蝶烯(Iptycene)是一类含有多个芳香结构单元并具有双环[2.2.2]辛三烯类骨架的桥环类化合物的总称。目前,三蝶烯和五蝶烯是蝶烯类化合物中研究最多也最为透彻的两个化合物,这两个蝶烯类化合物都具有独特的三维刚性结构以及开放式的内部自由空腔。基于此,近年来化学家们发现这两个蝶烯类化合物在分子机器、超分子主客体化学、材料化学、配位化学、化学传感等许多领域中都展现了独特的性质,并具有广阔的应用前景。配位键导向的自组装是一种简单、高效构筑超分子多边形和多面体的手段,其主要驱动力是过渡金属和一些有机配体的配位作用。本论文设计合成了一系列以蝶烯类化合物为核心或修饰基团的有机金属配合物,并对它们的聚集行为进行了研究,同时利用配位键导向的自组装构筑了一系列尺寸和形状不同的含有蝶烯的有机金属大环,对它们的自组装行为进行了初步研究。在第一章中本论文综述了三蝶烯、五蝶烯和它们衍生物的合成以及在分子机器、超分子主客体化学、材料化学、配位化学、化学传感等众多领域中的应用。再从不同弱相互作用力的角度对超分子自组装进行了阐述。在第二章中从合成含有蝶烯的有机金属配合物的必要性及意义出发引出了本课题的设想。在第三章中利用片段偶联的方法,合成了一系列以三蝶烯或五蝶烯为核心且外围有不同长度碳链修饰的有机金属配合物。通过核磁共振氢谱、碳谱、磷谱、X-射线单晶衍射、高分辨质谱以及元素分析等表征手段对这些新型的有机金属配合物的结构进行了确认。并对这些有机金属配合物的成胶性能进行了系统的研究,研究发现三蝶烯类配合物的成胶性质优于五蝶烯类配合物。值得一提的是对于三蝶烯类配合物,可以通过调控成胶溶剂的极性实现对最终干凝胶形貌的调控。这是首例基于蝶烯类配合物的有机金属凝胶的报道。在第四章中合成了一系列以芘为核心,含有不同长度碳链的蝶烯类化合物修饰的有机金属配合物。通过核磁共振氢谱、碳谱、磷谱、高分辨质谱等表征手段,对这些新型配合物的结构进行了确认。研究表明蝶烯的引入对于配合物在溶液中的自组装以及光谱性能都具有显著的影响,该研究丰富了有机金属配合物的种类,为制备新型的光电材料提供了一种新的思路。在第五章中通过配位键导向自组装构筑有机金属大环的策略,成功构筑了一系列不同形状、尺寸和电荷数的五蝶烯外修饰的有机金属大环。通过核磁共振氢谱、磷谱、冷喷雾-飞行时间质谱、PM6半经验分子轨道模拟等手段对其结构进行了表征和模拟。研究发现大环的尺寸、形状对其自组装具有一定的影响。通过化合物结构的微调成功实现了最终纳米形貌的精确调控,并发现大环的极性对最终纳米形貌有很大影响,这对纳米形貌的调控具有重要的意义。在第六章中通过配位键导向自组装,成功制备了以蝶烯边修饰的新型六边形有机金属大环,通过核磁共振氢谱、磷谱等手段对其结构进行了表征。