与传统的小分子有机化合物和聚合物不同,树枝状化合物由核和支化单元组成,具有精确三维结构和单分散性,其分子质量可根据不同的用途在合成中通过改变代数精确地控制。在过去的几十年里,以收敛法或是发散法合成的树枝状化合物已经在药物传输材料、生物成像、催化材料、光存储材料、太阳能电池和有机电致发光材料领域得到应用。本论文通过Suzuki偶联反应合成了一系列以9-苯基咔唑衍生物为枝,分别以芘、三苯胺、四苯基硅为核的三类树枝状化合物。9-苯基咔唑上苯环与咔唑间的C-N-C键具有一定的弯曲角度,随着树枝代数的增加,空间位阻增大,树枝的扭曲度也会随之增大,从而改变树枝状化合物的构型和空间拓扑结构,影响树枝状化合物的光物理和电化学性能。论文的主要内容和结果如下：以三苯胺为核,9一苯基咔唑衍生物为枝的树枝状化合物的合成与性质研究：以收敛法通过Suzuki偶联反应合成了以三苯胺为核,9-苯基咔唑衍生物为枝的树枝状化合物。其分子结构通过H-H COSY和C-H HSQC二维核磁谱、基质辅助激光解吸飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)和元素分析进行确认。这三代树枝状化合物的5%热失重温度都超过540℃。通过电脑模拟研究了树枝扭曲度与树枝代数的关系,解释了代数增加对树枝状化合物的结晶能力的影响。另外,同样代数的树枝状化合物在溶液中和固体状态下的紫外吸收峰强度和位置基本相同,同样代数的树枝状化合物在溶液中和固体状态下的荧光发射峰也类似,说明随着溶液的挥发,刚性的树枝状化合物可以保持分子构象,阻碍了发色基团的聚集。三代树枝状化合物的半峰宽(FWHM)为46-50nm。此外,随着树枝代数的增加,荧光量子效率从64%增加到95%,说明刚性的树枝能有效降低能量损耗和非辐射跃迁。三苯胺核和9-苯基咔唑间的协同作用导致第三代树枝状化合物的HOMO能级为-5.36eV,与ITO/PEDOT电极的工作电极接近(-5.2eV)以芘为核,9-苯基咔唑衍生物为枝的树枝状化合物的合成与性质研究：通过收敛法合成了一系列以芘为核心,9-苯基咔唑衍生物为枝的树枝状化合物(P1、P2和P3)。通过核磁、红外光谱、MALDI-TOF MS和元素分析对树枝状化合物的结构进行了表征。研究发现：随着树枝代数的增加,树枝状化合物的空间拓扑结构对他们的热性能,光物理性能和电化学性能有很大影响。树枝状化合物的5%热失重温度高达610℃,并且具有高的玻璃化转变温度(P3为260℃)。HOMO能级和能隙可以通过改变树枝状化合物的代数进行调节。更高代数的P3的荧光量子效率从86.9%(P1)增加至99.5%,并且具有更好的热稳定性和空穴传输能力。以P1为原料制作白光有机电致发光器件。因为P1在固体状态下的荧光发射峰相对与溶液状态的发射峰产生了加宽和红移,说明芘分子间有很强的π-π堆积。通过在NPB中掺杂了15%的树枝状化合物制作了有机电致发光器件：ITO/NPB/NPB:P1(1.5%)/TPBI/Mg:Ag。器件发白光,色坐标CIE是(0.29,0.34),最大发光亮度为1300cdm-2。以四苯基硅为核,9-苯基咔唑衍生物为枝的树枝状化合物的合成与性质研究：设计并合成了以四苯基硅为核,9-苯基咔唑衍生物为枝的三代树枝状化合物。这三种树枝状化合物有很高的热稳定性,5%的热失重温度为574℃至622℃。,与低代数的树枝状化合物相比,Si3有高的玻璃化转变温度(271℃),这说明更高含量的9-苯基咔唑可以提高树枝状化合物的刚性。通过控制树枝的代数可以控制共轭发色基团的聚集,因此荧光量子效率可以高达99.1%。更重要的是,三代树枝状化合物都具有较高的能隙,这是作为有机电致发光主体材料尤其需要的特征。