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并噻吩螺烯化合物由于其共轭和手性的完美结合,在有机光电领域有广泛的应用背景,引起了人们受到了越来越多的关注。本文尝试通过化学和光化学方法合成多种苯并噻吩(螺烯)化合物,并对它们的晶体结构及相关的光谱进行了研究,具体的研究内容主要包括以下四个方面：1. [7]苯并六噻吩螺烯的合成研究与晶体结构1.1 2,11-二辛基-[7]苯并六噻吩螺烯的光化学合成与晶体结构通过以下路线探索合成出了2,11-二辛基-[7]苯并六噻吩螺烯(12)：1)二噻吩并[2,3-b：3’,2’-d]噻吩(5)通过LDA夺质子,溴辛烷烷基化得到2-辛烷基二噻吩并[2,3-b：3’,2’-d]噻吩(6)(产率：33.8%)；2)化合物6经过LDA夺质子,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)醛基化得到化合物5-辛基二噻吩并[2,3-b：3’,2’-d]噻吩-2-醛(7)(产率：97.9%)；3)化合物7进行McMurry反应,得到二(2-辛基二噻吩并[2,3-b：3’,2’-d]噻吩)乙烯(11)(产率：94.9%)；4)化合物11通过光化学氧化关环合成目标化合物2,11-二辛基-[7]苯并六噻吩螺烯(12)(产率：32.3%)。如果以二噻吩并[2,3-b：3’,2’-d]噻吩(5)为起始原料,总产率为10.2%。12的晶体堆积图显示该螺烯化合物的两种异构体(R)-12和(S)-12存在S…S和π…S相互作用。1.2 2,11-二(三甲基硅)-[7]苯并六噻吩螺烯的化学合成与晶体结构通过以下路线探索合成出了2,11-二(三甲基硅)-[7]苯并六噻吩螺烯(22)：1)以5,5’-二(三甲基硅)-3,3’-联(二噻吩并[2,3-b：3’,2’-d]噻吩)(29)为原料,通过LDA夺内侧噻吩α位质子,DMF醛基化得到5,5’-二(三甲基硅基)-3,3’-联(二噻吩并[2,3-b.3,2-d]噻吩)-2,2’-二醛(30)(产率：92.6%)；2)化合物30通过分子内McMurry,反应制备出了2,11-二(三甲基硅)-[7]苯并六噻吩螺烯(22)(产率：42.4%)。以化合物29为原料,生成七元苯并噻吩化合物22的总产率为39.3%。化合物22单晶有两种晶型：正交的Pbca空间群(外观：浅粉色)和三斜的P-1空间群(外观：无色)。两种晶型的晶体堆积图中都存在(R)-22和(S)-22间的S…S,π…S和π…π相互作用。2.首次合成了萘核噻吩双螺烯化合物,并对其晶体结构进行了研究以二噻吩并[2,3-b：3’,2’-d]噻吩为建筑块制备了萘核噻吩双螺烯化合物34,化合物34是新颖的两个七元苯并噻吩螺烯稠合的双螺烯手性分子,具备分子美学和功能性双重特点。制备过程：1)化合物5,5’-二(三甲基硅)-3,3’-联(二噻吩并[2,3-b：3’,2’-d]噻吩)(29)经强碱LDA夺质子,N,N-二甲氨基甲酰氯(DMC)关环得到二[5,5’-二(三甲基硅)-3,3’-联二噻吩并[2,3-b：3’,2’-d]噻吩]-2,2’-二酮(39)(产率：49.8%)；2)化合物39通过分子内McMurry,反应合成萘核噻吩双螺烯(34)：5,5’,5’’,5’’’-四(三甲基硅)-萘并[1,2-b：3,4-b’:5,6-b’’:7,8-b’’’]四(二噻吩并[2,3-b：3’,2’-d]噻吩)(产率：80.1%)。以5,5’-二(三甲基硅)-3,3’-联(二噻吩并[2,3-b：3,2-d]噻吩)(29)为原料,合成萘核噻吩双螺烯(34)的总产率达到39.9%.化合物34是一种手性交叉共轭的双螺旋化合物,其结构十分独特。34的晶体属正交晶系,P212121空间群。其晶体中(R,R)-34与(S,S)-34因S…S和π…S相互作用而成对单元出现,堆积图显示分子间存在S…S,π…S和π…π相互作用。3.1,1,2,2-四(5-三甲基硅-二噻吩并[2,3-b：3’,2’-d]噻吩-2-)乙烯(36)的合成和聚集诱导发光现象研究以二噻吩并[2,3-b：3’,2’-d]噻吩为建筑块制备了1,1,2,2-四(5-三甲基硅-二噻吩并[2,3-b：3’,2’-d]噻吩-2-)乙烯(36),以化合物27为起始原料,合成化合物36的总产率为16.7%。通过对化合物36在四氢呋喃和水混合溶剂以及固态薄膜状态下的光谱行为进行研究,结果表明化合物36是新的一类低聚稠合噻吩基的聚集诱导发光分子；通过溶剂效应、粘度效应以及温度效应,证明分子内单键旋转受阻是导致化合物36聚集诱导发光现象产生的原因；化合物36在四氢呋喃和水混合溶剂,77K和甘油和甲醇混合溶剂不同情况下,分别发出绿色,蓝色和橙色三种颜色的光。4.Δ7,7’-双环戊[1,2-b：4,3-b’]并二噻吩(41)的合成与晶体结构以2,2’-二溴-5,5’-二-(三甲基硅基)-[3,3’]联噻吩(3)为原料探索出了合成具有低带隙的导电聚合物单体Δ7,7’-双环戊[1,2-b：4,3-b’]并二噻吩(41)的有效方法。以化合物3为起始原料,合成化合物41的总产率为50.9%。化合物(TMS)4-41的晶体属单斜晶系,C2／c空间群。(TMS)4-41的晶体结构具备以下特点：(1)分子具有近平面结构；(2)键长趋于平均化。这些特点说明分子具有较强的共轭效应。