众所周知,主客体化学是超分子化学的重要组成部分。主客体之间的识别能力越强,就越容易构筑互穿的机械互锁结构,而提高主客体间络合强度的方法有两种,探索与开发新的主客体识别体系,或者对已知的主客体识别体系进行改造,例如,穴醚就是冠醚的重要衍生物之一。穴醚,作为第一代人工合成的大环主体—冠醚的衍生物,在过去的几十年中成为了超分子界的研究热点之一。新增的结合位点和穴状结构使它们比简单的冠醚具有更好的主客体络合性能。研究表明穴醚与百草枯之间的络合常数通常比相应的冠醚体系高3-4个数量级。过去的几十年中,科学家们就穴醚的制备以及基于穴醚的主客体化学做了大量的研究工作,并利用这些主客体体系来构建多种机械互锁结构,包括轮烷、索烃、分子器件、分子机器等。新颖的拓扑结构及特性使它们具有良好的应用前景。本论文主要分为两部分：第一部分是基于双苯并-24-冠-8三桥穴醚与百草枯衍生物识别体系构筑准轮烷和轮烷。本论文采用了“穿线法”和“一锅法”两种不同的方法来制备机械互锁结构,并通过1H NMR、13C NMR、2D NMR和ESI-MS等多种方法对合成的轮烷进行了表征。第二部分主要研究基于冠醚的三桥穴醚与新颖客体—革离子之间的主客体络合性质。研究发现三桥穴醚与革离子之间的络合常数普遍高于简单的冠醚与革离子之间的络合常数,而且主体空腔的尺寸对络合常数的影响较大。同时本论文还探讨了双苯并-24-冠-8三桥穴醚／革离子识别体系的钾离子响应性。