共轭分子具有相对价廉、易化学修饰和加工等特点,可实现区域内电子结构和电子运动的控制及分子聚集态的调控,并产生丰富的光学、电学和磁学性质,因此在光电磁功能材料领域蕴藏着巨大的应用前景。其中,具有代表性的共轭体系为类石墨烯片段分子,它们以苯环作为基本的结构单元。多个苯环的连续稠合,以及稠合方向的变化,可形成独特的拓扑结构。例如,并苯类化合物（acene）是一种线性稠合的、锯齿边缘结构的共轭体系,因其共轭骨架有利于电荷注入且产生高的载流子迁移率,成为有机半导体领域非常关注的研究对象。共轭分子的电子结构对其光电磁物理性质的表达至关重要,是共轭体系功能化的源头。因此,如何调控共轭体系的电子结构是本领域的研究重点和难点。本论文发展了两种共轭体系的电子结构调控方法:其一,氧杂稠方法,即将氧原子精准引入至共轭体系,调控电子分布、偶极矩和分子轨道能隙等;其二,将非苯环结构单元,如吸电子性质五元环的“缺陷环”,精准引入至共轭骨架,形成缺陷型共轭体系,并达到电子结构调控的目的。此外,本文也致力于发展了新的合成方法与技术,探讨新型分子结构及其物理性质的演变规律,旨在为功能分子材料的设计制备和应用研究,提供借鉴与参考。具体研究内容如下:（1）针对高阶并苯分子普遍存在稳定性差导致其合成困难的问题,发展了精准氧杂稠的新方法:在并五苯和并九苯的框架上,形成氧原子在锯齿边缘的醌式定位,克服了氧掺杂所带来的共轭电子离域受阻;合成系列氧杂稠并苯化合物,并进行物性和器件（OFET）表征;研究氧杂并苯类化合物的氧化态性质,揭示其稳定性来源和电子结构特点。（2）在非平面的苝核基础上,发展缺陷五元环的稠合方法,合成系列具有可见光-近红外吸收特征的共轭分子G1、G2和G3。实验发现:五元环的引入,有利于增强非平面共轭体系的电子离域;大尺寸共轭分子G3随着溶液浓度的增大,在近红外二区波段呈现新的吸收峰,源于其二聚体的电子跃迁。（3）以新型苝核为母核,发展成熟的反应条件和环化方法,逐步进行共轭延伸,湿法合成了一系列尺寸可控的、缺陷环嵌入的纳米级石墨烯分子DIP、D-DIP和T-DIP;以质谱、核磁和单晶衍射等测试手段对系列化合物进行结构鉴定与分析,揭示其基态分子构型与共轭特点。（4）以上述纳米尺寸分子为模型,系统研究其光电物理性质,揭示其电子结构与性质之间的关联规律。研究表明:随着分子尺寸的增大,共轭体系吸收光子能力增强,另一方面则出现多重氧化还原性质,并对纳米分子进行物性和器件（OFET）表征。