1987年,诺贝尔化学奖被授予3位科学家C.J Pedersen、J.M Lehn、D.J Cram以表彰他们在超分子化学领域做出的杰出贡献。这一奖项标志着化学领域正式迎来了一位年轻的“成员”——超分子化学。设计并合成超分子明星大环,丰富超分子工具箱是超分子化学领域永不过时的课题,2015年,由4,4’-乙氧基联苯作为单体合成的新型联苯芳烃首次由我们课题组报道。随后于2017年,我们将单体的烷氧基位置从4,4’位改边为2,2’位,通过降低其的成环位阻,改善了其原有产物较少、产率不高等不足之处,在一定程度上消除了产率对其进一步应用的限制。本文中,主要通过进一步增加烷氧基的数量,用2,4-二烷氧基苯作为关环单元。关环单元的改变不但增加了成环活性,而且赋予了大环更多的可修饰位点。同时,在关环单元间可以嵌入一些官能基元分子,在有效调节空腔尺寸与电性的同时,将官能团独特的性质引入大环中。这一类官能化大环的构筑策略类似于可通过自由组合进一步拼接与构筑的乐高玩具,因此我们将这类大环称为乐高芳烃。此外,将2,2’,4,4’-四甲氧基联苯单体通过一锅法反应(产率99%)得到的大环化合物应用于非多孔自适应晶体材料(纳克)。其能高选择性的分离顺、反-1,2-二氯乙烯。具体主要开展了以下几方面的相关工作:(1)在课题组前期工作的基础上,对已报道的联苯芳烃进行烷氧基取代基位置的变化,使用2,4-二甲氧基苯作为关环单元,官能化基团作为链接,合成一系列乐高大环。此类大环拥有着制备方法简单,反应活性高,官能化基团可替换等特点。同时根据实验结果,对成环规律进行了研究,并发现直线型单体分子倾向于生成三聚及以上的大环,而V型单体倾向于生成二聚大环化合物。(2)在乐高芳烃的合成的基础上,同时又进行新型大环分子的衍生化实验,我们发现大环不但能进行全羟衍生化,同时单体还能用溴代烷氧链替代甲氧基进行关环反应,为其进行阴离子和阳离子水溶性衍生化创造了条件。进一步的,通过加入单体的比例控制,成功合成了两种杂化大环,相信不久后便可以基于以上杂化大环进行超分子聚合物材料的构筑。(3)探索了新型的2,2’,4,4’-四甲氧基联苯芳烃作为非多孔晶体吸附材料对于顺-1,2-二氯乙烯和反-1,2-二氯乙烯的吸附分离。于二者1:1混合气体中,纳克材料选择性吸附顺-1,2-二氯乙烯,选择性高达96.4%。这一结果显示出对于顺-1,2-二氯乙烯中痕量反-1,2-二氯乙烯杂质的去除潜力。综上,乐高芳烃是一类新型的官能化超分子大环主体,并且具有产率较高、结构独特、合成高效、修饰简便等众多优点,此外本工作还对新型大环做了吸附分离方向的研究探索,抛砖引玉,相信乐高芳烃的研究成果能渗透各个领域的方方面面,为社会的进步添砖加瓦。