存在于生命体内的含氮原子的五元并六元芳香杂环化合物是参与调控生命过程的一类重要分子,如存在于天然色氨酸中的吲哚环,遗传信息载体DNA与RNA中的嘌呤环,在生命体的遗传与代谢中起着不可或缺的重要作用。五元并六元的含氮桥头类化合物由于具有与吲哚或嘌呤结构上的相似性与差异性,近年来受到了越来越多的重视。它们具有共轭的π-电子体系,可以作为存在于生物体内的相似化合物的等电子体。同时由于此类芳杂五环并六环体系具有较大的偶极矩和一定数量的氮原子,可以作为药物的附属结构来增强药物与生物体的结合并能显示出一定的选择性。氮桥头类五元并六元杂环包括中氮茚类、吡唑并吡啶类、吡啶并苯并咪唑类等杂环化合物。这些化合物具有广泛的生物活性,例如抗肿瘤活性、多巴胺受体拮抗剂、p38激酶抑制剂和抗疱疹病毒等活性。近年来,含氮杂环化合物在生物探针、荧光染料和光电材料领域的应用也越来越多。在生物研究领域,含氮杂环化合物作为细胞染色剂或生物探针被广泛深入的研究；在光电材料领域,结构独特的含氮芳香体系作为有机半导体材料在有机电致发光和有机场效应晶体管等器件中具有重要应用。目前对于氮桥头类杂环化合物的研究主要集中在合成方法和生物活性方面,而这类化合物的光学性质被研究报道的很少。本课题组先前发现了一个用于合成氮桥头类杂环化合物的串联反应。在探索这个串联反应的应用范围过程中,我们合成了一系列吡唑并吡啶类和吡啶并苯并咪唑类化合物。初步的光学性质测试表明,这类化合物显示出独特的光学特性。因此我们进一步设计并合成了含有1,3,4-噁二唑基团的吡唑并[1,5-α]吡啶类和吡啶并[1,2-α]苯并咪唑类两个系列的化合物。同时详细研究了这两类化合物的光学性质。紫外可见吸收光谱和荧光光谱测试结果表明,这两系列化合物具有较高的荧光量子产率。其中含有1,3,4-噁二唑基团的毗唑并[1,5-a]吡啶类化合物的吸收范围在近紫外光250-375 nm波段,荧光发射光谱位于421-444 nm的蓝色波段；对于含有1,3,4-嗯二唑基团的吡啶并[1,2-a]苯并咪唑类化合物,其紫外可见吸收光谱分布在310-430 nm的蓝紫色段,荧光发射光谱位于蓝绿光的410-650nm范围。这些荧光有机化合物在荧光染料和有机光电材料领域具有潜在的应用。