模板法合成在超分子化学中具有重要的应用价值。不同于传统的合成方式，模板法合成采用不同大小、形状及电荷的离子或分子模板，依靠分子与模板之间简单的非共价作用合成特定的分子结构。模板根据其电荷性质可以分为阳离子、中性及阴离子型三类。近年来，阴离子模板的合成方法逐渐成为超分子合成研究的热门领域，各种各样的阴离子被成功应用于超分子结构的合成，如酚氧负离子、卤素阴离子和六氟磷酸根离子等。但是基于准阴离子吡啶N-氧化物为模板的超分子合成的研究至今还鲜有文献报道。　　本课题组之前已经通过核磁滴定技术测定了不同客体吡啶N-氧化物与主体二酰胺大环化合物之间的络合常数，并通过对图1中2·6的单晶结构进行分析确定了主客体化合物形成组装体的结构、组装方式及性质。本文在原有研究的基础上，通过对主体分子结构进行修饰和改造，重新设计合成了一种新的二酰胺化合物，采用ESI-MS和1HNMR等方法研究了新合成的阳离子型主体化合物与吡啶N-氧化物客体的相互作用；通过核磁滴定技术测定了客体化合物与不同结构的二酰胺大环主体化合物的络合常数；通过对比研究，总结了二酰胺大环主体化合物结构与组装的关系；最后对基于吡啶N-氧化物的阴离子模板法合成进行了探究实验。具体内容如下：　　一、合成了两种二酰胺大环化合物2，3以及四种吡啶N-氧化物4，5，6，7(图1)。其中化合物3是通过吡啶二酰胺大环2与碘甲烷反应合成的一种阳离子型大环主体化合物，并用NMR、IR、ESI-MS以及HRMS进行了结构表征。改进了吡啶N-氧化物的氧化步骤，使用了新的氧化剂(过硫酸氢钾复合盐)进行氧化合成，使产率提高到了60～80％，且反应时间大大缩短。　　一、采用ESI-MS和1HNMR方法研究了主体大环化合物2，3与不同客体吡啶N-氧化物4，6的相互作用。　　(1)通过核磁氢谱研究了等摩尔的吡啶N-氧化物与酰胺大环化合物分子在氘代溶剂中的组装行为。实验结果表明：在CD3CN和CD30D(V∶V=1∶1)的混合氘代试剂中吡啶N-氧化物与酰胺大环分子存在较强的相互作用，初步验证了N-甲基化后增强了主体化合物的络合能力。　　(2)通过ESI-MS技术，确定了主体大环化合物3与吡啶N-氧化物4，6形成络合体系的化学计量比。实验结果表明：阳离子型大环化合物3能与吡啶N-氧化物4，6分别形成1∶1的络合物。　　根据实验结果，并结合本课题组对分子组装体2-6的单晶结构分析，我们判定化合物3与吡啶N-氧化物4，6能形成准轮烷结构(图2)：　　(3)通过核磁滴定对比测定了新旧主体二酰胺大环化合物2，3与不同客体吡啶N-氧化物4，6的络合常数。实验结果表明：阳离子型大环化合物3与吡啶N-氧化物的络合常数Kα与相应的中性大环化合物2相比，有显著提高。其中，化合物2与化合物4的络合常数是化合物3与化合物4的络合常数的1.5倍；而化合物3与化合物6的络合常数是化合物2与化合物6的络合常数的5.7倍。　　三、本文进行了基于吡啶N-氧化物的轮烷合成探索