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在超分子化学的发展中，大环主体分子起到了至关重要的作用，而构筑具有独特结构和功能的大环分子一直是超分子化学研究的重点之一。基于杯芳烃、雷锁酚大环、环三藜芦烃、柱芳烃等这类大环芳烃的手性主体分子，由于其独特的结构和优异的性能，已经在手性识别、自组装、不对称催化以及手性功能材料等方面展现了广阔的应用前景。三蝶烯及其衍生物由于其独特的三维刚性结构，被广泛应用于超分子化学、有机催化、分子机器、多孔材料及生物医药等领域。而课题组基于手性的三蝶烯片段，构筑了一类新型的手性大环主体螺芳烃。本论文在此基础上，详细研究了2，6-螺[6]芳烃及其衍生物的结构、主客体识别性质以及其在手性识别和刺激响应分子开关等领域的应用。主要研究内容如下: (1)通过对母体2，6-螺[6]芳烃的单晶结构研究，发现其具有一个六边形的富电子空腔。核磁实验和理论计算表明，母体2，6-螺[6]芳烃不仅能有效的络合乙酰胆碱、硫代乙酰胆碱等季铵盐客体分子，同时对吡啶盐、联吡啶盐等含N原子的杂环盐客体也有很好的识别性能。此外，其在溶液中可以与中性的贫电子客体TCNQ形成1∶1的稳定络合物，络合常数可以达到2840±94M-1。2，6-螺[6]芳烃优异的主客体络合性能为之后其在分子机器、自组装以及材料化学等领域的应用奠定了基础。 (2)通过X射线单晶衍射的方法确定了2，6-螺[6]芳烃对映异构体的绝对构型，用“P/M”符号定义了其手性结构。核磁实验和计算模拟表明2，6-螺[6]芳烃对映异构体对三对手性季铵盐客体分子具有非常优异的手性识别能力，其中对手性茚满衍生物对映体区分的络合常数差异可以高达1∶6.67。 (3)通过核磁、质谱以及理论计算详细研究了2，6-螺[6]芳烃及其甲氧基衍生物与碳正离子的络合过程，发现其可以在溶液中形成稳定的1∶1络合物。通过溶液中直观的颜色变化以及紫外可见光谱上新的吸收带证实了主客体间电荷转移作用的存在。进一步构筑了第一例基于碳正离子的可逆氧化还原刺激响应的主客体复合物。通过核磁研究发现，其主客体络合与解络合过程可以受到氧化还原的刺激调控，同时这个过程还伴随着明显的颜色变化。 (4)设计合成了水溶性2，6-螺[6]芳烃分子，通过变温核磁实验证明了其在水溶液中具有固定的构象。通过核磁、质谱以及量热滴定等方法详细研究了其对于季膦盐客体的识别性能，发现其在水溶液中对季膦盐的络合常数可以达到105M-1次以上。进一步构筑了基于季膦盐的可逆酸碱刺激响应的主客体复合物。这是首例在水溶液中以主客体作用识别季膦盐以及形成刺激响应主客体复合物的例子。