苝系衍生物应用非常广泛，从工业染料到分子光电器件。作为一类重要的功能型材料，苝二酰亚胺衍生物有很多优点，它结构稳定，具有很好的光电性质，有很高的热稳定性，并且在可见光区表现出很强的吸收及荧光等特点，这就使得它能够在有机太阳能电池，有机固态光伏器件，有机场效应晶体管等领域广泛应用。在本文中，我们主要对苝酰亚胺的新型修饰方法进行了研究，以硝基取代的苝二酰亚胺为原料，合成了一系列新型的苝系衍生物，对新型苝系衍生物的合成具有重要的意义。本论文分为四章：第一章，综述了苝二酰亚胺的合成，性质及应用。重点介绍了苝系衍生物的合成进展及性质。由于苝系衍生物广阔的应用前景，对苝系衍生物的合成提出了更高的要求，本论文旨在设计并合成一系列新颖的苝系衍生物。第二章，合成了新颖的硝基取代的苝二酰亚胺衍生物，反应条件温和，产率高。并研究了其与亚磷酸三乙酯的反应，目标产物具有很好的平面性和较高的荧光量子产率，在超分子自组装及荧光分子探针等领域有着潜在的应用价值。另外，通过对反应和产物结构进行理论计算和分析，得出了一些有理论价值的结论。第三章，研究了硝基取代的PDI的一些反应，发现硝基取代的PDI具有较高的反应活性，可以与乙醇、苯胺与叠氮化钠等反应，合成一系列新型的化合物，增加了苝系衍生物的修饰手段，另外硝基取代PDI可高产率转化成溴取代的PDI，因此，硝基取代PDI是合成苝系衍生物的一种优良的中间体。第四章，以苝四羧酸酯为中间体，通过控制反应条件，选择性合成了单一的1,7-二溴取代的苝四羧酸酯，以往文献报道，都是得到1,6和1,7取代的混合物。由于苝四羧酸酯溶解性好，能转化成相应的酐和酰亚胺，是一种重要的中间体，因此该化合物在合成新型苝系衍生物方面具有十分重要的应用价值。