随着信息经济和科学技术的不断发展，人们对计算机微处理系统提出了比较高的要求。人们为了突破集成电路的工艺和物理限制，从而极力的寻求有关信息处理的新型元件，如分子存储器、分子开关、分子导线等。因此有关分子器件的研究已经成为化学和材料科学的热点领域。构成分子器件的基本材料就是一些信息存储材料，然而具有光致变色功能的化合物是信息存储材料中最基本的原料。因此开发一些结构新颖、性质特别的光致变色化合物具有十分重要的作用。本文主要从金属配合物的合成角度出发，设计并合成了一系列结构新颖的偶氮基吡啶咪唑类金属配合物，研究了其对应的光学性质。研究内容包括以下三个方面：1．以对溴苯胺为原料，经过重氮化、偶联、Ullmann偶合反应合成了8种含偶氮基吡啶咪唑类化合物，然后与金属离子Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺配位，合成含偶氮基吡啶咪唑铜、钴、镍配合物。化合物结构经氢谱、碳谱、质谱、红外光谱、紫外-可见吸收光谱表征。2．采用紫外-可见吸收光谱法对24种金属配合物在溶液中的光致变色性质进行研究。讨论了各种配合物在光控条件下的光致变色性质、动力学性质以及量子产率。结果表明24种金属配合物都有比较好的光致变色性质，但是偶氮苯金属配合物的cis-trans异构化速率常数kH明显小于trans-cis异构化速率常数ke，同时偶氮苯金属配合物上取代基的不同对光响应速率和量子产率有着巨大的影响，供电子基团可以增强光响应速率，而吸电子则相反。也进一步论证了光致变色机理是由分子内顺反异构化反应所致。3．利用LB膜技术研究了四种偶氮基吡啶咪唑类衍生物（配体5-配体8）在水和高氯酸镍水溶液为亚相上的成膜情况，以及镍配合物（5b-8b）和钴配合物（5a-8a）在水为亚相上的成膜情况，并通过表面压-面积（π-A）等温曲线、紫外-可见吸收光谱对几种化合物的LB膜的成膜性质进行了研究。结果表明：四种配体与镍离子配位，在高氯酸镍水溶液的亚相上形成了稳定的单分子膜，配体与镍离子配位成膜形成的是J-聚集体，镍配合物（5b-8b）和钴配合物（5a-8a）在水为亚相上形成了有机-无机杂化膜，并且均为J-聚集体。同时制备的有机-无机杂化膜可以有序、均匀的转移到石英基片上，并且基片上的膜具有比较好的光致变色性质。