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香豆素在“蓝绿色”区域中是一类应用最广的激光染料。由于具有良好的光学特性与稳定性,而被广泛应用于电荷转移剂、发光掺杂剂和有机二极管（OLEDs）等领域。本论文设计并合成了在香豆素的3-和4-位用苯并咪唑和菲并咪唑环修饰的衍生物,并分析了其光致发光性能和结构的关系。全文主要包括三部分:第一部分介绍了香豆素类荧光化合物和苯并咪唑类化合物的合成与应用研究,及荧光化合物的发光原理与荧光参数,并阐述本论文的研究内容和选题依据。第二部分为苯并咪唑基香豆素和苯基咪唑基香豆素的合成及荧光性能研究。以3-甲酰基香豆素和4-甲酰基香豆素为中间体,分别与3,4-二氨基甲苯、N-苯基邻苯二胺、苯偶酰以及苯胺进行缩合反应,制备了4个苯并咪唑基香豆素荧光化合物及4个苯基咪唑基香豆素荧光化合物,其结构经1H NMR,13C NMR及IR表征。经荧光性能研究发现,这些香豆素类化合物具有良好的荧光性能,且4-取代香豆素有较为明显的溶致变色效应。采用量子化学基于密度泛函（DFT）理论（B3LYP/6-31G（d,p）基组）计算了化合物的前线轨道能级及能隙,结果表明,能隙越小,紫外吸收光谱会发生红移。产物的高荧光量子产率及寿命、高前线轨道能级表明:香豆素和苯并咪唑或苯基咪唑的结合可有效提高产物在光学材料中的应用潜力。还通过X-ray单晶衍射仪对3-（1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基）-7-二乙氨基香豆素（4b）和3-（4,5-二苯基-1H-咪唑-2-基）-7-二乙氨基香豆素（5a）两个晶体结构进行了解析。第三部分为菲并咪唑基香豆素衍生物的合成及荧光性能研究。以3-甲酰基香豆素和4-甲酰基香豆素为中间体,分别与9,10-菲醌以及苯胺进行缩合反应,制备了3-（1-苯基-1H-菲并[9,10-d]咪唑-2-基）-7-二乙氨基香豆素（9）及异构体4-（1-苯基-1H-菲并[9,10-d]咪唑-2-基）-7-二乙氨基香豆素（10）,其结构经1H NMR,13C NMR及IR表征。化合物9和10具有相似的结构,但菲并咪唑与香豆素基团的连接位置不同,因此对其荧光性能进行了测试与分析对比。化合物9和10在二氯甲烷中的最大吸收波长分别在409 nm和402 nm处,最大发射波长分别在490 nm和509 nm处,Stokes位移值分别为81和107nm,绝对荧光量子产率分别为87.97%、57.91%,荧光量子寿命分别为2.65 ns、5.69 ns。固态的最大发射波长分别在523 nm和476 nm处,固态的荧光量子产率分别为14.10%、0.82%,寿命分别为3.36 ns、0.49 ns。结果表明化合物9比异构体10具有更好的分子内电荷转移的性质和更高的共轭程度。利用量子化学计算从理论上预测了香豆素环的3-或4-位连接菲并咪唑取代基对分子的前线轨道能级的影响,结果表明,分子的前线轨道随着共轭体系的电子云密度的增加而升高。计算所得到的菲并咪唑基香豆素的能隙化合物10大于异构体9,随着能隙降低,紫外吸收波长发生红移,表明前线轨道能量与紫外吸收光谱性质密切相关。从最优几何结构分析,发现分子结构扭曲角度的增大可以获得较宽的能隙。