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该论文以杯[4]芳烃衍生物的合成及其分子识别和组装为研究课题,主要开展了以下几方面的工作:1.综述了杯芳烃的分子设计、分子识别以及分子组装的最新研究进展.2.基于分子识别和分子组装的基本原理,设计并合成了杯芳烃下缘1,3-二取代的酯类(CA-1至CA-4)、席夫碱型(CA-5至CA-10)、酰胺型(CA-11至CA-17)、磺胺型(CA-18)、硫脲型(CA-19至CA-20)以及杯芳冠醚(CA-21至CA-23)和桥链双杯芳烃(CA-24至CA-26)七类二十六种新型的杯芳烃衍生物.它们均通过了核磁共振(NMR)、元素分析、红外光谱(FT-IR)和质谱(FAB-MS)的鉴定和表征.3.通过杯芳烃衍生物(CA-18)的晶体结构分析,研究了CH-π作用对超分子体系的贡献.同时,详细地研究了CA-4、CA-19和CA-23的固态超分子体系的构筑规律,着重阐述了氢键、π-π作用及其协同作用对于分子自组装的贡献.4.通过溶剂萃取法研究了杯芳烃衍生物(CA-5至CA-10,CA-21至CA-26)对一价金属离子萃取行为,提出了识别机理,优化出了具有良好萃取能力的杯芳烃衍生物.同时,用量热滴定法研究了(CA-7,CA-9)对轻稀土硝酸盐作用的热力学性质,结果表明CA-7对Eu<3+>给出了最好的键合能力和选择性,络合过程为焓驱动,配位选择性为熵控制.5.以合成的CA-1以及酰胺型(CA-11至CA-17)衍生物为中性载体,考察了它们在银、铅离子选择电极方面的应用研究.