双光子吸收是三阶非线性光学现象.具有大的双光子吸收截面的材料在诸如频率上转换激射,光学限辐,双光子荧光显微和成像,三维光信息存储等领域已展现出良好的应用前景.光限辐是有机双光子材料的一个重要应用领域.该论文设计和合成了29个具有电子给体-受体共轭结构的新型咔唑衍生物,并研究它们的光谱性质和双光子吸收的构效关系.系统地研究了一系列具有D-π-A结构地咔唑衍生物.主要工作和成果如下:(1)开发了一类具有大的双光子吸收截面的杂环类咔唑衍生物.合成了29个相关的化合物,并利用核磁共振、元素分析、质谱、熔点对其结构进行了表征,测定其物理光谱特性,特别测定了其中21个化合物的双光子吸收截面,发现有8个化合物的双光子吸收截面均大于100GM(一般认为双光子吸收截面大于100GM的材料就属于双光子吸收较强的材料),最大的吸收截面高达617GM.这些化合物包括2-[(9-甲基-3-咔唑基)-乙烯基]-1,3苯并噁唑(MCVBO)、2-[(9-丁基-3-咔唑基)-乙烯基]-1,3苯并噁唑(BCVBO)、4-[(9-甲基-3-咔唑基)-乙烯基]-N-甲基吡啶碘盐((MCVPIMe)、4-[(9-丁基-3-咔唑基)-乙烯基]-N-甲基吡啶碘盐(BCVPIMe),它们的吸收截面分别为137GM、167GM、108GM、617.3GM:量子产率分别是0.61％、0.77%、3.34%、2.50%,它们可以应用于光限辐领域,特别是BCVPIMe,它将是光限辐的优良候选材料.(2)系统研究了这类咔唑衍生物的双光子吸收的构效关系,影响因素涉及决定分子内电荷转移效率的各要素,这些因素包括电子给体、受体的强度,共轭链的长度,分子的平面性,双键的协同性等.我们主要是通过提高电子受体和给体的强度来提高双光子吸收截面.