有机光电功能材料已应用于原理性电子器件之中,例如电致发光二极管、太阳能电池、场效应传感器、分子开关等。然而,基于有机功能材料的电子器件其性能指标还达不到无机半导体器件,因此亟需开拓性能优越的有机分子材料。其中具有“电子给体-电子受体”(Donor-Acceptor,简称D-A)结构的有机材料引起了广泛的研究兴趣。在本论文中,我们以富电子的有机杂环类化合物为主体,于其中引入具有拉电子效应的取代基;进而研究此类D-A型分子的光电性能以及结构-性能关系。本论文的主要研究内容如下:第一章,简要介绍了具有D-A结构有机分子的结构特性,然后分别论述了电子给体和受体分子在有机发光二极管、太阳能电池、薄膜晶体管和原理型分子开关等方面的应用,最后提出了本论文的设计思路和研究内容。第二章,我们以含有硫和氮元素的富电子有机共轭杂环化合物THTBT(2,3,4-Tetrahydro[1,4]thiazino[4,3,2-de][1,4]benzothiaxine)为主体,采用傅-克酰基化反应合成了一系列含有不同取代基的D-A型苯乙酮/二苯甲酮衍生物,进而通过McMurry偶联反应合成了相应的二苯/四苯乙烯衍生物。THTBT含有两个傅-克酰基化反应的活性位点,分别为氮原子的对位和硫原子的邻位;通过控制反应温度和路易斯酸用量,我们选择性地制备了取代基位置不同的基于THTBT的苯乙酮/二苯甲酮衍生物。此类苯乙酮/二苯甲酮衍生物的McMurry偶联产物(二苯/四苯乙烯衍生物)存在顺反异构,难于分离纯化。此外,当取代基为强吸电子基团(C6F5和对硝基苯基)时,得不到偶联产物。对于部分四苯乙烯衍生物,我们采用X-射线晶体衍射,研究了其优势异构体的分子结构及空间堆积方式。第三章,我们对D-A型苯乙酮/二苯甲酮类衍生物的光谱及电化学性能进行了研究。吸收光谱表明:当取代基位于THTBT中氮原子的对位时,随着取代基的吸电子性能增强,吸收峰发生红移;取代基在THTBT中硫原子的邻位时,取代基的吸电子性能与吸收峰之间不存在有规律的关联性。此类化合物的发射光谱呈现明显的溶致变色效应:随着溶剂极性增大,其发射峰位置发生红移;对于强吸电子取代基(CF3、C6F5、对硝基苯基等),大极性溶剂导致荧光淬灭,意味着其激发态存在电子转移。进一步研究表明,此类化合物可用于识别钯离子:其与钯离子络合后在400～600 nm之间出现新的吸收带;钯离子能够导致荧光淬灭或者使得发射峰蓝移。电化学研究表明,这些化合物具有一组准可逆氧化-还原峰,该氧化还原峰来自于分子中的THTBT片段。相比较于THTBT母体分子,这些化合物的氧化-还原电位呈现明显的正向移动,归因于体系中引入了拉电子的取代基。