光致变色二芳基乙烯(DTE)化合物是一种具有良好热稳定性、抗疲劳性和光敏感性等特性的分子开关，具有广阔的应用前景。近二十年来，相关研究主要集中在只含单个二芳基乙烯开关单元的化合物，而含两个或多个开关单元的光致变色化合物研究很少。含有多个开关单元的结构，在适合的桥连体连接时可以实现分步光致变色，伴随着多种状态及多种颜色变化，因此多二芳基乙烯化合物有可能成为多频可控的分子开关体系。　　本论文报道非金属原子硼、碳、硅、磷、硫连接的双二噻吩乙烯化合物，其中硅、磷连接的双二噻吩乙烯分子可以实现分步光致变色。利用密度泛函理论计算对五种光致变色化合物进行了理论研究，分析了分步光致变色产生的原因。　　1.365 nm紫外光照射硼或碳连接的双二噻吩乙烯化合物1oo/2oo(oo=open-open)，能够得到双重关环产物1cc/2cc(cc=closed-closed)，但是没有获得关-开环状态的产物1co/2co(co=closed-open)，这可能是因为第二步关环反应(1co/2co→1cc/2cc)的速率远快于第一步关环反应(1oo/2oo→1co/2co)的速率。通过密度泛函理论计算发现1co/2co的LUMO+1轨道在硼或碳上几乎没有电子云分布，表明两个开关单元间几乎没有电子相互作用，导致光照下两个孤立的二噻吩乙烯单元同时发生光化学关（开）环反应。　　2.对于硅、磷连接的双二噻吩乙烯化合物3oo/4oo，365 nm紫外光照射时能够先后形成3co/4co和3cc/4cc状态，成功地实现了分步光致变色。理论研究表明，3co/4co的LUMO+1轨道在硅或磷原子上存在一定的电子云分布，使得关环二噻吩乙烯单元与开环二噻吩乙烯单元间发生一定的电子相互作用，有利于3co/4co单关状态进一步转化为3cc/4cc双关状态，实现分步光致变色。　　3.硫连接的双二噻吩乙烯化合物5oo在365 nm紫外光照射时只能形成5co状态，而不能形成5cc状态。理论研究表明，5co分子的LUMO+1轨道的电子云在硫原子上有较多的分布，使整个分子的电子离域分布，导致紫外光照射时能量易于从开环二噻吩乙烯单元转移到关环二噻吩乙烯单元，严重阻碍了第二步关环反应(5co→5cc)的发生。