苝二酰亚胺类衍生物具有优良的热和光化学稳定性,在可见到红外光区均有很强的吸收。具有电子给体-电子受体结构的有机光电材料及器件在发光二极管、场效应晶体管、光伏电池和有机激光等方面具有广泛的应用前景。本文设计合成了苝二酰亚胺两亲性分子,分别在花二酰亚胺的N-位引入胺基长链(2-乙基己胺),它的引入很大程度上增强了分子在有机溶剂中的溶解度,同时在bay-位引入了吡啶官能团,该富电子基团的引入平衡了整个分子的电子云体系,同时吡啶氮原子上的孤对电子在整个实验过程中通过盐酸质子化,产生不同电子态结构的分子,实现了在甲醇中不同浓度、不同质子化程度下的聚集。通过动力学解离bay-位取代吡啶氯化物过程,实现了可调控的PDI超分子自组装,并通过一系列光谱特性研究bay-位吡啶官能团质子化前后的特点。本文通过对PDI结构进行修饰,并通过溶剂作用、质子化等控制苝二酰亚胺化合物的性质,得到了不同形貌的PDI超分子聚集体,由扫描、投射电子显微镜,激光共聚焦荧光显微镜对聚集体进行表征。同时通过紫外可见吸收光谱,荧光光谱等对不同分子聚集态下的光谱特性进行研究,寻求光谱特性与分子形貌的之间关系,从理论上解释了不同条件下的分子聚集方式。另外,本文合成了5,5-二甲基-2,2-联吡啶类衍生物,通过引入双键及苯环,得到了具有大π键的分子,并通过联吡啶上N原子孤对电子与不同过渡金属原子作用,得到了不同有机金属配合物,并对该有机金属配合物进行了表征,及光物理性能的研究。更为重要的是通过研究配合物在二氯甲烷溶液中的荧光发射光谱发现该类配合物在蓝光、绿光、红光区域具有三色发光现象,同时我们在激光共聚焦荧光显微实验中,以汞灯激发其固体配合物,得到了三色发光的激光共聚焦荧光显微图片,这跟荧光发射光谱是一致的。