光致变色化合物自被发现起因其以光作为调控手段的光致变色性质而迅速地引起了科学工作者的广泛关注。随着荧光染料在各领域的广泛应用,具有光控能力的荧光分子开关材料成为当前的研究热点。在众多有机光致变色化合物中二芳基乙烯因具有较好的热稳定性和耐疲劳性而受到许多学者的青睐,本论文主要针对二芳基乙烯荧光分子开关在生物成像等领域存在的生物不相容、荧光量子产率低及光开关比不高等瓶颈问题,开展了以下创新性研究内容:(1)设计并合成了三种不同推拉电子效应基团取代的苝单酰亚胺衍生物,研究不同推拉电子效应取代基及溶剂极性对苝单酰亚胺荧光性质的影响。实验结果表明含强拉电子取代基和低极性溶剂中化合物荧光强度最高。在不同溶剂中化合物PMI-Ph-COOH呈现出最高的荧光强度和荧光量子产率,更适合作为二芳基乙烯荧光分子开关的生色团。(2)设计并合成了苝单酰亚胺—二芳基乙烯荧光开关单体,优化合成路径及研究化合物的光学性质。实验结果表明,紫外光照前,三种物质均有较强的荧光,光响应时间较快,用302 nm的紫外光照2 s即达到60%以上的高荧光淬灭效率,光照至15 s分子已趋于光稳态,荧光淬灭效率高达95%。其中荧光分子开关单体PMI-1-DTE的荧光分子开关性质更优异。(3)设计并合成了生物相容性的苝单酰亚胺—二芳基乙烯荧光开关聚合物,研究了三种聚合物在水溶液中的光学性质。实验结果表明,三种聚合物均呈现出较好的光学性质和抗疲劳性,光响应时间较快,302 nm紫外光照4 s即可达到60%左右的高荧光淬灭效率,光照45 s基本达到光稳态,荧光淬灭效率达到95%以上。其中荧光分子开关聚合物P1的荧光分子开关性质最优异,更具应用于生物荧光成像探针的潜力。