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溶液加工型有机高迁移率半导体材料是有机光电材料的重要研究方向之一，而酞菁衍生物具有18π电子二维共轭结构，重组能小，具有成为溶液加工型高迁移率材料的前提条件，但由于文献中所报道的溶液加工型酞菁类材料分子在固态呈一维π堆积，导致迁移率不高。因此，本论文以具有二维π堆积特征的轴向取代酞菁氧钒(OVPc)和酞菁氧钛(OTiPc)为核心设计与合成可溶性酞菁衍生物，通过改变取代基数目和位置，得到了四个系列可溶性轴向取代酞菁类材料，研究了它们的基本物理化学性质和有机薄膜晶体管(OTFT)器件性能。主要成果和创新点如下: 1.设计与合成了外围四烷基酞菁氧钒-OVPc-Cn（n=6，8，10和12）。粉末变温X射线衍射(XRD)和偏光显微镜(POM)表征证明四个化合物均具有室温液晶性。OTFT器件结果显示四个化合物均具有p型半导体特性，其中，烷基链为正辛基的tp-OVPc-C8的迁移率最高，薄膜经热退火后，迁移率达到0.017 cm2/Vs。 2.设计与合成了非外围四烷基酞菁氧钒tnp-OVPc-Cn(n=5，6和8)，并采用硅胶柱色谱分离得到了每种取代基的四个异构体Cn-I1、Cn-I2、Cn-I3和Cn-I4。通过培养异构体的单晶，确认了分子结构，发现其中Cn-I1三个分子和C5-I4呈一维滑移π堆积，C6-I3、C8-13、C6-I4和C8-I4呈二维滑移π堆积。发现取代基的长度和位置对OTFT器件的迁移率影响很大，其中，C6-I3的迁移率最高，可达0.13 cm2/V·s，薄膜掠入射X射线衍射(GIXD)结果显示在薄膜中分子采取二维π堆积，与单晶结构基本一致。 3.设计与合成了ABAB型外围四烷基酞菁氧钒ab-tp-OVPc-Cn和酞菁氧钛ab-tp-OTiPc-Cn（n=6，8和12）。ab-tp-OVPc-C6和ab-tp-OTiPc-C6的单晶结构表明分子呈烷基链和π堆积层交替的层状结构，共轭层内分子呈紧密的滑移二维π堆积，且分子间π-π作用面积较大、π-π距离较短。OTFT器件研究表明，ab-tp-OVPc-C8和ab-tp-OTiPc-C8的迁移率分别达0.40和0.96 cm2/V·s，薄膜面外XRD信息和选区电子衍射(SAED)研究表明，薄膜中分子的堆积方式与单晶中一致。 4.设计与合成了一系列二辛基取代的酞菁氧钒和酞菁氧钛。其中ABBB型2，3-二辛基酞菁氧钒2，3-DOOVPc和酞菁氧钛2，3-DOOTiPc在薄膜中都呈edge-on方式排列，OTFT器件迁移率分别为0.19 cm2/V·s和0.077 cm2/V·s。ABAB型外围二辛基酞菁氧钒dp-OVPc-C8和酞菁氧钛dp-OTiPc-C8也具有相似的堆积结构，但dp-OVPc-C8的薄膜更有序，其OTFT器件的迁移率可达0.12 cm2/V·s，高于dp-OTiPc-C8的迁移率0.044 cm2/V·s。ABAB型非外围二辛基酞菁氧钒的两个异构体C8-1V和C8-2V呈现了不同的堆积方式，但OTFT器件的迁移率接近，分别为0.160.15 cm2/V·s。ABAB型非外围二辛基酞菁氧钛dnp-OTiPc-C8在薄膜中呈现较大的π-π间距0.38 nm，且部分分子呈face-on排列，因此器件迁移率较低，只有6.8×103 cm2/V·s。