含杂环的有机光电功能材料日益引起人们的兴趣,这是因为杂环化合物特别是共轭有机杂环化合物不仅结构新颖、键型各异,而且在化学传感器、有机发光二极管、非线性光学、半导体、太阳能电池以及场效应管等方面具有十分广泛的应用价值。因此,本文通过调研、总结文献,设计合成了含吡啶杂环的化合物和多咔唑衍生物,并详细地研究了它们的线性、非线性光学性质,电化学性质和热稳定性。主要研究内容如下:　　1、利用水相或无溶剂的Aldol缩合、Michael加成、Friedel-Crafts、Vismeier和无溶剂Wittig等反应合成了一种含2,2′:6,2"-三吡啶结构单元的化合物L1,研究了它在化学传感器方面的应用。在Co2+、Ni2+、Ag+、Na+、Ca2+、Mg2+、K+、Cd2+、Cr3+、Cu2+、Pb2+和Zn2+存在的情况下L1对Fe2+和Fe3+有较高的灵敏性和选择性。当L1遇到水溶液中的Fe2+和Fe3+时显紫红色,且在紫外光谱567 nm处出现一新峰。特别地是该探针可以分别检测出水溶液中Fe2+和Fe3+的浓度,Fe2+和Fe3+的检出限分别为1.97×10-7 M、1.67×10-7 M。实验结果表明,L1是一个能分别检测出水溶液中痕量的Fe2+和Fe3+的双通道离子传感器。　　2、使用咔唑作为原料,利用Suzuki、Wittig、Friedel-Crafts等反应合成了三种共轭的多咔唑化合物L2、L3和L4。用红外、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱等手段对它们的结构进行了表征。分别研究了它们在不同极性溶剂中的紫外吸收谱和单光子荧光谱。实验结果表明:在不同的溶剂中,它们的紫外吸收谱基本没有太大的变化。在单光子荧光谱中,L2、L3和L4具有比较强的荧光。溶剂极性的变化对L2荧光光谱的影响并不明显,峰位基本不变。L3和L4随着溶剂极性的增大出现红移现象,这种现象可以解释为分子内扭曲电荷转移(TICT,Twisted Internal Charge Transfer)导致的。利用循环伏安法(CV)研究了DMF溶液中L2、L3和L4的电化学性质,并结合它们的带隙,分别计算出了三种化合物的前线轨道能级值。另外还利用TGA测定了这三种化合物的热稳定性,实验结果表明它们均具有很好的稳定性。　　3、利用Vilsmeier、Wittig-Horner-Emmons、Sonogashira等反应合成了三种含咔唑基的枝状化合物,用核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和质谱等手段对其结构进行了表征。分别研究了它们在不同极性溶剂中的紫外吸收谱和单光子荧光谱。实验结果表明:L5、L6在不同极性的溶剂中,吸收峰的位置和峰形变化不大。L7在不同极性的溶剂(除甲醇和乙腈外)中,最大吸收峰的位置随着溶剂极性的增加略有红移现象。用荧光参比法得出了三种化合物在不同溶剂中的量子产率。另外研究了它们的双光子性质,并采用双光子诱导荧光法得出了这三种化合物在二氯甲烷中的双光子吸收截面,其值分别为4、1035、613 GM。实验结果表明:好的平面性及共轭链的长度都是影响双光子吸收截面的重要因素。利用循环伏安法(CV)研究了DMF溶液中L5、L6和L7的电化学性质,并结合它们的带隙,分别计算出了三种化合物的前线轨道能级值。另外还研究了这三种化合物的热稳定性。