在过去的几十年里,由于π共轭有机发光材料在有机发光二极管、有机固体激光器、有机传感器以及生物成像等方面存在广泛的应用价值,已经引起了人们的高度关注。为了获得性能良好的有机发光材料,人们已经在材料的分子设计和结构修饰方面做出了巨大努力。然而,大多数的有机发光材料受到聚集诱导猝灭(Aggregation Caused Quenching,ACQ)的影响。为了避免这一负面影响,人们在设计分子的时候通常会使用结构复杂的共轭骨架或者用大空间位阻的取代基修饰,这使得化合物的合成和提纯复杂化,并浪费大量的时间和资源。苯环是构建具有发光性质π共轭体系的基本结构单元。一般来说,有机发光材料包含两个或两个以上的苯环芳香官能团,它们既可以是共轭单元,也可以是取代基。从这个角度来讲,单苯环分子是有机发光材料中最简单的一种结构。本论文旨在设计一些新的高发光效率的小分子材料体系,并开发它们的光电功能。本论文成功构建了两类不同发光颜色的有机小分子发光材料体系,这些材料都具有良好的结晶性能,并且在晶态下都具有较高的荧光量子产率。此外,关于这些材料的光电应用潜力我们也开展了初步的探索。1、在第二章中,我们通过一步简单的反应,合成了四种不同取代基的2-羟基苯基丙烯酮衍生物1–4。由于具有较小的π共轭结构,这些化合物在溶液中几乎不发光。化合物非晶薄膜显示了一定强度的荧光发射,并且荧光发射具有大的斯托克斯位移,其荧光量子效率分别为0.17、0.29、0.19和0.18,这些现象表明,这类单苯环衍生物具有聚集诱导发光特性。尽管这类化合物的分子结构极其简单,但是化合物1–4晶体的荧光量子效率高达0.72–0.84,说明这类化合物的固体具有典型的结晶诱导发光增强特性。单晶结构解析表明这些晶体具有相同的晶系和空间点群。此外,晶体1–4均表现出明显的放大自发发射性质,在高泵浦激光能量下材料的发光光谱最小半峰宽达到5–10 nm,说明这些晶体可以作为激光增益介质。2、在第三章中,我们以第二章中的2-羟基苯基丙烯酮衍生物为原料,经过一步简单的成环反应,制备了一系列不同取代基的吡唑衍生物5–8。这些化合物在溶液中分别具有来自于醇式结构和酮式结构的双峰荧光发射。在晶态下化合物5–7只表现出来自酮式结构的发射,而甲基取代的化合物8则几乎不发光。晶体结构分析表明晶体5–7具有相同的晶系和空间点群,而晶体8则具有与5–7完全不同的晶系和空间点群。通过理论计算和晶体结构分析我们推测晶体8能够发生烯醇式和酮式两种构象的相互转换,而晶体5–7则不具备这种转换能力。我们在两种不同的条件下基于烯醇式和酮式互变异构体的可逆互变实现了高对比度的荧光开关。另外,化合物8可逆的荧光转变表明这种材料在传感器和信息存储设备中有潜在的应用价值。综上所述,我们成功构建了两类结构非常简单且具有高晶态荧光量子效率的有机小分子发光材料体系。通过对晶体结构和发光性质的深入研究,清晰地揭示了分子结构与发光性质之间的关系。此外,我们初步探索了这些材料在有机光电领域的应用前景,为未来更有效地制备化学结构简单及成本低廉的高性能有机发光材料提供了设计策略。