在染料与颜料领域中苝系衍生物是一种重要的发色团，由于它们的热、化学以及光化学的稳定性，再加上优良的光学特性和电子特性，它们不仅被应用到工业色素领域还被应用于有机场效应晶体管、光伏器件、单分子光谱学中。自从1913年合成了苝系家族的第一个化合物后，苝系衍生物已经成为一种重要的杂环染料。近些年来，人们对对称的苝系衍生物的研究较多，而对不称的苝系衍生物的研究相对较少。本论文中，我们设计并合成了一系列不对称的苝单酰亚胺类系衍生物，表征了它们的结构，以及研究了它们的相关性质。第一章：详细的概述了相关苝系衍生物的合成进展以及其性质、应用方面等的研究现状。阐述了不对称的苝系衍生物的合成方法，以及其不对称的苝系衍生物的研究近况。第二章：合成了一系列的不对称的苝酐/酰亚胺二酯的化合物，并深入地研究了其溴化反应。以苝酐为起始原料，通过碱性水解得到苝四羧酸钾，进一步与溴代正丁烷反应得到3,4,9,10-苝四羧酸正丁酯，在甲苯和正庚烷的混合溶剂中，以对甲苯磺酸作催化剂，高产率的得到了苝-3,4-酸酐-9,10-苝二羧酸二正丁酯，再通过酰亚胺化反应，分别得到了N-环己基-3,4-苝-酰亚胺二9,10-苝二羧酸二正丁酯和苝-酰亚胺二9,10-苝二羧酸二正丁酯，并详细的研究了它们的溴化反应，其溴化程度可以通过溴的浓度控制。经过溴化，苝-3,4-酸酐-9,10-苝二羧酸二正丁酯的单溴产物是1位和7位溴代的混合物，而它的二溴化化产物是单一的1,7-二溴取代的化合物；N-环己基-3,4-苝-酰亚胺二9,10-苝二羧酸二正丁酯的单溴产物是单一的1-溴取代的化合物，而二溴化产物则是1,7-和1,6-二溴化产物的混合物；苝-酰亚胺二9,10-苝二羧酸二正丁酯的单溴产物是1-和7-溴取代产物的混合物，它的二溴产物是1,7-和1,6-二溴取代产物的混合物。第三章：探索了一种可控的、高产率的合成苝单酰亚胺的方法，并深入研究了其硝化、酚代反应。以3,4,9,10-苝四羧酸正丁酯为原料，通过酸化得到苝-3,4-酸酐-9,10-苝二羧酸二正丁酯，进一步与环己胺反应后，得到了N-环己基-3,4-苝-酰亚胺二9,10-苝二羧酸二正丁酯，再进一步酸化得到N-环己基-苝-3,4-酸酐-9,10二羧酸酰亚胺，再以喹啉作溶剂，加入氧化亚铜，可以高产率的制备苝单酰亚胺。详细的研究了苝单酰亚胺的硝化反应以及其硝化产物与对叔丁基苯酚的进一步取代反应，并对它们的结构进行了表征，研究了它们的光物理性质。本章中共合成了1-硝基苝单酰亚胺和9-硝基苝单酰亚胺两种单硝化产物，1,6-二硝基苝单酰亚胺、1,9-二硝基苝单酰亚胺和9,10-二硝基苝单酰亚胺三种二硝化产物，1,6,9-三硝基苝单酰亚胺和1,9,10-三硝基苝单酰亚胺两种三硝化的产物。通过研究其硝化产物与对叔丁基苯酚的反应，发现只有9,10-二硝基苝单酰亚胺不能与对叔丁基苯酚分步反应，其它二硝化产物和三硝化产物能与对叔丁基苯酚分步反应，得到不同的酚代产物。第四章：以溴代N-环己基-3,4-苝-酰亚胺二9,10-苝二羧酸二正丁酯为原料，与3-羟基吡啶和8-羟基喹啉反应，合成了四种不对称的连有识别基团的苝系衍生物，通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱，研究了它们在溶液中对不同的金属离子的作用。