瓜环(cucurbit[n]urils,)是一类具有疏水性空腔,且由多个苷脲通过桥联亚甲基连接起来的大环化合物,两端口修饰着羰基氧原子使其又具有配体的功能,简称Q[n]或CB[n]。自从六元瓜环(Q[6])的晶体结构被表征以来,瓜环因其独特的结构特征和潜在的应用前景,受到国内外超分子化学研究者们的广泛关注。随着瓜环合成、分离技术的不断完善,目前瓜环家族已扩展到包括普通瓜环Q[5]、Q[6]、Q[7]、Q[8]、Q[10]、tQ[14]及各种结构新颖的改性瓜环在内的近百名“成员”,在改善瓜环溶解性、提高瓜环外壁化学活性及构筑瓜环基超分子自组装体等研究领域取得了较大发展。半甲基取代瓜环是由3α-甲基取代苷脲与多聚甲醛在盐酸介质中加热回流合成得到的。半甲基取代瓜环具有十分明显的特点:1)廉价,仅次于普通瓜环,且产率最高;2)能产生聚合度大于7的瓜环体系;3)均既溶于水,又溶于有机溶剂;4)特殊的稳定性,氧化产物收率高。另外,除贵州大学的贵州省大环化学及超分子化学重点实验室外,几乎无人专门对其进行研究。因此,本论文选择半甲基取代瓜环及半羟基化半甲基取代瓜环为研究对象,在已有工作基础上,主要开展的研究内容包括:1)半羟基化半甲基取代瓜环的合成、分离提纯及结构表征;2)半羟基化半甲基取代瓜环与系列碱土金属离子、稀土金属离子的超分子自组装及其在轻重稀土分离中的探究;3)基于半甲基取代瓜环的多孔超分子自组装实体在挥发性有机分子(VOCs)的选择性吸附中的研究;4)基于半甲基取代瓜环对多种苯并咪唑类农药促溶作用的研究。基于瓜环外壁作用,以第三组分作为结构导向试剂,设计构筑瓜环超分子自组装实体已成为瓜环化学的一个新研究方向。本论文基于上述理论成功构筑一系列瓜环基超分子自组装体,并在VOCs的吸附、系列稀土金属离子的识别及分离、农药分子的促溶等方向取得一定进展,有效拓展了改性瓜环在超分子化学领域的研究范围。