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在过去的几十年中，随着主客体化学和超分子化学研究的不断深入，具有特定结构和性能的超分子化合物引起人们的广泛关注。通常这些配合物可以分为两类：一种是有限的孤立结构，另外一种是无限多维聚合物。对于孤立结构中的笼状化合物，由于其大的规则空腔，可以用作超分子反应器或者细胞的离子通道，因此，利用自组装的方法设计合成内部空腔大小、环境(疏水性，极性)可调的笼状化合物，越来越多受到人们的重视。多吡啶类的三角架型分子是构筑笼状分子的有力工具。其中，由磷原子作为中心母体的膦酰胺类分子目前相对研究的比较少，与传统的苯环、三聚氰氯等母体相比，磷酰胺配体不仅具有刚柔并济的分子构型，同时，还保留了膦氧端作为潜在的分子识别位点。可以期待，利用这些新颖的准刚性的膦酰胺为配体，与不同的金属离子相作用，不仅能得到结构精美的超分子化合物，还以期得到具有不同的光、电、磁等性能的新颖的分子材料。本论文分为如下四章：
第一章是绪论，简单介绍了超分子化学、主客体化学、晶体工程基本概念及研究方法。综述笼状化合物的研究现状、构筑策略、合成方法及结构特点，介绍单晶-单晶转换方面的知识，并阐明了本课题的研究背景及选题意义。
第二章有目的的设计、合成了一系列基于三氯氧磷为母体的具有不同配位点的膦酰胺配体(2-tppa、3-tppa、4-tppa)，并利用这些配体在自组装原理的指导下与过渡金属离子进行组装反应，通过低温溶剂热得到了9个新的超分子化合物：[Cu(2-dppa)2](1)，[Ni(2-dppa)2](2)，[Zn(2-dppa)2](3)，[Cu6(3-tppa)8(H2O)6](ClO4)12(H2O)24(4)，[Cu6(3-tppa)8(μ-Cl)Cl11]n·6nCl·22nH2O(5)，[Cu6(3-tppa)8(H2O)6](SO4)12(H2O)46(6)，[Cu11Cu12(3-tppa)2Cl4]n(7)，[Cu11Cu12(3-tppa)2Br4]n(8)，[Cu(4-dppa)2Cl2]n(9)。其中，化合物1-3为同构的单核化合物，配体2-tppa在溶剂热条件下分解为2-dppa，化合物4为八面体M6L812+型分子笼，化合物5是通过化合物4在经过阴离子交换后得到的，化合物7和8为三维配位聚合物，化合物9为二维配位聚合物，配体4-tppa在溶剂热条件下分解为4-dppa。通过这些化合物研究发现，不同形状的阴离子对于阳离子笼的堆积方式有明显影响，对称性高的阴离子会诱导阳离子笼结晶在对称性高的空间群，晶胞内的分布更加有序，堆积效率(Packing Efficiency)更高。此外对于化合物4，X-ray及ESI-MS研究可以证明该笼状结构在固态及液溶液态下都可以稳定存在。
第三章，作为与上述吡啶基团长臂三角形配体的比较，设计合成了一个羧酸基团的长臂三角形配体H3BTB，并利用该配体在低温溶剂热条件下合成了两个新的MOFs。
第四章是对本论文的工作的总结与展望。
这些内容不但丰富了主客体化学及超分子化学的研究内容，而且为合成具有选择性分离、客体识别、催化、磁性存储等方面性能的超分子笼提供了理论依据及实验模型。这类膦酰胺配体必将受到更多化学家的关注。