近十几年来,1,2,3-三氮唑(以下简称三氮唑)因其在合成方法上的突破与发展,在合成化学、材料学以及药学等领域的应用受到越来越多的关注。三氮唑独特的五元氮杂环结构,使其具有多种与金属配位的模式。同时其结构易于修饰且合成简便,作为过渡金属配体已经有了非常广泛的应用。而在荧光材料方面,已报道的相关工作主要集中于利用’Click’反应将三氮唑结构作为连接单元实现官能团与荧光结构的非共轭连接,亦或是将三氮唑结构作为配位点连接于荧光结构上从而得到兼具荧光性质与功能化的结构。目前,以三氮唑作为荧光分子的核心结构以及功能化部分的研究还很少。作为’Click’反应常见的区域选择性产物,N1-取代-三氮唑并不具有明显的荧光性质。然而,N2-芳基取代的1,2,3-三氮唑衍生物在UV/蓝光区具有很好的荧光性质和优秀的光稳定性。因此,本文开展的工作主要围绕于N2-取代-三氮唑类荧光分子的设计、合成及其性质研究。取得的研究结果如下:(1)设计合成了 11个以三氮唑-咪唑(TA-IM)为骨架的化合物。通过在三氮唑环上引入咪唑结构形成分子内氢键,避免了三氮唑C-4-位置含氮取代基与三氮唑之间的孤对电子互斥所导致的扭曲构象,从而使这一双氮配体体现平面共轭结构所具有的较强荧光发射。实验测量此类化合物的荧光发射波长的范围是330-380 nm,量子产率最高可达98%。随后,我们对比了 1 1个化合物对银离子的响应效果,并将化合物5a作为代表性荧光探针进一步详细研究了对水体系中银离子的识别。该探针的响应时间短(<30秒),较宽的pH测试范围(4.0-10.0),检测限低(9.4 nmol/L),实现了对水溶液中微量银离子高效、快速、选择性的检测。(2)通过在三氮唑环上C-4-位置直接引入苯甲酰基、氰基、乙酰基、乙氧酰基等吸电子基团,同时在N2-位置引入对N,N-二甲基氨基苯基、对N,N-二苯基氨基苯基等供电子基团,合成了一类具有黄绿色荧光发射的N2-芳基取代-三氮唑荧光分子(NAT)。这类三氮唑化合物在四氢呋喃溶液中的荧光发射波长为351-542 nm,荧光量子产率最高为96%。它们在固体状态下的荧光发射波长范围为362-513 nm,荧光量子产率最高为43%。通过对固体和溶液相荧光性质的研究,发现大部分三氮唑分子具有聚集诱导发光的性质。此外,其中有五种化合物还显示出压致变色的性质。经物理研磨后,其固体荧光发射体现出11-35 nm的红移,且加热或有机气体熏蒸后又可恢复到研磨前的荧光发射。通过对这类分子的单晶结构以及泛函密度计算等研究,较为系统的阐述了其结构变化与光物理性质之间的关系。实验结果表明:1)在三氮唑C-4位置引入苯甲酰基等吸电子基团并且在N2-位置引入供电子基团,可以使三氮唑分子荧光发射明显红移;2)三氮唑C-5位置上连接具有较小空间位阻的取代基可以显著提高此类分子在溶液中的量子产率;3)三氮唑与其C-4位置苯甲酰基之间过小的扭曲角度不能产生压致变色的现象。(3)设计合成双三氮唑-吡啶类衍生物Bis-TA-Py-2,4,并对其溶液以及固态下的光物理性质进行了较为系统地研究。经测试,此类双三氮唑-吡啶类衍生物在乙醇溶液中的荧光发射波长范围在368-495 nm,荧光量子产率最高为90%。在固态下的荧光发射波长在374-457 nm,量子产率最高为57%。其中三个化合物在固态下体现出对酸蒸汽灵敏的荧光响应,在567-614 nm间出现一个新的荧光发射峰。Bis-TA-Py-2b和Bis-TA-Py-4b因三氮唑取代基位置不同,使得固态下Bis-TA-Py-4b化合物具有更为扭曲的结构,从而使二者表现出与质子结合能力的明显差异。在Bis-TA-Py-2b和Bis-TA-Py-4b两种化合物对金属离子的响应研究中发现三氮唑取代基结构的变化对此类分子的配位能力具有明显影响。部分化合物与醋酸锌等形成的配合物其荧光还具有显著的溶剂效应。上述三氮唑衍生物所具有的多重荧光刺激响应性质为三氮唑的应用提供了新的前景。