含有多氮平面杂环结构的咪唑并[1,2-a]吡啶及其衍生物因具有明显的生物活性而被广泛应用于医药领域。由于咪唑并[1,2-a]吡啶特殊的共轭结构,使其具有很好的光学性质。BODIPY也具有优异的光物理和光化学性质。然而,目前将两个发色基团相结合的研究还比较少。本文设计并合成了一系列咪唑并[1,2-a]吡啶和BODIPY相结合的新型化合物,并研究了它们的光学性质及初步应用。一、我们首先合成了将咪唑并[1,2-a]吡啶和BODIPY相结合的新化合物1。通过对其BODIPY单元吡咯环的2-或2,6-位置引入不同的取代基得到化合物2-12。化合物1与4倍的N-溴代丁二酰亚胺(NBS)反应得到的是化合物2;化合物1与适量的N-碘代丁二酰亚胺(NIS)反应得到化合物3或4。单边和双边芳基取代的化合物5-12是由化合物3或者化合物4在Pd(PPh3)4催化的条件下,和苯环对位带有不同取代基的硼酸化合物(Ar B(OH)2,Ar=C6H5-,4-OMe-C6H4-,4-NMe2-C6H4-,4-NPh2-C6H4-)反应得到。我们得到了化合物1,2,4,6的单晶,从中可观察到分子间的氢键作用(CH···F)的存在,对化合物的光学性质测试表明我们实现了化合物的发光从绿光到近红外(NIR)的调节。化合物9和10在水中会形成悬浊液,分别向相应的悬浊液中逐渐滴HCl时,悬浊液都会变为橙红色澄清溶液,且在紫外灯下观察到较强的橙光。此时若向化合物9或10的盐酸水溶液中滴加三乙胺(TEA),我们发现化合物9和10的体系又转回悬浮液;核磁、紫外和荧光的滴定测试表明,加酸后化合物都发生了质子化。通过DFT-TDDFT理论计算对化合物进一步研究,发现所得的最大吸收带与实验值能较好的吻合。此外,我们选择化合物7做了细胞染色的研究,发现在绿光和红光双通道都可以观察到被标记的活细胞,说明其将来可用作细胞成像的染色剂。二、化合物1分别与5种不同的过渡金属(Zn,Cd,Re,Ir,Pt)盐反应得到了5个新的金属配合物13-17。我们对这些新配合物进行了光学性质研究,与配体相比,金属离子的配位会引起紫外和荧光最强峰都发生了红移。通过DFT-TDDFT理论计算对配合物中的基态电子跃迁情况进行了深入研究,也得到了与实验值一致的结果。