二十一世纪以来，精细化工已经成为我国国民经济的支柱产业，精细化学品品种数量已超过30000种，但却仍然存在着精细化工率低、精加工产品少、环境污染严重等诸多问题。“十二五”期间，我国精细化工新产品研发的重点逐步转移到产品结构化调整和分子化学等高新技术应用方面，其中关于消光类精细化学品的研究也日趋丰富。杂环类化合物是一类重要的精细化工中间体，因为其独特的化学结构特点，显示出有别于传统苯系和萘系精细化工中间体的特性，逐渐应用于紫外线吸收剂、染料等消光类精细化学品的合成中。为了改善消光类精细化学品消光性能差、上染率低造成的环境污染等问题，本文尝试将杂环结构引入紫外线吸收剂和分散染料分子结构中，结合分子化学和计算化学等知识体系设计合成出多种杂环型紫外线吸收剂和分散染料，同时也对其应用性能进行对比。本研究为快速高效地开发消光类精细化学品提供完整的实验依据和设计思路，也为找寻适用于疏水性纤维染色的染料结构筛选及性能预测奠定理论基础。首先，本文在密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）指导下模拟在苯并三唑类衍生物中引入吡啶酮和吡唑啉酮杂环基团，成功设计并合成了两种具有优越消光性能的杂环型苯并三唑类紫外线吸收剂BT-1和BT-2，通过紫外吸收光谱的测定发现理论模拟和实验数据具有很好的相符性。对比商品苯并三唑紫外线吸收剂Tinuvin326发现，BT-1、BT-2在溶液中表现出更好的紫外吸收性能。分别将BT-1、BT-2染着在涤纶织物上，发现织物的紫外防护能力与紫外线吸收剂对织物的上染率有关。然后，本文在溶解度参数理论和分子建模理论指导下，设计合成了系列具有吡唑啉酮杂环结构的酰胺类分散染料，通过紫外光谱性能发现，杂环分散染料的摩尔消光系数高于偶氮及蒽醌分散染料。将杂环分散染料与C.I.分散黄16分别上染聚乳酸纤维，发现染料结构中取代基的类型对其在聚乳酸纤维上的染色性能影响很大，叔胺型染料上染率和染色牢度均优于伯胺和仲胺型染料。通过染色动力学和热力学研究发现，叔胺结构的酰胺类分散染料在聚乳酸纤维上有更好的扩散性能和染色亲和力。进一步研究酰胺类分散染料的构效关系，发现染料结构中引入羧酰胺基（-CONXY）较磺酰胺基（-SO2NXY）染色亲和力高。