卟啉由于其独特的结构和性质,受到各个相关领域科研工作者的青睐。其中带有正电荷的咪唑化合物被用于光催化或电催化氧化水、通过环酯化反应或电催化还原固定二氧化碳,这都与能源科学密切相关。以卟啉为骨架的笼状分子不仅具有超分子主体化合物的特殊空腔,而且还结合了卟啉特殊的光电功能。本论文在高正电荷多臂多功能咪唑鎓盐卟啉及其配合物、高电荷三唑类卟啉有机笼方面做了以下工作:首先,合成了三种可产生N-杂化卡宾（NHC）配位基团的多咪唑鎓盐修饰的卟啉分子,并合成了其卟啉大环中心结合有不同金属离子的卟啉配合物分子。进行了通过金属-N-杂化配位单元（M-NHC）预组织化合成有机卟啉分子笼的尝试,同时把这些卟啉或其大环配合物通过NHC成功配位到钯金属表面,首次通过以NHC锚定基团实现了卟啉分子对贵金属表面的修饰。其次,选择一种带有四个香豆素基团咪唑鎓盐基团的钴卟啉,通过浸渍法将其负载于Sn O2制备了不同负载量的复合光催化剂Co-por-Im-X/Sn O2,利用其进行了光催化氧化葡萄糖的研究。发现这个催化体系可高转化率和高选择性地将葡萄糖氧化为高附加值的化学品,包括葡萄糖一酸、葡萄糖二酸、阿拉伯糖和甲酸等。带电荷的咪唑鎓盐可以通过静电作用结合到Sn O2半导体表面,通过吸附实验、Zeta电位测定以及光催化反应等实验,我们发现这种卟啉的负载会改变半导Sn O2的表面电位,进而影响其作为催化剂时对底物和产物在不同酸碱性介质中的吸附性能,最终影响到其在不同介质中催化性能的改变。对该催化体系,通过淬灭实验证明该催化体系的活性氧物种包括羟基自由基、空穴、超氧自由基和单线态氧,其中前两种占主导。利用CH3I对文献报道的1,3,5-三氮唑相连的有机分子笼进行烷基化,最终得到一种带八个正电荷的唑类卟啉有机分子笼,并对其进行~1H-NMR、13C NMR、ESI-MS表征确认。该有机笼的成功合成对于笼状超分子化合物的构建有重要意义。