超分子化学是指以非共价键相互作用为基础,来研究分子所具有的特殊化学性质的科学;超分子聚合物是超分子化学的一个重要的研究领域,是指单体通过高度定向和分子间可逆的非共价相互作用自组装形成的在溶液或固态下具有聚合物性质的聚合物阵列。自组装广泛存在于自然界中,超分子聚合物的自组装因其结构和功能的特殊性而引起了人们的兴趣。非球面聚合物纳米粒子的自组装因为其功能的特殊性而受到了广泛的关注。然而,构筑形状和尺寸可控的非球面聚合物纳米粒子仍是极大的挑战。基于我们课题组已经研究的基于配位键的逐级自组装工作,本论文通过以配位键导向自组装形成的金属有机大环为核心,向外延伸传统高分子聚合物来合成基于金属有机大环的杂臂星状超分子聚合物,并对其性质展开研究。主要分为以下几个部分:第一章简单介绍了超分子聚合物的研究进展,分别对超分子聚合物的构筑、星状超分子聚合物的构筑、基于金属有机大环的超分子聚合物的构筑、超分子聚合物的逐级自组装进行了综述,并在最后基于此提出研究课题。第二章设计合成了基于后修饰策略的手性金属有机大环超分子聚合物,该超分子聚合物溶于水中可以构筑具有多重刺激响应的水凝胶。根据聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)链对温度的响应性,研究了其低临界溶解温度,并对聚合物形成的凝胶进行了温度响应性研究。由于金属有机大环的动态可逆性,该水凝胶可能会展现出很好的自修复性能。进一步地,基于大环的手性特征,合成了不同链长的PNIPAM,对聚合物整体手性进行调控。第三章设计合成了一个以刚性金属有机大环为核心,在外围正交连接结晶性聚合物聚己内酯(PCL)和互不相容的聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)来构筑以金属大环为交联点的杂臂星状聚合物,该聚合物可以通过结晶驱动自组装形成大范围的立方构型纳米粒子。通过改变PCL链的长度、自组装过程的温度,以及所用溶剂,我们成功地构筑了形状可控的聚合物纳米立方。此外,我们利用耗散粒子动力学模型对这类特殊构型纳米粒子的形成机制进行了探讨。第四章在第三章研究的基础上,设计合成了一个以刚性的金属有机大环为核心,在外围正交连接结晶性聚合物聚己内酯(PCL)和互不相容的甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(PDMAEMA)来构筑以金属大环为交联点的杂臂星状聚合物,该聚合物也可以通过结晶驱动自组装形成立方构型纳米粒子。又因为其拥有不同于PNIPAM链段的PDMAEMA具有酸碱响应性,进一步研究了pH对其结晶驱动自组装过程的影响。