苝二酰亚胺（perylene tetracarboxylic acid diimide,简称PDI）衍生物是一种具有独特的光物理和光化学性质且含有大的π共轭平面的稠环芳香烃化合物,在有机电致发光二极管、有机场效应晶体管、以及有机太阳能电池等领域有广泛的应用前景。近二十年来,通过取代,尤其是湾位取代,一方面,能够改变苝核电子云分布而改善光物理性能,另一方面其湾位分子的柔性与苝核的刚性的堆积有利于中间相液晶的形成,对其作为应用型的半导体材料具有极其重要的意义。本论文首先合成了侧链十二胺取代、湾位Br取代的苝酰亚胺衍生物,并以此为原料合成了一系列苯环类湾位取代产物、烷基链湾位取代和乙二醇齐聚物湾位取代（双亲性苝酰亚胺）,三种类型的湾位取代分别从环类、烷基类及醇类物质三个方面探讨不同类型湾位取代使C12-PDI-C12分子性质产生的改变,系统研究了不同链的长短和类型对熔融结晶的影响、光物理性质及自组装产物的形貌和结构。得到以下主要结果:（1）基于课题组之前的研究工作,以高效的方法合成了侧链为十二烷基、湾位被苯环类分子-苯酚（Phenol）、萘酚（Naphthol）、苯甲醇（phemethylol）取代的苝酰亚胺分子,苯酚类湾位取代产物能够使与苝环形成更大的共轭平面,对研究其熔融结晶行为研究具有一定代表性。通过归一化溶液紫外-可见吸收和荧光发射光谱、DSC、POM与XRD研究合成改性后苝酰亚胺的光物理性质、熔融结晶行为,结果表明:1)C12-PDI-C12被苯环类（苯酚、萘酚、苯甲醇）湾位取代后没有出现中间相态的液晶相,但是在均匀降温过程中分别在在结晶温度范围内出现热致结晶（最高结晶温度分别为226.6℃、245.9℃、198.7℃）,苯酚和萘酚取代形成以核为中心向四周发散的多分支结构晶体,而苯甲醇取代在热致下出现片状晶体。2)苯酚、萘酚、苯甲醇湾位取代后由于供电子性能不同,使整个苝酰亚胺类化合物的吸收波长和发射波长发生红移;较取代前分子,湾位的苯酚类物质的取代增强了分子的荧光寿命;在溶液缓慢自组装过程中,其分子结构的微小变化能够导致溶液自组装结构的较大差异,使分子堆砌方式与角度发生改变,分别形成了结构形貌各异,尺寸更长的晶体。（2）烷基链取代基相比苯环类取代基在湾位的流动性更强,为苝酰亚胺分子堆积过程中苝核刚性和柔性的平衡提供了条件。因此合成了侧链为十二烷基、湾位被烷氧基类分子-乙醇（ethanol）、正丁醇（butanol）、正己醇（hexanol）取代的苝酰亚胺分子,通过归一化溶液紫外-可见吸收和荧光发射光谱等研究湾位引入对光物理性能影响,通过DSC、POM及XRD研究合成改性后苝酰亚胺熔融结晶行为与堆积参数分析以及自组装行为,结果表明:1)C12-PDI-C12被不同长度烷基链（乙醇、正丁醇、正己醇）湾位取代后,均出现了中间态的液晶相,液晶相的结构发生分别由球晶、支链花瓣状晶到十字晶的变化,且随着碳链的增长,中间相形成的温度逐渐升高,经过综合分析可推测其堆积方式为六方柱状堆积。2)乙醇、正丁醇、正己醇湾位取代后整个苝酰亚胺类化合物的吸收波长和发射波长发生红移,且红移比苯酚类取代更明显;较取代前分子,湾位的烷氧基类物质的取代增强了分子的荧光寿命;在溶液缓慢自组装过程中,随着湾位分子链的增长,自组装体形成了更长的纳米带结构。（3）C-O键比C-C键具有更高的构象自由度,湾位引入乙二醇类的分子能够使苝酰亚胺分子具有更大的柔性。因此合成了侧链为十二烷基、湾位被乙二醇类分子-三乙二醇（TEG）、六乙二醇（SEG）、聚乙二醇400（PEG400）取代的苝酰亚胺分子,研究结果表明:1)C12-PDI-C12被不同长度乙二醇（三乙二醇、六乙二醇、PEG400）链湾位取代后,均出现了中间态的液晶相,液晶相出现不同形貌的六方柱状相堆积（月牙状、焦锥状、多支链树枝状）,且随着乙二醇的增长,中间相形成的温度降低2)乙醇、正丁醇、正己醇湾位取代后整个苝酰亚胺类化合物的吸收波长和发射波长发生红移,且红移程度在三类取代基中最为明显;较取代前分子,湾位的烷氧基类物质的取代同样增强了分子的荧光寿命。