光致变色化合物在不同波长光的激发下,发生两种异构体之间可逆的光异构化反应。在这个过程中不仅伴随异构体之间的吸收波长不同引起的颜色变化,而且其它光化学及光物理性能也随之发生改变,如:介电常数、折光率,氧化-还原电位及相变等。正是基于这些性质上的改变,光致变色化合物在电子器件、光学开关以及光信息存储中有很大的潜在应用价值。萘并吡喃是一类重要的光致变色化合物,已商业化的主要应用是作为变色眼镜中的变色染料成分。实际应用中,对萘并吡喃变色染料的要求是呈色体室温下具有高的光密度、快的褪色速度、以及颜色可调等。在提高萘并吡喃类有机光致变色化合物基本光致变色性质以满足实用化的同时,开发新的性质,探索其新的应用领域也已成为该体系国际研究热点。　　 本论文中,我们以3,3-二芳基-3H-萘并[2,1-b]吡喃类光致变色化合物为目标分子,在提高萘并吡喃化合物的实用性和开拓萘并吡喃化合物的新的应用背景方面开展了相关研究,取得了如下实验结果:　　 1.合成了一系列芳基取代基的3,3-二芳基-3H-萘并[2,1-b]吡喃类光致变色化合物。表征了化合物在PMMA薄膜中闭环体和开环体的最大吸收波长,化合物在PMMA薄膜中的抗疲劳性和呈色体在不同温度下的褪色速度。实验结果表明化合物在PMMA薄膜中具有良好的光致变色性；8-位含噻吩取代基时,闭环体最大吸收波长红移,使光致变色过程更加有效。　　 2.合成了一系列3-位为a-萘基衍生物取代的3,3-二芳基-3H-萘并[2,1-b]吡喃类光致变色化合物并表征了其光致变色性质。实验结果表明:3-位-a-萘基的引入能有效提高光致变色化合物在室温下呈色体光密度。实验结果还证明:在a-萘基对位引入烷氧链后,光致变色化合物的呈色体在室温下的光密度和褪色速度均有明显提高。为合成室温下具有高的呈色体光密度和快的褪色速度的该类有机光致变色化合物提供了有效地设计途径。　　 3.设计合成了3-位为N,N-二甲基苯胺基取代的3,3-二芳基-3H-萘并[2,1-b]吡喃光致变色化合物并表征了其光致变色性质。实验结果表明:该化合物除了具有良好的光致变色性质外,其呈色体的光化学稳定性可通过加入三氟化硼乙醚溶液(锁住)和二乙醇胺(解锁)进行调控。构筑了一种具有“锁-解锁”功能的光致变色萘并吡喃衍生物分子。　　 4.设计合成了一种含有N,N-二乙基取代的新型螺噁嗪衍生物。研究结果发现:该化合物除了具有传统的光致变色性质外,其开环与闭环相互转化还可以在BF3、FeCl3、AlCl3及ZnCl2等路易斯酸和二乙醇胺刺激下完成。发展了一种新型路易斯酸/碱激发的分子开关。　　 5.探索了3-位a-萘基取代的3H-萘并[2,1-b]吡喃类光致变色化合物固体状态下的热效应和机械效应。初步实验结果表明:该类光致变色化合物不仅在熔融状态具有变色行为,在受力状态下也同样具有变色行为。这一实验结果为拓宽该类化合物的应用背景奠定了基础。