对于大环化学的研究历来都是超分子化学的一个重要方向。可以说每一种具有特殊结构和性质的大环主体的出现,都大大推动了超分子化学的发展。早些时候发现的几个重要的大环主体,比如冠醚,杯芳烃,环糊精和葫芦脲都受到了广泛的关注,并在分子识别,纳米技术,荧光传感,药物的控制释放和超分子聚合物等领域得到了深入的研究与应用。2008年,一种新型的被称之为“柱芳烃”的大环主体被合成并报道,之后受到了极大的关注。近几年来,柱芳烃化学俨然已经成为了超分子化学的研究热点之一。本文主要阐述了几类共聚柱芳烃的合成,它们的主客体化学性质及其应用。本论文主要包括以下三个部分：第一部分主要介绍了利用共聚的方法一步得到一类柱[5]芳烃二聚体。它不同于以往的柱芳烃单体只有一个主客体络合位点的情况,而是拥有两个络合位点。因此,它有可能被用来构筑更加复杂的超分子体系,例如轮烷和超分子聚合物等。这里,我们通过引入正辛基三甲基六氟磷酸铵盐作为客体,对柱[5]芳烃二聚体的主客体络合性质和络合能力进行了研究。我们发现,柱[5]芳烃二聚体与正辛基三甲基六氟磷酸铵盐客体在氯仿溶液中以及气态下均以1：2的比例进行络合,并且它们的络合是一种统计的行为。柱芳烃二聚体两个位点对客体的平均络合常数为6.0(±0.4)×102M1。第二部分的工作是关于一种基于柱[5]芳烃主客体作用的新型酸碱响应性的超分子聚合物。我们利用柱[5]芳烃和咪唑阳离子的主客体络合体系成功构筑了一类超分子聚合物单体。我们证明了这类单体能在溶液中自发地组装形成超分子聚合物,并且加入适当的碱能使得主客体络合强度减弱,从而导致聚合度降低。随后,当我们往聚合物体系加入适量的酸,聚合度又会重新提高。这样我们就可以通过改变pH有效地实现高分子量与低分子量的超分子聚合物之间的转变,也就是说实现了对超分子聚合物聚合度的调控。这个研究可能对未来构筑具有环境响应性的智能型的超分子材料有一定的帮助。第三部分工作中,我们设计并且有效地合成了一种基于柱[5]芳烃的[1]轮烷结构。首先,我们合成了一种带有单个羧酸基团的柱[5]芳烃和一种烷基链客体,这种客体的一端带有封端基团而另一端带有伯胺基团。将它们在氯仿溶液中混合后,C-H…π作为驱动力有效地促使烷基链客体穿过柱芳烃的空腔形成主客体络合。同时,柱芳烃上的羧酸基团和客体上的伯胺基团在溶液中形成离子对。离子对的存在不但为主客体结合提供了更强的作用力,而且起到了预组织的效果。当我们利用简单的有机合成的手段使主客体进一步反应后,一种新型的基于柱芳烃的[1]轮烷就被简单而有效地合成了出来,产率达到了73%。