有机发光材料凭借其发光效率高、易于优化、生物相容性好等优点而广泛地应用在光电子器件等领域。其中单苯环材料更是凭借其结构简单,易于修饰、合成和提纯等优点而备受瞩目。然而,单苯环发光材料的发展也面临着两个瓶颈:一是单苯环骨架太小,很难实现不同波长发射尤其是长波长发射,进而实现全彩发光;二是这样一个迷你π体系通常意味着一个小的辐射跃迁速率常数,那么提高其荧光量子效率,实现强荧光发射将会是一个巨大的挑战。同时,传统有机晶体在外力作用下容易发生劈裂或断裂,这大大限制了其在实际生产生活中的应用,因此设计合成新型柔性有机晶体对有机发光材料的发展和应用是有重大意义的。本论文基于四取代单苯环结构,设计合成了一系列具有不同发光颜色、不同机械性能的高效固态发射的有机单苯环发光晶体材料。并通过对官能团进行修饰,依次实现了具有弹性弯曲性质的掺杂有机晶体,可以自由弯曲和扭转形成三维结构的有机晶体,以及具有尺寸依赖双机械弯曲（弹性和塑性）能力的掺杂有机晶体。具体内容如下:1、在第二章中,我们提出了一种新的策略,基于两个给电子基团和两个吸电子基团呈X形排列的四取代单苯环结构,构筑新型全彩高效发射有机材料。首先,通过修饰不同的给受体基团,设计合成了一系列具有高效固态发射性质的单苯环发光晶体材料,它们都具有很高的荧光量子效率,并且固态发光颜色可以从深蓝光变化到红光,实现全彩发射,其中红光发射晶体的荧光量子效率更是超过了0.40。其次,我们通过对这一系列分子进行理论计算和结构表征,解释了四取代单苯环体系能够显示高效发射和不同波长发光的原因,并提出了通过修饰给受体结构来调控单苯环晶体材料发光性质的方法。最后,我们探索了这些单苯环晶体材料在有机固体激光器中的应用,测试表明,该化合物具有良好的放大自发发射性质,是潜在的有机激光介质材料。总之,本章提出了基于四取代单苯环构筑具有优异发光性能有机材料的新策略,同时突出了独特单苯环结构的研究价值与发展潜力。2、在第三章中,我们利用第二章中四取代单苯环结构的高效性与可修饰性,通过在四取代单苯环结构中引入辛胺基给电子基团,设计合成了首例具有弹性弯曲能力的掺杂有机晶体1d@2d。首先,通过“自掺杂”的方法将不发光但结晶性好的主体分子1d与强发光但结晶性差的客体分子2d相结合,得到了显示强橙光发射且结晶性好的高品质、大尺寸掺杂晶体1d@2d。而且,该晶体具有良好的弹性,在外加应力作用下可以弯曲并且不发生任何程度的劈裂或断裂,当外力撤去后能迅速恢复原状,弯曲前后晶体结构并不发生改变,这是首例掺杂有机晶体显示弹性的报道。其次,我们分别对主客体分子进行了单晶结构解析,揭示了“自掺杂”机制和弹性机理。我们还引入了不同长度碳链的烷胺基给电子基团,合成了一系列化合物1a–c、2a–c,并将它们的晶体结构与化合物1d及2d进行对比分析,使理论更具说服力。最后,基于掺杂晶体1d@2d良好的弹性与高发光效率,探索了其在光学领域的应用。实验证明,该掺杂晶体在直线形状和弯曲形状下都具有光波导性质和放大自发发射性质,在柔性光学器件领域有着很大的应用空间。3、在第四章中,基于四取代单苯环结构实现弹性弯曲的前提下,通过引入氨基给电子基团继续进行修饰与调控,我们合成了在外力作用下不仅具有弹性弯曲能力还具有弹性扭转能力的有机晶体DMDAT。首先,通过控制晶体生长过程,我们得到了高效黄光发射的带状晶体DMDAT。与此同时,该晶体在外加应力作用下不仅可以分别发生两个方向的弹性弯曲,还可以发生弹性扭转。更重要的是,该晶体可以通过弹性扭转形成三维结构。这是首例实现弹性扭转的有机晶体。其次,通过对DMDAT晶体结构进行分析,从分子层面解释了其二维弹性的机理,进一步阐明了分子结构对晶体性能的影响。最后,利用上述优势,我们基于带状DMDAT晶体实现了直线形状和弯曲形状下的光波导性质测试,还通过构筑高度扭转的DMDAT晶体成功实现了扭转形状下的三维光波导性质测试,将有机晶体在光波导领域中的应用从线性一维、弯曲二维,拓展到了扭转三维,展示了柔性有机晶体在全柔性电子器件中的应用潜能。4、在第五章中,我们设计合成了以戊胺基为给电子基团的四取代单苯环发光晶体材料DMPAP,它具有双机械弯曲能力,即同时具有弹性和塑性性质。首先,通过第二章提到的“自掺杂”方法并控制晶体生长过程,我们得到了高品质大尺寸有机晶体DMPAP,该晶体不仅可以发生弹性弯曲,当超过弹性极限时还会由于分子层滑移而发生塑性弯曲,即该晶体同时具有弹性和塑性。其次,通过解析其晶体结构,我们探索了其具有双机械弯曲能力的原因。最后,我们发现该晶体在直线形状、弹性弯曲形状以及塑性弯曲形状下均具有光波导性质,而且由于晶体堆积的各向异性,我们在大尺寸二维片状晶体中发现了光波导的方向性,促进了有机晶体在二维光电子器件中的应用,展示了有机晶体在未来新型光电子领域的无限潜力。综上所述,我们基于四取代单苯环结构,设计合成了一系列单苯环发光晶体材料,它们不但结构简单,合成方便,结晶性好,还具有很高的荧光量子效率,以及独特的光物理性质和特殊的机械性能,是性能优异的有机发光材料。此外,我们通过对化合物晶体结构、发光行为与机械行为的深入研究分析,揭示了微观分子结构与宏观性能表现之间的关系,强调了单苯环发光材料的优势,推动了单苯环发光材料的发展,并为未来单苯环材料的研究提供了理论基础,探索了应用方向。