光致变色即在光的诱导下,特定结构的化合物能够在两个不同的态之间,实现可逆的结构变化,且这两个态具有不同的吸收而引起颜色的变化。光致变色化合物由于其在眼镜、光控自组装、分子开关、逻辑门和信息存储中的应用而变得备受关注。其中,二噻吩乙烯经光照发生顺旋反应产生的闭环体具有较高的热稳定性和抗疲劳性,因而具有较好的应用开发价值。到目前为止,基于二噻吩乙烯的分子设计主要集中在其侧链对称和不对称的合成。相比之下,二噻吩乙烯的烯桥则主要集中在全氢环戊二烯、全氟环戊二烯、马来酸酐和马来酰亚胺。由于六元环烯桥自身具有波长较长、闭环量子产率较高的特性,发展研究以六元环为烯桥的光致变色化合物具有重要意义。但六元环烯桥具有一定的芳香性,在发生闭环后会引起芳香稳定化能的损失,故在暗处常温下会自动恢复到开环体。因此,引入芳香性较低的六元环能够拓展双稳态的光致变色体系。第一章主要概述了有机小分子光致变色材料重要的表征参数和定义。如光致变色反应、等吸收点、紫外光照下的闭环量子产率、可见光照下的开环量子产率、光稳态(Photostationary state)、抗疲劳性。光致变色反应主要分为以下两类：顺反异构和电环化反应。其中顺反异构反应包括：偶氮苯和空间阻隔乙烯两类。电环化反应包含：俘精酸酐、螺吡喃、螺恶嗪和二芳基乙烯。由于本论文只涉及二芳基乙烯类光致变色化合物,故而对其主要性能参数和发展进行了较为详细的阐述。第二章主要合成了以二苯并噻二唑为烯桥的光致变色化合物BTTE。在任意溶剂中,c-BTTE具有良好的热稳定性和光致变色性能。甚至在甲苯80℃的情况下,依然不能观测到明显的逆反应。由于二苯并噻二唑是高度极化的强吸电子基团,与噻吩形成典型的推拉电子体系,故可通过溶剂化效应和光致变色反应实现了BTTE荧光的双重控制。在晶体中,BTTE同样表现出了优异的光致变色性能和良好的热稳定性。最终通过引入强吸电子性的二苯并噻二唑为六元环烯桥,成功地获得了溶液及晶体的高双稳态、荧光开关效应,突破了传统六元环烯桥闭环体不稳定偏见,甚至实现了闭环体的成功分离。该体系为双稳态六元环光致变色化合物提供了全新的发展思路。到目前为止,对于六元环烯桥体系的系统研究较为少见。因此,论文第三章分别引入三个荧光团(萘酰亚胺、苯并噻二唑、二苯并噻二唑),设计并合成了三个光致变色化合物BTE-NA、BTA和BTTA,系统地研究了三个不同芳香性烯桥与所对应的光致变色闭环体的稳定性之间的关系。鉴于三个化合物均具有较强的ICT效应,故通过溶剂化效应和光致变色反应能够实现荧光的双重调控。研究表明,BTTA烯桥芳香性较弱,其对应闭环体具有较高的热稳定性。此外,由于BTTA平行构象和反平行构象之间较低的能垒以及BTTA开环体和闭环体吸收光谱的差异,使得BTTA的转化率接近100%。通过可逆单元调控材料的非线性响应,仍然是一个极具挑战的课题。因此,在论文第四章中,强吸电子基的苯并噻二唑被引入作为变色单元,来调控NLO信号。目前为止,具有较大一阶超极化率的分子都具有不对称的D-π-A结构。但是其合成难度较大。为了避免较为复杂的有机合成,在以苯并噻二唑为烯桥的光致变色体系中,直接引入电子给体。这样光控闭环、开环调节体系内D-π-A结构,实现NLO信号的光调控。但是由于苯并噻二唑刚性结构以及π…π堆积作用,使得该体系晶体堆积呈中心对称,因而未能在EFISH和HRS上检测到信号的变化。