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新颖杂环化合物在新农药创制中占有十分重要的地位，其广泛的生物活性是有机合成工作者的最大兴趣之一。同时，设计、合成具有对阴离子选择性识别的人工模拟接受体，在超分子化学领域的发展中也扮演了重要的角色。本论文以农药锐劲特(Fipronil)分子为先导，结合烟碱农药吡虫啉(Imidacloprid)及医药GABA受体研究经验，从杂环烯胺角度，类同及应用生物等排原理设计、合成了一系列芳香杂环烯胺衍生物，探讨了其潜在生物活性及一些杂环分子的阴离子识别性能，建立了两个新颖的涉及含NH受体-阴离子作用方程。
通过杂环烯胺化合物3与取代的烯醛反应，构建新颖稠杂环Hantzsch二氢吡啶类似物作为内源性还原剂，一步简便合成了吡唑并吡啶杂环及其氢化产物。报道一种新颖的合成四氢、二氢类吡唑并吡啶类稠杂环的方法，并对其反应底物、酸催化、取代基的影响及可能反应机理作了详细的讨论。找到了一种合成含氢化吡啶的稠杂环化合物的新方法。
新烟碱、GABA受体的农药是近年来杀虫剂领域的研究热点之一。本论文借鉴了医药GABA受体药物的研究经验，从杂环烯胺角度对神经递质类农药分子(吡虫啉、锐劲特)进行结构衍生，设计合成了7个具有类农药性的杂环烯胺衍生物，活性测试表明部分化合物具有一定的生物活性。
从阴离子识别角度，设计、合成了锐劲特(Fipronil)衍生物S1，并研究了其阴离子识别性能，结果表明酰胺受体S1可以通过高效分子间质子转移机理结合强碱性阴离子(AcO-，F-，H2PO4-)以及可以同弱碱阴离子(Cl-，Br-，I-，NO3-，HSO4-，CF3SO2-等)形成稳定的阴离子氢键复合物。亲和力常数测定表明受体S1可高度选择性识别AcO-(K=107M-1)和F(K=105M-1)，据此建立了涉及含NH受体的高效质子转移方程。
首次报道了一种新型的氟离子催化的分子内氢转移反应，研究表明杂环化合物A6可作为化学计量器，通过肉眼及荧光增强("关"-"开")高度专一选择性来识别氟离子。其主要机理为氟离子相对于其它碱性离子具有强的路易斯碱性，催化受体A6至弱碱形式B9，从而导致紫外及荧光发生明显的变化。溶剂效应的研究也表明氟离子的催化能力随溶剂极性增大而降低。本文的研究表明这是一种新的阴离子识别方法，并提出了基于碱催化反应的阴离子-受体(含NH)方程。