键构筑超分子聚集的研究更具应用价值,同时也具有较高挑战性。本论文以氨基酸为基元材料,以含β-转角结构的N-酰胺基硫脲为结构骨架,设计合成了系列二肽基酰胺基硫脲分子和系列末端为卤素取代基的双边及三边卤代酰胺基硫脲衍生物,成功地应用于构象调控、分子内手性传递、螺旋聚合物、超分子自组装和手性放大等研究。本论文共分四章,包括如下内容:第一章为前言部分。首先对手性、拟肽、转角结构、手性传递效率的表征手段、构象调控进行简介;其次概述了卤键的本质和研究进展、超分子自组装研究进程;最后简要介绍本论文设计思路和研究内容。第二章设计合成了基于Gly-Phe和Aib-Phe的N-酰胺基硫脲衍生物GF-z和AibF-z。将N-端修饰为非手性氨基酸Gly和Aib残基,同时引入苄基硫脲生色团之CD报告基团及-CH2核磁探针,成功检测到水相和有机相中分子GF-z和AibF-z的构象特征和分子内手性传递效率。乙腈中GF-z形成稳定β-转角;而AibF-z因之偕二甲基效应形成既有β-转角又同时存在α-转角的更为刚性的结构。水溶液中二者整体构象亦有明显差异,变温核磁数据显示GF-z和AibF-z中分别为不同NH参与形成分子内十元环氢键。此外,无论乙腈或水溶液中,AibF-z的分子内手性传递效率均明显优于GF-z;令人惊讶的是,链状二肽分子GF-z和AibF-z于水溶液中均可形成稳定的β-转角结构;该实验结果为水溶液中链状短肽之折叠构象的调控提供新的策略。第三章设计合成了以萘二甲酸为中间连接臂,具有潜在卤键供体(卤素取代基)的双边卤代N-酰胺基硫脲衍生物LL-/DD-NAX(X = H,F,C1,Br,I)。其中碘、溴、氯取代的衍生物在乙腈溶剂中均可于微摩级浓度形成超分子螺旋链,临界聚集浓度依次为2 μM,6 μM,5 μM。此外,碘取代衍生物单晶数据显示其藉由分子间C-I···S卤键作用构筑超分子螺旋链;变温CD光谱数据则表明碘取代衍生物的超分子螺旋链具有较好的热稳定性。该实验结果对溶液相卤键研究具有重要启示意义,亦为超分子螺旋结构的稳定性调控提供新思路。第四章主要为三条支链中均含β-转角结构的系列均苯三甲酰胺(BTA)衍生物的超分子自组装行为研究。将支链末端修饰为不同卤素取代基,成功构筑基于BTA的新型超分子自组装体-球状堆积,显示明显手性放大效应,有利于新型BTA组装体的设计和发展。