大环聚合物有很多重要应用,很多大环聚氨基酸具有抗菌作用,人工合成的大环化合物可以进行分子/离子识别,广泛应用于传感器、分子开关、清除放射性的离子或者原子等领域。因此探索和设计各种复杂结构大环和多环的合成方法一直为人们所重视。本论文的工作主要包括两方面,一是大环化合物的合成以及在光化学下多环结构的构筑和解构,此外还研究了在实验过程中发现的大环前躯体具有的热响应性行为;二是利用大环分子对离子的嵌合作用,使用18-冠醚-6(18C6)络合共聚物的钾盐来强化聚合物在电场下的极化程度,研究了聚合物的介电常数的提高和聚合物半导体性质的协同影响。为了适应可穿戴电子器件的需求,聚合物半导体近年来备受关注,因为它们可以用于制备廉价,柔性,轻质和可延展的有机电子器件。高介电常数(或相对介电常数εr)和低损耗的介电聚合物在各种高级电气应用方面是非常重要的。这些工作具体包括:(1)通过在极稀浓度下将含有四接枝聚乙二醇的大环前驱体和丙二酰氯用简单的多组分一锅法封端环化反应,制备了 "8"字形的大环化合物。这些"8"字形的大环化合物的古柯间二酸核心在254 nm的紫外照射下解二聚,形成环的相对位置含有两个双键的大环,随后在365 nm的紫外照射下,不同大环分子间的末端双键重新加成,随着365 nm紫外光照时间的不同,可以形成不同个数的连环拓扑结构。此研究首次使用光化学的方法实现了对复杂连环的构筑和解构。(2)在合成"8"字形的大环化合物的时候,首先合成了一种两亲性的不同长度聚乙二醇链接枝的古柯间二酸-聚乙二醇前驱体大分子。实验中我们发现,这些对称的分子在水中形成分散体系或稳定的胶束,且分散体系或稳定胶束呈现出对聚乙二醇链长度依赖的热响应行为。这种含有小而明确的疏水核心的两亲性聚合物在水中还具有形成囊泡的能力,这些性质不但会引起学术研究的兴趣,而且可能在生物和药物应用方面具有重要意义。(3)使用大环化合物18-冠醚-6络合荧光素单钾盐接枝的无规共聚物上的K+离子,使用K+/18C6络合物作为反阳离子的目的是为了增加分子中K+和-PhO-间距离,从而减小较强的静电相互作用。我们预测当K+离子和-PhO-离子之间具有合适的距离的时候,在足够高的电场下,荧光素中共轭环上的电子将可以更容易朝向醌基方向发生极化。因此,验证这种设计方法是否能够增加半导体聚合物的εr∞,进而协同提升聚合物的半导体性能,将会引起人们很大的兴趣。