卟啉是一类具有极强修饰性的大环共轭体系,对卟啉的修饰方式有很多,如外围meso-或p-取代,中心杂原子修饰或与金属离子配位,卟啉中个吡咯的连接方式的改变,新的卟啉构筑单元的引入,卟啉环压缩和扩展等。其中,通过改变卟啉大环结构得到的卟啉类似物我们称之为异卟啉。随着卟啉研究的深入,异卟啉领域也得到了迅速的发展。异卟啉具有普通卟啉的一般特征,但是由于结构的改变,它们同时又具备了有别于一般卟啉的新颖而有趣的性质,如稳定特殊价态金属离子、离子识别、多样的芳香性特征以及独特的光学性质等,因而具有重要的应用价值。咔咯和卟烯是通过改变卟啉吡咯单元的连接方式而得到两种功能独特的异卟啉化合物。为了得到吸收有较大红移的咔咯化合物,我们通过在吡咯的p-位稠和芳环的方式对咔咯进行修饰,研究了它的结构以及光物理性质,为拓展咔咯化合物的应用范围提供了实验依据；卟烯具有独特的结构和光学性质,其配合物的研究目前还比较少。本文中我们对其配合物的合成方法进行了摸索,在改良的实验条件下合成了几种卟啉配合物,对其机构和光学性质进行了研究,并探讨了他们的潜在应用价值。在卟啉体系中引入新型的构筑单元一直是合成新型异卟啉化合物的重要手段。噻吩吡咯是一种结构特殊的构筑单元,本文中我们将会介绍利用常见的卟啉和扩展卟啉合成方法将噻吩吡咯构筑单元引入卟啉体系中,得到了结构新颖,性质独特异卟啉化合物。取得的主要研究成果如下：一、 利用常用的吡咯化合物合成方法合成了几种不同的卟啉构筑单元。利用核磁对它们的结构进行了表征。二、 利用模板合成法成功合成出了芳环稠和的咔咯金属配合物,用X-ray单晶衍射仪对其结构行了确认,其最大吸收峰红移了近50 nm。利用简单的咔咯合成了两个金属配合物,确认了咔咯在稳定高价态金属方面的独特性能。三、 在改良的实验反应条件下,合成了两种空间够型完全相反的两种金属卟烯配合物。从结构上来看,金属的离子半径大小对于产物的空间构型有巨大的影响。从它们吸收光谱的对比中可以发现,平面构型的化合物其吸收光谱具有明显的增强。初步研究了卟烯磷配合物的合成及性质,我们发现磷的引入极大的增强了卟烯化合物的荧光发射强度。四、 利用‘3+1’合成法成功的将一个噻吩吡咯单元引入到卟啉体系中。该化合物具有独特的芳香性特征,是首例室温下能够稳定存在的平面构型的20π电子卟啉类化合物。可以通过化学或电化学手段得到其活泼的自由基还原产物；利用MacDonald缩合反应合成法成功的将两个噻吩吡咯单元引入卟啉中,该化合物具有良好的刚性结构,是一种新型的30π电子扩展卟啉化合物。由于扩展效应,其吸收光谱发生了极大的红移,最大吸收峰红移到600 nm的红光区,Q峰在酸的调节下可以红移到1200nm处的近红外区,是可调控的近红外吸收染料。