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在当今日新月异的信息时代,电子通讯与信息科技腾飞的发展促使发光材料的开发成为研究热点之一。与无机发光材料相比,有机发光材料在制备生产上具有合成简单,在结构性能上具有灵活修饰的优势。目前,有机发光材料已被广泛地应用在新一代平面有机电致发光（Organic light-emitting diode,OLED）器件显示、化学传感和生物成像等领域中。传统有机发光分子由于聚集导致发光猝灭而表现出较弱的固态发光,然而有一类有机分子在溶液下几乎不发光而在固态下发光显著增强,这一现象被命名为“聚集诱导发光（Aggregation-induced emission,AIE）”。AIE现象的独特魅力“点燃”了很多创新的科学研究。近年来,AIE材料呈现出爆炸式地增长,新的AIE体系陆续被开发以满足不同研究领域的需要。2015年,四苯基吡嗪（Tetraphenylpyrazine,TPP）作为一颗AIE的新星被报道,随后,经过对TPP进行不同的结构衍生,一系列不同光色的有机材料被开发。可是,基于这类结构材料的AIE性能及发光机理的研究较少,并且缺少关于对TPP类结构的性质调控的分子设计策略。基于此背景下,本论文的研究工作集中在吡嗪类化合物的构效关系的理论研究以及后续在电致发光领域的初步探索。在第二章中,我们设计邻间对位三种单取代吡嗪-咔唑异构体以及全取代吡嗪衍生物,结合实验结果与理论计算分析,阐明了不同取代位点的功能:间位苯基和对位苯基分别能对发光性能进行“微调”和“粗调”;邻位苯基会对相邻的共轭骨架产生位阻排斥致使吡嗪的平面变形,从而引发大量分子运动并造成激发态能量的耗散,这是其具有AIE特性的结构条件。同时,设计了吡嗪-芴邻位双取代化合物以讨论吡嗪平面性与AIE间的关系,并提出了AIE分子的设计思想。在第三章中,我们构筑了一系列多苯基吡嗪化合物,进一步探究结构修饰对其发光性能的影响。通过结构差异、空穴-电子分析以及重整能分析,发现电子云在多苯基吡嗪上的重叠程度与其溶液下的荧光效率成负相关关系。根据这类型化合物的结构、电子云分布和发光性质三者间关系研究,我们提出了相应的分子设计策略,有望为制备高on-off对比度的AIE荧光探针和高效率的OLED器件提供精确的理论指导。在第四章中,我们推测溶剂极性对吡嗪类化合物发光过程的影响类似于结构变化的作用,希望能借由这类结构构筑具有极性增强荧光特性的发光材料,为此我们逐步探讨此类化合物结构的溶致荧光变色现象。第一,通过对四苯基吡嗪-咪唑类化合物的性质研究,发现D-A结构是实现极性增强荧光的溶剂化效应的基本结构条件;第二,分析不同的四苯基吡嗪-芳香胺类化合物的溶致荧光变色现象,我们发现引入强给电子基团能对极性变化作出更明显的响应;第三,对四苯基吡嗪进行预扭曲增强其缺电子性后,t-TPP-TPA的发光强度随极性增强出现先升后降情况,说明了化合物先后以平面化分子内电荷转移（Planarized intramolecular charge transfer,PLICT）和扭曲分子内电荷转移（Twisted intramolecular charge transfer,TICT）过程在适应环境极性变化,并揭示了ICT的一般规律。在第五章中,基于前几章构效关系研究对分子设计的指导,选取三苯基吡嗪（Triphenylpyrazine,Tr PP）作为AIE基元,引入常见的苯基咔唑和三苯胺作为给电子取代基,制备出Tr PP-Ph C、Tr PP-3C和Tr PP-TPA三个化合物。得益于Tr PP基团的分子内运动受限（Restriction of intramolecular motion,RIM）机制,Tr PP-Ph C和Tr PP-3C具有明显的AIE现象,而Tr PP-TPA具有聚集诱导增强发光（Aggregation-enhanced emission,AEE）现象。基于这三个Tr PP类化合物的非掺杂OLED器件呈现出不错的深蓝色至蓝色电致发光性能,初步的器件尝试说明Tr PP类化合物在深蓝光OLED器件中有潜在的应用前景。不过,Tr PP类化合物不能很好调节光色与效率“矛盾”的关系。在第六章中,我们设计了D-A-D直线型的吡嗪结构并合成两个深蓝光材料（DPP-DPh C和DPP-D3C）和一个蓝光材料（DPP-DTPA）来解决光色与效率“顾此失彼”的问题。结构设计上,双给体的引入与直线型分子结构都是为了使对位共轭效应的最大化,延伸电子-空穴分布,实现高效率的短波段发光。基于DPP化合物的OLED器件均表现出色的深蓝光到蓝光器件性能。其中基于DPP-DPh C的非掺杂器件表现出最优异的深蓝光OLED性能,其最大外量子效率和Commission International de L’Eclairage(CIEx,y)色坐标分别为5.73%和（0.151,0.078）。这些结果证实了我们所提出的高性能深蓝光材料设计策略是可行的。总体上,本论文围绕吡嗪类化合物的发光性能进行展开,通过对吡嗪周围结构的修饰与衍生,研究其发光过程的聚集效应与溶剂化效应,获得了关于结构调控、空穴-电子分布与发光过程的规律。AIE和AEE特性的吡嗪类化合物的开发与理论认识如灯塔般指导其在OLED器件上的初步探索,并对后续的功能材料设计与预测具有重要的借鉴意义。