噻吩及其衍生物是一类具有多种优越性能的化合物,如光学、电学和磁学性能等,且很多的噻吩及其衍生物已经应用于新型的工程材料中。随着对噻吩及其衍生物结构和性能关系的进一步研究了解,更多的高性能的噻吩及其衍生物已被合成出来,用以满足各种高技术领域的需要。它们在光信号处理、信息储存、荧光显示和化学能储存等许多技术方面具有潜在的应用价值。因此,噻吩及其衍生物的合成及其性能研究具有非常重要的意义。在众多的噻吩及其衍生物中,噻吩[2,3-b]并噻吩是一种具有较大的共轭程度的芳香稠环体系。众所周知,共轭程度较大的化合物应具有较好的荧光发射能力,可作为一种荧光发射团应用于荧光化学传感领域。本论文的研究工作之一是合成含噻吩[2,3-b]并噻吩结构单元的荧光探针,并研究其识别性能。噻吩[2,3-b]并噻吩由于其富电子性,还可作为给电子体应用于共轭聚合物光电材料当中。将噻吩[2,3-b]并噻吩结构单元引入聚合物主链上,可使聚合物的刚性增强,而整体结构也会因此变得更加稳定牢固,聚合物的结晶性和稳定性也会得到提高,从而有可能表现出较佳的光学性能。本论文工作的另一个研究内容是合成含噻吩[2,3-b]并噻吩结构单元的共轭高分子,并研究其性能。本文的具体研究内容如下：1.成功合成出2,5-二溴-3,4-二甲基噻吩[2,3-b]并噻吩、3,4-二((辛氧基)甲基)噻吩[2,3-b]并噻吩、2,5-二溴-3,4-二((辛氧基)甲基)噻吩[2,3-b]并噻吩、3,4-二(1,4,7,10-四氧-13-氮杂环十五烷)甲基)噻吩[2,3-b]并噻吩、2,5-二溴-3,4-二(1,4,7,10-四氧-13-氮杂环十五烷)甲基)噻吩[2,3-b]并噻吩和2,7-二乙炔基-9,9-二辛基芴等化合物。采用1H-NMR、13C-NMR、GC-MS、MALDI-TOF-MS和元素分析等手段对相关的中间体和目标产物的结构进行了表征。2.采用Fe(Ⅲ)催化法,成功合成出聚3,4-二((辛氧基)甲基)噻吩[2,3-b]并噻吩P1,优化了聚合反应的工艺条件与参数。3.用Pd(PPh3)4作催化剂,采用了Suzuki偶合方法合成了2,5-二溴-3,4-二甲基噻吩[2,3-b]并噻吩和2,7-二乙炔基-9,9-二辛基芴的聚合物P2、2,5-二溴-3,4-二((辛氧基)甲基)噻吩[2,3-b]并噻吩和2,7-二乙炔基-9,9-二辛基芴的聚合物P3、2,5-二溴-3,4-二(1,4,7,10-四氧-13-氮杂环十五烷)甲基)噻吩[2,3-b]并噻吩和2,7-二乙炔基-9,9-二辛基芴的聚合物P4,优化了聚合反应的工艺条件与参数。4.对3,4-二(1,4,7,10-四氧-13-氮杂环十五烷)甲基)噻吩[2,3-b]并噻吩、2,5-二溴-3,4-二(1,4,7,10-四氧-13-氮杂环十五烷)甲基)噻吩[2,3-b]并噻吩的荧光传感性能做了测试。研究发现这两种化合物可以作为检测钡离子荧光传感器。5.用热重分析、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱等研究了聚合物的热学性能和光谱性质等。结果表明这是一类有潜力的新型聚合物材料。