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过去30年杯芳烃及其衍生物对超分子化学的发展作出了重要的贡献，这是由于杯芳烃具有通过各种各样的弱相互作用包合小分子的能力。最近一种新型的杯芳烃--硫杂杯芳烃受到了特别的关注。像杯芳烃一样，具有锥式构象的硫杂杯芳烃也拥有一个预组装的平台，可以作为主体分子来识别带电或不带电的小分子客体。
本论文有目的地利用自组装方法，以硫杂杯芳烃水溶性的衍生物--对磺酸基硫杂杯[4]芳烃(TCAS)与各种小分子和过渡金属离子进行组装，合成得到了19个新型的超分子化合物：[H2BIME]()[Na2(H2TCAS)2(H2O)4]·15H2O(1)(BIME=1，2-bis(imidazol-1’-yl)ethane)，[H22，2’-BIPY]()[Na2(H2TCAS)2(H2O)4]·17H2O(2)(2，2’-BIPY=2，2’-bipyridine)，[H24，4’-BIPY]2·[TCAS]2·2H2O(3)(4，4’-BIPY=4，4’-bipyridine)，[H2DPDP]()[HTCAS]2·[H2DPDP]2-7.5H2O(4)(DPDP=1，3-di(piperidin-4-yl)propane)，[HAla]()[CuCl(TCAS)(Ala)2(H2O)4]·8.5H2O(5)(Ala=2-aminopropanoic acid)，[H2O]()[Cu4Br(HTCAS)(Ala)2(H2O)4]·10H2O(6)，[Co(H2O)5(MeOH)]()[Co4SO4(TCAS)(H2O)6]·3H2O(7)，[Cu4SO4(TCAS)(H2O)4]·7H2O(8)，[PhCH2N(CH3)3]()[Cu4SO4(TCAS)(H2O)4]·7.75H2O(9)，[PhCH2N(CH3)3]()[Co4SO4(TCAS)(H2O)2]·9H2O(10)，[HPyCHO]()[Cu4SO4(TCAS)(H2O)4]·9H2O(11)，[Co4SO4(TCAS)(H4，4’-BIPY)2]·3.5H2O(12)，LGd(H2O)7][HTCAS]·4H2O(13)，[Gd(H2O)6(CH3COCH3)][HTCAS]-6H2O(14)，[Ln4(H2O)28(OPy)3][TCAS]3·12H2O(Ln=Nd，15， Ln=La，15a， Ln=Ce，15b)，[Gd6(H2O)34][(OPY)()HTCAS]6·37H2O(16)，[Na2(H2O)3Er2(H2O)11][(OPY)()HTCAS]2·12H2O(17)。
首先，在存在包含两个芳香基团的客体分子的条件下，得到了三个具有分子胶囊结构的超分子化合物和一个简单超分子化合物，利用X-ray晶体学和1HNMR谱学方法分别在固相和溶液中对这些分子胶囊进行系统的研究。研究表明这些分子胶囊结构在固相和液相中可以稳定存在。
其次，利用TCAS与过渡金属离子组装得到了8个新颖的以四核金属簇为单元的配合物。这些结构展现出不同的结构类型，包括孤立四核簇、一维链状结构和二维层状结构。在这些结构中TCAS空穴内分别包合了不同的客体分子。对于其中的4个化合物的磁性进行了研究，结果表明通过酚羟基桥联的两个金属之间存在着弱的反铁磁作用，而处于对角线上的两个金属离子之间则可能存在着铁磁相互作用。同时这些化合物还做了元素分析、红外光谱、热重、AFM和循环伏安等各种表征。
最后，TCAS与稀土离子在吡啶-N-氧化物存在下自组装得到了7个新的化合物。晶体结构研究表明，这些化合物在空间堆积上保持了常见类粘土双层结构。AFM研究表明化合物15的晶体在生长过程中先在(01-1)面上组装为层状结构，然后在沿着层的法线方向一层一层的生长。荧光光谱表明化合物15、15a和17的发射光谱与配体TCAS本身很相似，这显示了水分子猝灭了稀土离子的特征发射。