随着20世纪电子时代的到来,以及分子结构理论的发展,研究者对于染料的应用逐渐从对可见光的吸收显色发展到光电转化,即:光、电激发产生的激发态所对应的辐射跃迁或电荷分离,从而产生了一系列新兴有机电子材料。有机电子学领域中,将染料或颜料发色团引入分子设计,不仅能由化学改造衍生出多样的结构,同时可赋予材料低成本、环境友好和可溶液加工等特点。靛蓝的平面型结构、强分子间π-π相互作用,使其在晶态具有较高的载流子迁移率。靛蓝经湾位环合修饰后,衍生物环合靛蓝(BAI)的能级、带隙和可加工性得以进一步改善。在这样的平面结构基础上,发展具有三维结构的BAI基分子,有望进一步拓展其在掺杂型有机光电器件中的应用。螺环芳香核:螺[芴-9,9′-氧杂蒽](SFX),可“一锅法”高效合成,其三维、刚性位阻结构能有效改善高平面共轭单元的强聚集趋势。因此,本文设计并合成了以SFX为核的环合靛蓝二聚物2,7-BAI-SFX和2′,7′-BAI-SFX,以及四聚物2,7,3′,6′-BAI-SFX。利用核磁共振谱和高分辨质谱表征了上述三个化合物的结构;通过紫外-可见吸收光谱,循环伏安法测定它们的光物理和电化学性质,并结合理论计算模拟了分子构象和前线轨道分布情况。结果表明:2,7-BAI-SFX和2’,7’-BAI-SFX的光学带隙分别为1.75 eV与1.88 eV;HOMO能级分别为-5.27 eV和-5.25 eV,LUMO能级分别为-3.60 eV和-3.50 eV。2,7,3′,6′-BAI-SFX的光学带隙分别为1.80 eV,HUMO能级为-5.67 eV,LUMO能级为-3.92 eV。测得的光学带隙与电化学带隙显示较高的一致性。并且,三个化合物旋涂薄膜的吸收光谱与氯仿稀溶液吸收光谱比较,最大吸收波长未出现显著移动,表明了它们分子间较弱的聚集趋势。同时,低置的LUMO能级、窄带隙(1.70~1.80 eV)以及三维分子结构促成的弱聚集特点,使上述分子有潜力作为n-型半导体材料应用于有机光电领域。