本论文在大量文献调研的基础上，首先概述了二茂铁的发现和结构、树枝状二茂铁衍生物的结构和性能。然后，从二茂铁衍生物的非线性光学性质、电化学性质及光化学性质等方面综述了它们的研究状况。 我们的主要目的是寻求具有强双光子吸收效应和良好电化学性质、光化学性质的化合物。为此，_本文主要论述了以下方面的研究工作： 1．设计合成了六种二茂铁衍生物和两种混合价化合物。它们均属于D-π—D结构类型，分子具有较好的平面性。这种结构上的特点有利于分子内电子的离域，从而有利于物质非线性光学效应的增强。 在合成过程中，我们探索出一种较为简单易行，且产率很高的固相Wittig反应合成方法，它大大提高了传统成烯反应的效率。 2．对目标化合物运用红外光谱、紫外可见光谱、核磁共振氢谱、质谱及元素分析等手段进行了表征。其中，咔唑单、双二茂铁还通过单晶X衍射的方式测定了它们的结构。研究发现，两种晶体中均存在着π-π堆积作用。 3．通过热重分析测试了部分化合物的热稳定性。结果表明，它们的热稳定性都很高，其中最低的分解温度为345℃。 4．运用循环伏安、差分脉冲伏安及现场红外光谱等手段较为详细地研究了二茂铁衍生物的电化学性质，并对分子内的电子转移机理进行了探讨。这类化合物在氧化还原丌关材料方面具有潜在的应用性。 5．论文中描述了二茂铁衍生物对发光剂Ru（bpy）₃²⁺的发光猝灭作用，并研究了光诱导发光剂和猝灭剂之间的电子转移过程，利用稳态法测定了它们的荧光猝灭速率常数。 6．运用Z扫描技术测定了化合物在激光波长为532 nm下的双光子吸收系数和双光子吸收截面；选做了三种化合物的光限幅测试，发现它们均具有较好的限幅效应，对研究开发光限幅材料具有一定的意义。