力致色变材料是众多材料中发展迅速的一类材料。作为一种刺激响应性材料,力致色变材料自发现以来就在力致传感器,无损检测,存储芯片等领域展示了广阔的应用前景,现在已经成为材料研究领域中的热点。聚集诱导发光(AIE)分子是力致色变发光材料的重要来源。多晶态化合物有利于实现色团的多功能化,更重要的是,多晶态提供了一种高效且低成本的方法来实现多色转换。操纵晶态以实现多晶态从而获得力致变色材料是重中之重。本论文主要设计合成了非对称β-二酮及有机硼配合物,通过晶体培养,研究多色转换和内在机理。主要工作内容如下:(1)传统β-二酮很少用作荧光发射体和力致色变材料。在此,我们设计并合成了具有微小结构差异(呋喃单元和噻吩单元)和不对称β-二酮的TPED2F和TPED2T。它们都显示出反常的溶致色变,水敏感的荧光发射,明显的聚集诱导荧光发射增强(AIEE)活性和高对比度的力致色变。另外,研磨的TPED2F通过加热表现出可逆的力致色变。反常的溶致色变和水敏感的荧光发射被归结为烯醇-酮互变异构和溶剂极性引起的激发态构象变化,与TPED2F相比,重原子效应和宽带隙分别导致TPED2T的晶态量子效率下降和荧光发射蓝移。此外,优异的结晶能力和研磨前后相近熔点赋予TPED2F具有可逆的力致色变作用。(2)基于上一章的基础,我们通过向TPED2F和TPED2T引入苄基,成功构造了高度扭曲构象的两种荧光化合物TPE-BF和TPE-BT。它们同样表现出反常的溶致色变,水敏感的荧光发射,AIE活性和力致色变性质。这里反常的溶致色变和敏感的荧光发射不是因为烯醇-酮互变异构,归因于α取代作用抑制了烯醇-酮互变异构,并导致了高度扭曲的分子构型。在这里,我们倾向于将反常的溶致色变归因于溶质与溶剂之间的复杂相互作用。在TPE-BT的晶体中,乙酸乙酯被选择性嵌入,这种高度扭曲的分子构型有助于分子识别和溶剂纯化。在TPE-BT的晶体中,一个乙酸乙酯分子与两个TPE-BT分子形成C–H?C(2.388?和2.779?)和C?C(3.313?)分子间氢键和弱相互作用。(3)为了获得多色转换材料并探索多晶态的内在机理,本章基于分子异构和AIE理论设计并合成了六个β-二酮二氟化硼配合物。TPEB2F和TPEB3F虽然具有相似的溶致色变和AIE特性,显示出高对比度的多晶态和力致色变。在相同溶剂环境中,仅获得TPEB2F的一个晶体2R,但得到TPEB3F的四个不同晶体3S、3R、3N和3F。同样,我们获得了TPEB2T(2O)和TPEB3T(3Y和3O)的晶体。但是通过晶体解析、假想体构筑和理论计算表明,多晶态形成的主要因素取决于堆积分子对和培养溶剂的偶极矩。