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萘并吡喃(NPs)作为一类重要的有机光致变色化合物,以其较大的色域范围,卓越的光响应性,良好的可逆性和抗疲劳性,以及可调节的消色动力学为人们所熟知。这些优势使其在光信息存储、荧光开关、光制动器以及光敏材料制备等领域有着重要的发展前景。本文设计合成了一系列萘并吡喃衍生物。并且制备了以萘并吡喃衍生物为主体的静电纺丝纳米纤维和荧光传感器。此外,还研究了萘并吡喃衍生物的溶剂依赖及压致变色性质。我们利用核磁、质谱、红外和晶体结构等手段表征了萘并吡喃衍生物的结构,并对其光响应性通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱进行表征。具体内容如下:1.利用静电纺丝技术,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为基质,制备了不同取代基团的萘并吡喃纳米纤维,得到了高稳定性的萘并吡喃部花青结构。扫描电镜(SEM)结果表明静电纺丝纤维的形貌是无定向的,杂乱无序的。紫外-可见吸收光谱(UV-vis)结果表明在聚合物纤维、溶液和薄膜状态下的萘并吡喃都具有很好的光致变色性质,不但如此,萘并吡喃聚合物纤维还具有高稳定的部花青结构。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)对萘酚吡喃和纤维母体的相互作用进行了表征。结果表明,纳米纤维的一维结构以及PVP和萘并吡喃开环部花青结构之间形成的氢键,阻碍了部花青结构转变为关环结构,从而使萘并吡喃在纤维状态下具有稳定的部花青结构。对于不同取代基团对萘并吡喃纳米纤维消色速率的影响研究结果表明,在PVP/NPs纳米纤维中,包含羟基的萘并吡喃对消色速率影响最大。其原因是由于羟基与PVP之间存在氢键的作用。2.利用罗丹明6G分子作为荧光基团,设计合成了萘并吡喃-罗丹明6G荧光光致变色化合物(R6GNP)并对其进行了晶体结构、核磁共振及质谱的表征。通过紫外-可见吸收光谱(UV-vis)表征了R6GNP光致变色性质,并研究了其消色动力学。结果表明R6GNP体系的消色速率很快,具有高效,敏感的光致变色性能。通过荧光光谱和紫外-可见吸收光谱分析了R6GNP对金属离子的识别能力。实验证明R6GNP对三价金属离子(Cr3+,Fe3+,Ga3+,In3+和Al3+)具有识别能力,可用于荧光传感器或者荧光分子探针等领域。在紫外光存在的条件下,对Cu2+有特殊的响应,可用于Cu2+的比色检测。另外我们还考察了化合物在光印刷以及紫外光强度探测等领域的应用。3.利用咔唑分子作为荧光基团,设计合成了萘并吡喃-咔唑荧光光致变色化合物(Cz NP)并对其进行了晶体结构、核磁共振及质谱的表征。通过紫外-可见吸收光谱(UV-vis)表征了Cz NP在不同溶液中的光致变色性质。在CH2Cl2溶液中,Cz NP的消色速率很快,抗疲劳性良好,表明其具有很好的光致变色性质。在DMF、DMSO溶液中,Cz NP表现出不一样的吸收光谱。在连续的紫外光照射下,Cz NP的吸收光谱升至最大后逐渐下降至稳定状态。通过荧光光谱表征了Cz NP在不同溶液中的荧光变化。结果表明在紫外光照射下,含氧原子的极性溶液(DMF、DMSO和H2O)能够诱导Cz NP的荧光增强。而三乙胺(TEA)可以将其淬灭。Cz NP不但具有光致变色性质,同时还具有压致变色的性质。