近几十年来,人们在设计和合成席夫碱及其配合物方面付出了相当大的努力,因其很强的配位能力,良好的生物活性及各方面优越的性能,席夫碱及其配合物引起了人们极大的兴趣,并且成为热门研究课题之一。本论文精心设计了一系列具有C₃对称性的有机席夫碱配体,使其不仅能够将金属离子固定在合适的几何位置,形成特定结构的金属笼状化合物,同时还含有弱作用识别位点、信号响应基团及与之相对应的信号传递单元。1.吡啶亚胺类席夫碱衍生物是一类合成简便、配位结构可控的传统配体,已经用来构筑多种多样的功能配合物、金属大环体系和配位聚合物等。其稳定的平面配位基团对八面体六配位过渡金属离子的特殊识别作用有效地保证了特定结构的形成与稳定。由此,我们设计合成了具有C₃对称性的平面三双齿席夫碱配体L₁,L₁与Co²⁺,Zn²⁺和Cd²⁺自组装得到M₄L₄型四面体笼状结构。晶体结构表明该笼状化合物具有理想的四面体对称性,四个金属占据四面体的顶点,四个平面型的配体则位于四面体的四个面上。电喷雾质谱验证了其在溶液中能够稳定存在。2.将上述吡啶亚胺席夫碱配体的端基换成喹啉,并引入酰胺基团,设计合成配体H₃L⁴。喹啉基团的引入不仅能够提供配位点,同时可以作为信号输出基团。配体与过渡金属离子自组装成紧密的正电荷四面体笼M₄L₄,利用笼状结构中富含的酰胺基团,通过方向性明确的氢键作用,选择性的识别了尿苷分子。尿苷的存在使笼状化合物的紫外.可见光谱和荧光光谱发生了显著的变化,将识别过程以光信号输出,但其他核苷类分子却不能使笼状化合物的荧光光谱发生明显的改变,表明这种化合物对尿苷分子有良好的选择性。电喷雾质谱表明该笼状结构在溶液中具有良好的稳定性。3.8-羟基喹啉是继EDTA之后又一要的金属离子鳌合剂,被广泛应用于构建具有高灵敏度的金属离子荧光分子探针。我们在配体L¹的基础上衍生,将端基换成8-羟基喹啉合成了一种具有大共轭体系的多功能金属离子探针（H₃L⁵）。该探针具有多个配位点,能同时通过显色和荧光双重手段识别Co₂₊和Hg²⁺。为了进一步提高探针的单一选择性,以2-巯基乙醇为掩蔽剂屏蔽Hg²⁺的干扰,实现对Co²⁺的单一识别;而在Na₂EDTA为掩蔽剂条件下,探针又能高选择性的识别Hg²⁺。应用适当的络合掩蔽剂以实现探针的专一选择性的方法,实现了多功能荧光探针的双通道识别,在荧光探针分析应用领域具有普遍应用价值。