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硫杂杯[4]芳烃(H4TC4A)是由四个硫原子桥连的大环多酚化合物。这一多齿配体能与金属离子结合形成稳定的羽毛球状M4-TC4A SBUs，并通过其它有机配体连接形成零维的纳米配位笼、核簇化合物或多维拓展结构。本论文以硫杂杯[4]芳烃为主要配体，不同含氮配体为辅助配体，采用自组装的方法，制备了一系列金属-杯芳烃化合物，并利用单晶衍射、元素分析、红外光谱、热重分析、磁性测试、紫外光谱、气体吸附等手段对化合物进行了表征。研究和比较了辅助配体结构对化合物结构的影响规律，探讨了化合物结构和性能之间的关系。 1.以低对称性的5-(吡啶-4-基)间苯二甲酸(PIP)为辅助配体，制备了Johnson型(J17）十六面体{Ni40）配位笼(1)。该化合物以Ni4-TC4A SBUs作为顶点，PIP为连接体，呈四方双锥反棱柱几何结构，相当于在一个四方反棱柱的两端各连接一个大小相同的正四角锥而成。该化合物是第一例J17型金属有机多面体，且{Ni40}核簇是目前报道的最高镍核簇。该化合物具有较好的C3H8/CH4分离能力。此外，在相同的反应条件下，采用钴盐为金属源却得不到类似的结构，而是以螺旋桨状{(Co4-TC4A)4(PIP)8SBUs通过{Co4(μ2-O)4(μ4-Cl)2）簇连接形成的一维竹节状配位聚合物(2)。 2.以5-（吡啶-3-基）间苯二甲酸(L1)和5-（氟吡啶-3-基）间苯二甲酸(L2)为辅助配体，通过调控反应体系的酸碱度，制得了两种不同类型的金属-杯芳烃配位笼(3-6)。当往反应体系中加入四甲基氢氧化铵时，形成以羽毛球状Co4-TC4A SBUs作为顶点，L1和L2作为三连接配体的四面体配位笼（3和5）。当往反应体系中加入盐酸时，形成以羽毛球状Co4-TC4A SBUs作为顶点，L1和L2作为二连接配体的截顶八面体配位笼（4和6）。比较了两种不同的活化方法（溶剂交换-加热及直接加热）处理后四面体配位笼的氮气吸附性质。 3.以5-（嘧啶-5-基）间苯二甲酸(L)为辅助配体，制备了一维金属-杯芳烃纳米管(7)。该化合物由截顶八面体{(Ni4-TC4A)4(L)8(Ni4O4)}通过十二个氧原子桥连接而成。该化合物具有较好的C2H6/CH4及C3H8/CH4分离能力。当反应体系中加入少量硫酸镍时，则得到一个二维网状结构(8)，其结构中每个L配体连接三个Ni4-TC4ASBUs，从而连接成二维网络。 4.以咪唑-4，5-二羧酸为辅助配体，合成了跷跷板状的Ni14簇(9)。与大多数已报道的金属-杯芳烃化合物不同，该核簇中同时包含有羽毛球状Ni3-TC4A SBUs和三明治状Ni4-(TC4A)2SBUs。结构分析发现，两个羽毛球状Ni3-TC4A SBUs上方具有足够的空间，使得活泼的氯离子能够被间苯二甲酸取代形成新的结构，且间苯二甲酸上的功能基团对Ni14核簇的框架没有影响(10-13)。 5.以4-氰基吡啶和叠氮化钠为前驱体，在钴-硫杂杯[4]芳烃体系中通过原位click反应生成了5-(4-吡啶基)四氮唑，从而制得了二维波浪状化合物(14)。该化合物中钴离子表现为反铁磁性相互作用。