在用于检测阴阳离子的各种可用技术中,荧光检测更为优选,因为荧光化学传感器具有高选择性,高灵敏度,低成本,快速响应和操作简单等优点。在已报道的用于检测阴阳离子的传感器中,二芳烯化合物是最有前景的分子,因为它们在各种刺激（紫外/可见光和化学物质）下具有显著的抗疲劳性,优异的热稳定性和多重响应的光可切换特性。Cu²⁺在生物,环境和化学研究领域发挥着重要作用,因此能够快速检测和监控Cu²⁺的荧光化学传感器的发展引起了相当的关注。一些可用的Zn²⁺传感器很难区分Zn²⁺和Cd²⁺,因为Cd²⁺与周期表中的同一族具有相似的性质。因此,设计一种检测Zn²⁺的高选择性和高灵敏度的荧光传感器,不受其他金属离子,特别是Cd²⁺的干扰,是非常重要的。CN^-因其对生物及环境的毒性极高而受到了广泛的关注和研究。到目前为止,已经花费了大量的精力来设计合成各种二芳烯化学传感器,用于选择性地检测金属阳离子Cu²⁺、Zn²⁺和Cd²⁺及阴离子CN^-。然而,目前报道的能高效识别和检测Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺及CN^-的二芳烯荧光化学传感器数量很少。本论文在此基础上设计合成了七种含氮基团的二芳烯衍生物,并对这些化合物的光化学性质和阴阳离子的选择性进行了系统研究。论文的主要研究内容如下:第一章介绍了二芳烯化合物的研究进展,二芳烯化合物的基本性质及应用,荧光化学传感器的研究进展以及二芳烯化合物作为Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、CN^-化学传感器的研究进展,最后提出了本课题的研究内容。第二章设计合成了一种含苯并呋咱基团的新型二芳烯化合物DN-1,对其性质进行了系统测试和深入研究。DN-1在乙腈溶液中表现出良好的光致变色性质和荧光开关性质,并且化合物DN-1可专一性检测识别Cu²⁺。通过核磁、质谱等方法进一步确定了DN-1和Cu²⁺的络合位点及方式。第三章设计合成了一种含吡唑甲酰肼基团的二芳烯化合物DN-2,对其性质进行了系统测试和深入研究。其中,DN-2可选择性识别Zn²⁺和Al³⁺,还可以专一性检测识别CN^-且对酸碱也有响应,可作为一个识别阴阳离子的多重化学传感器。第四章设计合成了两种含嘧啶肼基团的二芳烯化合物DN-3和DN-4,对其性质进行了系统测试和深入研究。其中,DN-3表现出良好的抗疲劳性,可专一性识别Zn²⁺。通过核磁、质谱等方法进一步确定了DN-3和Zn²⁺的络合位点及方式。DN-4在甲醇溶液中选择性识别并区分Zn²⁺和Cd²⁺,可以作为双离子荧光传感器。第五章设计合成了三种含硫代氨基脲基团的二芳烯化合物DN-5、DN-6和DN-7,对其性质进行了系统测试和深入研究。其中,DN-5可选择性识别并区分Zn²⁺和Cd²⁺且对酸碱也有响应。DN-6对酸碱有响应,DN-7表现出良好的光致变色性质和荧光开关性质。