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苝-3，4:9，10-四羧酸衍生物，由于其独特的化学结构和优良的物理化学性质，得到了普遍的关注，是近几十年来功能材料研究领域的热点，广泛地应用在场效应晶体管、液晶材料、传感器、太阳能电池等重要领域。
本文围绕着新型苝四羧酸衍生物（共轭拓展的苝酰亚胺和苝四羧酸酯）的高效合成与相关性能开展了系统的研究，主要内容有四个方面:
1)结合Suzuki C-C偶联反应和光催化的稠环反应，合成了新型配体:三联吡啶并苝酰亚胺(DTPBI)，并得到了该配体的单晶结构。该配体具有较强的配位能力和优良的荧光性质，使用离子滴定方法研究了该配体与金属离子的作用，发现Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+等离子会淬灭DTPBI分子的荧光;为了研究配体的自组装行为，我们采用快速沉淀法，制备了长约50-100微米，宽度约30纳米的DTPBI一维纳米线，该纳米线有望在分子器件或超分子组装中得到应用。
2)以1，7二溴苝酰亚胺为原料，采用Sonogashira偶联和hay偶联反应，高效地合成了系列丁二炔键联的苝酰亚胺寡聚物。该类分子具有宽谱的吸收光谱(300-650nm);循环伏安法结果表明功能分子的LUMO的能级可以通过苝酰亚胺单元的数目进行精确的调控。
3)结合Suzuki偶联反应和C-H活化反应合成了多种苯并苝酰亚胺衍射物，系统地研究了溶剂和金属阳离子对反应的影响，形成了扩展苝酰亚胺共轭体系的有效方法。这种直接的偶联关环方法具有广泛的底物范围，无论是对缺电子硼酸还是对富电子硼酸都有很好的适用性，有望在合成其他酰亚胺类新型功能材料中得到应用。
4)苝四羧酸酯具有较高的LUMO能级，因此作为受体材料应用在太阳能电池中，有望通过提高电池的开路电压来提高电池效率。采用Stille偶联反应，合成了苝四羧酸酯-噻吩类的D-A型聚合物。发现这些聚合物具有较高的LUMO能级(-3.50 eV)。以P3HT作为给体，通过溶液旋涂法制备的全聚合物太阳能电池具有较高的转化效率，最高的效率能达到1.1％，为基于苝四羧酸酯功能单元的D-A聚合物在有机太阳能电池中的应用打下了坚实基础。