超分子化学是当代化学领域的前言学科,而基于修饰环糊精的分子识别和组装以及碳纳米管的功能化研究是当今超分子化学、材料化学研究的热点领域之一。为了探讨主客体分子之间的识别机理,本文设计合成了一系列单修饰环糊精、桥联环糊精主体分子,考察了他们对一些模型客体分子的分子键合行为；合成了几个基于修饰环糊精的假聚轮烷考察了他们与DNA的相互作用；另一方面,以环糊精体系的组装体为连接剂,采用非共价手段制备具有一定水溶性的碳纳米管/DNA复合物,进而开发它们在生物、材料等领域的应用。本论文具体内容如下： 1.简要介绍了基于环糊精的分子识别和分子组装的最新进展,及其在生物学上的一些应用,另外介绍了碳纳米管的修饰及其生物学应用的最新进展。 2.合成了一系列桥联环糊精主体分子,通过荧光和二维核磁光谱考察了对具有不同空间构型的染料客体的键合行为。从尺寸/形状匹配和静电作用等方面考察了主客体之间的包结能力和包结选择性。 3.制备了两个二肽修饰环糊精主体分子。研究了他们对氨基酸分子的键合行为,探讨了主客体间不同包结模式的键合机理。 4.设计和合成了两个基于环糊精的假聚轮烷,研究了他们与小牛胸腺DNA的键合作用,测定了DNA与假聚轮烷作用前后解链温度的变化。原子力显微镜研究表明合成的假聚轮烷能够很好的凝聚DNA。 5.以蒽基环糊精假聚轮烷为媒介,合成了一个SWNT/DNA复合物。通过原子力显微镜、透射电镜和扫描电镜对他们的结构进行了表征。利用圆二色研究了溶液中DNA的构型变化。使用变温荧光滴定实验研究了体系的热力学行为。