光致变色化合物具有颜色和光、电、磁等物理性质可逆变化的特征,在强光防护、分子开关等多个领域有重要应用。在实际应用中,光反应主要局限在表面,造成整体转化率低、变色前后的性质变化幅度小。通过双多光子吸收过程来诱导红光或红外光响应变色是解决光穿透性问题的一个有效途径。目前,双多光子诱导变色现象仅在个别化合物中发现,且哪些结构具有双多光子诱导变色行为仍然缺乏认识。本论文以类紫精化合物为研究对象开展了系统研究,取得了如下的科研成果:1.为了满足可擦除无墨印刷和防伪的不同显色/褪色时间要求,根据氢键和π···π相互作用可以增强化合物的结构刚性和光生自由基的稳定性,通过选择具有苯环取代基的紫精类似物和在化合物中引入带苯环的第二配体,增强分子间相互作用,实现了对光致变色化合物单光子的显色/褪色时间的调控。该部分研究的过程中,发现晶体形态显著影响单光子变色效率,即块状晶体比粉末样品变色前后的颜色变化幅度更小,因此解决块状材料的穿透性问题有待进一步解决。2.根据推拉电子结构有利于提升双光子吸收截面的规律,设计合成了8个具有推拉电子结构的类紫精化合物以及5个无机有机杂化光致变色半导体材料。研究表明,这些化合物普遍具有双多光子诱导变色特性。对半导体材料采用红外光诱导变色可以获得比紫外可见光诱导变色更大的电导和光电流变化幅度。该部分研究首次实现了紫精化合物及其类似物的双光子诱导变色,为提升它们的变色前后性质变化的幅度提供了新方法,同时也为这些材料在红外探测领域的应用提供了可能。本论文共五章。第一章简单介绍光致变色概念、分类、主要化合物和应用;第二章介绍了实验中用到的药品、测试用到的仪器。描述了所用到配体的具体合成方法和纯度表征;第三章、第四章分别详细介绍了上述两部分实验结果;最后,在第五章对工作内容进行总结和展望。