空间共轭是通过芳香基团之间的π?π相互作用来实现电子离域的一种独特的共轭形式,区别于价键共轭,并有望运用于多维度的载流子及能量传输。到目前为止,除了研究最为深入和广泛的[2.2]对二甲苯二聚体空间共轭体系之外,系统性的空间共轭研究仍十分有限,构效关系还有待发掘,应用研究也仍待开发。我们从前期工作中得到启发,创新性地将具有聚集诱导发光(AIE)性质的四苯基乙烯(TPE)与空间共轭有机结合到了一起,开发了一个全新的空间共轭体系,本文即是以该折叠四苯基乙烯的空间共轭体系为基础来展开研究,旨在进一步拓展该分子体系的同时,研究其构效关系及光物理性质等,为后续的应用研究提供理论和实验支撑。具体内容包括以下几个方面:1)在成功建立了折叠四苯基乙烯空间共轭模型的基础上,制备了一系列含有平面基团(包括苯、萘、蒽、菲、芘)的半折叠型四苯基乙烯衍生物,运用核磁、高分辨率质谱、X-射线单晶衍射等手段对其结构进行了表征;并通过紫外吸收光谱、荧光发射光谱等对其光物理性质进行了系统性研究;另外,我们借助于理论计算进一步证明了这些平面基团的引入对空间共轭的影响,发现产生空间共轭的芳香基团之间的能级差异与空间共轭程度息息相关,也就是说,两者之间的差异性越小越容易产生空间共轭作用。2)根据之前合成折叠四苯基乙烯衍生物的方法,以含寡聚苯链的苯甲酮衍生物为底物,通过McMurry反应,合成了一系列结构较为复杂的新型的折叠四苯基乙烯分子。同时,晶体结构分析也验证了它们的折叠型结构;另外,通过对其光物理性质的研究发现分子内存在特殊的能量转移方式,而理论计算结果也进一步解释和验证了产生这种现象的原因,以及两条寡聚苯链之间的空间共轭特性对光物理性质的影响。研究发现,这些折叠分子的Stokes位移特别大,可高达190–214 nm,这在纯碳氢化合物中非常罕见。3)对折叠四苯基乙烯核进行了功能化修饰,通过引入常见的给电子基(芴、咔唑)和吸电子基(咪唑、二米基硼),得到了一系列新型折叠四苯基乙烯衍生物f-TPEF、f-TPEC、f-TPEI和f-TPEB,并对这些分子的光物理性质进行了研究。另外,运用米基硼单元上硼原子能与氟离子进行特异性结合的特性,以折叠f-TPEB和线性l-TPEB为代表,研究了氟离子-硼络合对整个分子光物理性质和电子结构等的影响,阐明了分子内能量转移过程的变化情况。