螺烯是一类芳环间彼此以邻位稠合的具有螺旋结构的非天然多环芳香化合物。由于结构的特殊性，使其具有高共轭程度、多反应位点以及特殊螺旋手性等特点，在光电材料、和不对称催化等方面有广泛的潜在应用价值。虽然关于螺烯的研究已经开展了近100年，但是这类化合物的大量制备仍然比较困难，有效地直接衍生化反应也鲜见报道，这些都极大地限制了这类分子的应用。本论文的主要工作是在大量制备苯并螺烯的基础上研究其高效衍生化反应以及苯并[5]螺烯在轮烷、聚轮烷构筑和机械化学中的应用。　　 首先以廉价的7-甲氧基-1-萘满酮为原料，在较为温和的条件下克级量地合成了2、15位甲氧基取代的苯并[5]螺烯并研究了其溴代反应。通过溴代物与芳基硼酸的Suzuki-Miyaura偶联反应，得到了一系列多取代苯并[5]螺烯。进一步发展了一种对其快速、定量氧化脱氢关环的方法，得到了一系列具有强青色荧光的脱氢螺烯衍生物。　　 然后在苯并[5]螺烯的2、15位引入冠醚，得到了含螺烯片段的大环主体分子。勇冠冠醚与铵盐的识别作用和螺烯片段的脱氢关环反应，以新颖的“穿线-缩环”法高产率地构筑了轮烷。在无溶剂条件下，应用研磨穿线和关环反应，实现了高效的轮烷合成。　　 接着分别用先聚合后关环和轮烷直接聚合的方法合成了多种聚轮烷并研究了它们的荧光性质。通过对比核磁氢谱，分别计算出了两种方法的穿线率。结果表明螺烯大环的间距对荧光和穿线效率有显著的影响。应用研磨穿线和关环反应，实现了无溶剂条件下聚轮烷的方便构筑。　　 最后以脱氢苯并[5]螺烯作为mechanophore，在2、15位引入聚合物拉力臂，在超声的条件下用机械力使其发生1、16位的碳碳键均裂反应，生成的双自由基与有机锡试剂反应，得到了一系列1、16位双取代的苯并[5]螺烯。通过加热和无拉力臂脱氢螺烯的超声对照实验，证明了机械力在该反应中起到了关键的作用。