本论文主要设计并合成了两个系列的直线型共轭有机小分子,并对其金属离子选择性识别能力进行了较系统的研究。本文重点考察了有机小分子的分子结构与其金属离子识别能力之间的关系,研究了不同取代基团、有机配体分子共轭程度以及金属离子结合位点等因素对有机配体分子离子识别能力的影响。此外,在前人工作的基础上,我们探索出了一条高效低污染的合成苯并二嗯唑衍生物的方法,并对该类反应的反应机理进行了推测。主要内容如下：1.本论文首先设计合成了一系列包含双二茂铁取代基的联苯衍生物分子,并发现这些化合物表现出了优越的Zn2+选择性识别能力。通过和未含二茂铁取代基的联苯衍生物参比分子比较发现,二茂铁基团对这一系列分子的Zn2+选择性识别能力有非常重要的影响。光谱性质和电化学研究表明,双二茂铁基联苯衍生物的Zn2+识别响应信号的强弱与两个苯环二面角决定的分子中问骨架的共轭程度有非常大的关系。我们利密度泛函理论(DFT)对目标分子的结构和离子识别性质之间的关系进行了深入而细致研究,为进一步设计和优化多重响应的Zn2+识别材料提供了重要的信息。2.本文采用一种新的方法设计合成了四个含有杂原子芳香环取代基的苯并二嗯唑衍生物分子,并进一步对这些分子的电子光谱性质进行了表征。在反应过程中,我们使用了一种自由基催化剂4-甲氧基-四甲基哌啶氧自由基(TEMPO),并对其在有氧气存在条件下催化合成苯并二嗯唑衍生物的反应机理进行了推测。