苯并咪唑类化合物是众所周知的具有良好的生物活性和抗蚀性的物质，并已广泛用于药物中间体和工业酸洗缓蚀剂的制备。同时，近年来人们研究发现，其分子本身的刚性、共轭平面结构，使得该类化合物具有良好的荧光发光性质和较高的量子化效率，可以有效地传输电子，是一种潜在的OLED的电子传输材料。本论文从材料功能复合化的发展方向出发，设计合成了系列2-取代苯并咪唑衍生物，在实验研究的基础上，采用现代量子化学理论计算方法，从量子化学层面探索了该类化合物的光电性能和缓蚀性能，包括这些化合物的基态和激发态的平衡几何构型、前线分子轨道、载流子的注入和传输、吸收和发射光谱、Fukui指数等，为探索2-取代苯并咪唑衍生物的结构和性质之间的关系奠定了理论基础，并且也为进一步开发高效率的该类化合物提供了依据。　　本论文研究工作主要包括以下几方面的内容:　　第一，以取代苯甲醛为原料，与邻苯二胺类化合物以无水乙醇为溶剂，在微波条件下进行缩合反应，合成了2-取代苯并咪唑类化合物(3a-3c);以3c为原料，分别与咔唑和二苯胺发生Buchwald-Hartwig偶联反应合成得到了3d和3e;进而以3a-3e为原料，与卤代烷烃进行N烷基化反应，合成得到了一系列1-烷基-2-取代苯并咪唑类化合物(4a-4g）。并采用熔点、元素分析、核磁、质谱等手段对以上化合物进行了结构表征。化合物4a-4g在乙腈溶液中的紫外最大吸收波长介于290-334nm之间，荧光最大发射波长介于389-436 nm之间，属于蓝紫光区域，并有较高的荧光量子化效率。　　第二，采用密度泛函(DFT)理论计算方法和单组态相关方法(CIS)研究了化合物4a-4g的基态几何结构、前线分子轨道、载流子的注入和传输、吸收和发射光谱。结果显示化合物4f和4g具有D-π-A的共轭几何结构，其中化合物4g有一定的空穴注入和传输能力，同时又具有较高的振子强度，并在蓝光区域有较强吸收，有希望成为具有空穴注入和传输能力的蓝色发光材料。　　第三，运用密度泛函(DFT)理论计算方法和单组态相关方法(CIS)进一步研究了化合物5a-5e的基态和激发态的几何结构、前线分子轨道、载流子的注入和传输、吸收和发射光谱。结果显示:具有强诱导效应的吸电子基团取代时，可以降低分子的LUMO轨道能量，从而有利于电子的注入。化合物5b和5e具有有效的阻挡空穴的能力，是潜在的OLED空穴阻挡材料。化合物5a-5e具有较大的辐射跃迁几率和较好的发光效率且最大发射波长在蓝光区域，有希望作为良好的蓝色电致发光材料。　　第四:采用动电位极化测试、密度泛函(DFT)理论计算以及分子动力学模拟相结合的方法进一步研究了化合物4c、4d、4f、4g对碳钢的缓蚀作用及其缓蚀机理。实验结果显示在1M的盐酸中这四个化合物均为有效的碳钢缓蚀剂，缓蚀效率随着缓蚀剂浓度的增大而增大。理论研究结果表明四个化合物分子结构中均存在多个吸附活性部位，4f和4g分子中N16原子是主要的亲核吸附活性中心。通过多元回归的方法，建立了缓蚀效率与量子化学参数之间的非线性模型，实验数据和模型计算数据之间的相关系数达到0.90。分子动力学模拟说明了四种缓蚀剂分子的吸附主要为平行吸附，并且其与Fe表面的吸附能越大，缓蚀效率越好。