机械互锁结构的物体在我们生活中可谓无处不在。在化学领域中,机械键与传统的化学键包括共价、配位、非共价键不同,它通过两个或更多个分子用各种不同的方式形成机械互锁的结构连接。由于通过模板化合成的这些机械互锁分子(MIMs)内部还存在着更弱的键,使得这些分子会有更多额外的物理化学性质。机械键为化学家们巧妙地呈现出了分子与超分子性质,因为它们不仅完全拥有了共价键的强度,并且还拥有配位和非共价键的复杂和微妙的性质,使得这些分子能在单分子、纳米尺度、微观以及宏观水平上非常理想地控制其功能。机械链大分子是将机械互锁分子和传统共价高分子联系起来,由于其特殊的结构和功能已经引起了广泛的关注。相比于被广泛报导的主链型[n]轮烷结构,将机械键引入到高分子链骨架上尤其引人注目。由于它能给高分子链带来更好的旋转拉伸性能,所得到的大分子经常能表现出优越的热力学、机械和流变性质。因此,我们迫切地希望设计并合成功能化的机械链大分子。基于我们现有的知识水平和能力条件,我们选择设计了两类主链型聚[2]轮烷。本文第一章主要介绍了超分子化学的一些基本概念和机械互锁大分子的一些分类。第二章中我们基于苯并21-冠-7/二级铵盐合成了的主链型机械互锁聚[2]轮烷。所得到的聚合物主要通过核磁氢谱、凝胶渗透色谱、差式扫描量热和黏度实验等进行了表征,证明了聚[2]轮烷的形成以及其独特的热力学性质。这些工作对未来聚轮烷类型的材料的开发应用有着很好的借鉴和促进作用。第三章中我们通过分级自组装策略成功构筑了机械互锁的聚[2]轮烷。通过引入两个互不干扰的非共价识别体系,基于苯并21-冠-7的[2]轮烷单体拥有了更好的链伸展性,使其能单独成膜,并有着更好的透明度和柔性。