磷酸酯是人体重要的含磷化合物之一,磷酸酯和膦酸也是医药行业重要的药物活性分子。正电子发射断层成像（PET）是一种非侵入、无穿透深度限制以及灵敏度高的活体成像技术,现已成为临床上诊断疾病的重要依据。基于磷酸酯及膦酸开发新型正电子发射探针并进行其PET成像对疾病诊断、生理过程研究和新药研发等有重要意义。氟-18（18F）拥有优异的核性质,是临床上使用最广泛的正电子发射核素。然而,目前18F标记的磷酸酯或膦酸报道较少,且现有方法存在制备过程步骤多、摩尔比活度低、前体合成复杂等问题。缺乏可行的18F标记方法是限制磷酸酯和膦酸在PET成像领域应用的重要原因之一。氟基与羟基互为生物电子等排体,在磷酸酯或膦酸结构中的磷酸基团上进行氟化形成的氟磷酸酯衍生物能较好地模仿未修饰的磷酸酯或膦酸,因此磷酸基团是18F氟化磷酸酯衍生物理想的氟化位点。本课题分别通过18F/19F同位素交换方法以及构建以咪唑为离去基团的亲核18F氟化方法来筛选18F氟化磷酸酯衍生物的最佳标记策略。首先以苄基氟膦酸为模式化合物,通过密度泛函理论（DFT）计算模拟了其发生18F/19F同位素交换反应的机理以及活化能。接着设计并合成了5种咪唑活化的磷酸酯衍生物及其氟化产物,并以苄基氟膦酸为前体,在7种以[18F]F-氟源和溶剂为组合的标记条件下完成标记,探讨了同位素交换策略构建18F氟化的氟磷酸酯衍生物的难易程度。另一方面,以咪唑磷酸酯为前体,Zn（Ⅱ）盐作Lewis酸催化剂,开发了一种新的一步18F氟化磷酸酯衍生物的标记策略。通过探究反应时间、温度、前体用量、Zn（Ⅱ）盐用量及种类筛选出最佳标记条件。此外,以18F标记的苄基氟磷酸酯、苯基氟磷酸酯和苄基氟膦酸为模式化合物,探究了氟磷酸酯类以及氟膦酸类化合物在体外生理盐水、血清以及体内代谢稳定性。DFT计算表明苄基氟膦酸发生18F/19F同位素交换反应机理为加成-消去的亲核取代过程,其拥有较高活化能在常温下反应速率较小。[18F]KF/K222是苄基氟膦酸发生18F/19F同位素交换反应的最佳氟源,但常温下以乙腈为溶剂时仅获得6.6±4.1%的放射化学产率（RCY）。接着以35-82%的产率合成了 5种咪唑活化的磷酸酯衍生物,以其为前体,18F氟化的氟磷酸酯类化合物和苄基氟膦酸在最佳标记条件下分别获得RCY为＞50%和87.0 ± 1.6%,同时18F标记的苄基氟膦酸仅需在常温下反应5 min便可获得63.1±1.2%的RCY。18F标记的苄基氟磷酸酯和苄基氟膦酸摩尔比活度分别为7.5 GBq/μmol和2.2 GBq/μmol（手动标记）。此外,氟磷酸酯类和氟膦酸类化合物均拥有较强的生理盐水和血清稳定性,而后者拥有更好的体内代谢稳定性。综上,以咪唑活化的磷酸酯或膦酸为前体的一步18F氟化磷酸酯衍生物的标记方法是一种更理想的标记策略,该策略为18F标记磷酸酯衍生物提供了有效的方法参考,且18F氟化的氟磷酸酯衍生物可作为潜在的PET分子探针亦或是标记辅助基团标记多肽等生物分子,拓宽了磷酸酯衍生物在PET成像领域的应用。