超分子化学是近几十年来迅速崛起的一门学科,因为其潜在的应用价值而备受各个领域的关注,超分子化合物的设计合成和应用则是其主要研究内容的一部分。本文在现有理论和所取得成果的基础处上,设计合成了两种不同类型的超分子主体化合物,并主要对其离子识别性能进行了研究。第一章主要介绍了从利用多重氢键、π-π堆积形成的超分子化合物,到环糊精,葫芦脲,杯芳烃等一系列大环超分子化合物的概念,自组装驱动力和发展历史。并着重回顾了小分子量有机凝胶和柱芳烃和其在识别领域的研究成果。第二章通过合理地在苯并咪唑上引入离子配位基团,提供多重自组装驱动力的基团和荧光信号报告基团,成功设计合成了一种新型小分子量有机凝胶因子G1,并研究了其成凝胶能力和连续性识别Fe³⁺和F^-的能力。通过研究发现,通过长碳链间的相互缠绕作用和苯并咪唑基团的之间的π-π堆积作用,G1能够在很低的浓度自组装形成超分子有机凝胶OG,并具有聚集态荧光。之后的研究发现该超分子有机凝胶OG能在不同浓度下对Fe³⁺产生不同的识别效果,在较高的浓度（0.8%m/v）下,Fe³⁺能够使OG的荧光猝灭,并在加入F^-后使荧光再恢复,达到连续性识别Fe³⁺和F^-的目的。而在较低的浓度下（0.2%m/v）,Fe³⁺能够破坏其凝胶结构。根据以上实验结果讨论了其识别机理和形成超分子凝胶的驱动力。第三章合成了一种水溶性柱[5]芳烃WP5和客体分子G1,并研究了二者的自组装性能以及二者形成的超分子化合物对Fe³⁺的识别能力。实验表明,WP5和G2可以形成计量比为1:1的超分子化合物HG-8,并证明了荧光强度的改变是因为G2穿入了柱[5]芳烃的空腔导致的。之后研究形成的HG-8对Fe³⁺专一性识别能力。结果表明在十二种金属离子中(Mg²⁺,Ca²⁺,Cr³⁺,Co²⁺,Ni²⁺,Cu²⁺,Fe³⁺,Zn²⁺,Ag⁺,Cd²⁺,Hg²⁺,Pb²⁺),HG-8能够专一性地识别Fe³⁺,并讨论了其可能的识别机理,为设计合成在含水体系中识别金属离子的超分子化合物提供了新的思路。第四章总结