咪唑并[1,2-a]吡啶类化合物及其衍生物可作为多种药物的前体,在医药领域已经得到了广泛的应用。此外,由于它们的π-共轭结构,使得它们具备良好的荧光性质。而BODIPY类化合物具有优异的光物理性质和光化学性质,目前已经在很多领域得到了应用和研究。我们设想将两种不同的发光基团连接起来可能同时兼具两者优点,从而获得更好的光学性质。而据我们所知,将咪唑并[1,2-a]吡啶和BODIPY结合起来尚未见有文献报道。本论文中介绍了一系列基于咪唑并[1,2-a]吡啶的氟硼化合物和BODIPY衍生物的合成,并着重对它们的光学性质进行了探索研究。我们主要的工作如下:我们通过简单的反应步骤合成了一系列的咪唑并[1,2-a]吡啶衍生物HLa-HLe,醛基化合物2a/b,BODIPY中间体3a/b以及结构新颖的单核(单个B中心)和双核(两个B中心)的基于咪唑并[1,2-a]吡啶-BODIPY衍生物,1a-1e,4a,b和5a,b。通过1HNMR、13CNMR、MS对它们的结构进行了表征,并利用X-射线单晶衍射测试了单核化合物1b、4a、4b和双核化合物5b的晶体结构。通过晶体结构可观察到这些化合物的晶体中存在着丰富的分子间氢键作用(C-H…F)。这些氟硼化合物都具有良好的光学性质:摩尔吸光系数高,荧光性强,并且光稳定性好。我们通过了 DFT和TD-DFT理论计算揭示了基于咪唑并[1,2-a]吡啶的BODIPY衍生物4a,b和5a,b中有效的电子相互作用,并深入分析探讨了分子基态的电子跃迁情况。由于化合物4a具有非常高的荧光发射强度和量子产率,我们对它进行了进一步的应用研究。首先,4a对TFA溶液非常敏感,随着加入TFA的浓度增加,4a溶液的吸收和发射光谱都会有较大的变化,这说明4a在pH敏感剂方面有应用潜力。其次,我们对4a进行了细胞染色的研究,发现4a具有很好的细胞渗透性,因此化合物4a在细胞成像领域有潜在应用价值。