螺吡喃类化合物是一种重要的光致异构化合物，在紫外光诱导下螺吡喃结构中的螺环C-O键断裂开环，导致整个分子体系的π电子共轭程度增加，形成一条长的共轭链，从而形成开环体(MC)部花菁，在可见光照射或者黑暗中，开环体能够可逆转变为闭环体(SP)。螺吡喃的开环体和闭环体这两种异构体有着不一样的性质，如配位性质、光谱特性、空间构型、偶极距以及介电常数等。作为代表性的光开关分子，螺吡喃类化合物在化学传感、生物成像、光控开关、信息存储等功能材料领域有广泛的应用，是目前光致变色材料的研究热点之一。本文设计合成了几种含有不同官能团的螺吡喃类化合物，研究了其光致异构特性。在此基础上，将其与其它的功能分子复合，制备了几种新型螺吡喃功能材料，并对其性能进行了详细的分析和表征。论文具体研究工作如下:　　1)以甲基异丙基酮和苯肼为原料，采用Fischer吲哚合成法合成了2，3，3-三甲基吲哚，再用不同的卤代烃进行烷基化，最后与5-硝基水杨醛反应，合成了几种具有不同取代基的螺吡喃分子。螺吡喃的结构通过紫外，核磁，荧光和质谱进行了一系列详细的表征。在此基础上，重点研究了不同的溶剂性质对螺吡喃光致异构的影响，并对螺吡喃的褪色曲线和抗疲劳性进行研究。实验结果表明，随着溶剂极性的增大，螺吡喃分子的紫外吸收光谱中最大吸收波长蓝移，即向短波长方向移动，呈现负的溶剂化效应。此外，吲哚环N上取代基会影响螺吡喃共轭开环体的电子跃迁，从而影响开环体的稳定性。　　2)以羟基螺吡喃与和酯基卟啉为原料，合成了一种新型卟啉-螺吡喃衍生物，并对其结构进行了详细的表征。在此基础上，通过紫外光谱研究了金属离子对其光致异构性能的影响，并提出了一种相应的机制，解释了卟啉环与螺吡喃结构之间的耦合行为。研究结果表明，金属离子会诱导卟啉-螺吡喃分子产生特定的构象，从而影响螺吡喃结构的光致异构。此外，随着金属离子半径以及亲电能力的不同，卟啉-螺吡喃衍生物的光学特性也会产生明显的差异。这种卟啉-螺吡喃衍生物为构建新型离子探针提供了一种思路。　　3)通过酯化反应，将羟基螺吡喃修饰到羧基化四氧化三铁磁性纳米粒子表面，合成了一种新型的光响应磁性纳米粒子。并通过红外，紫外，热重，DLS和磁滞曲线对目标产物的结构与性能进行了表征。在此基础上，重点研究了螺吡喃的光致异构现象对磁性纳米粒子性能的影响。实验结果表明，合成的磁性变色纳米粒子具有明显的光响应能力。在紫外光照射下，受到螺吡喃分子的影响，该磁性纳米粒子的粒径增大，对应的饱和磁化强度增大。此项研究拓展了螺吡喃类衍生物在功能材料的应用领域。