液晶是介于晶体与液体之间的中间相,结合了晶体的有序性和液体的流动性。液晶具有自愈、刺激响应、适应性,已经成为一种新型的智能材料。杂环类有机功能材料的设计与合成越来越受到人们的关注,杂环的引入会影响化合物的性质,包括对化合物的液晶自组装行为及光电性质等。因此,将杂环引入液晶分子有望获得复杂的液晶相结构及赋予液晶化合物优良的光电性质。第一章为偶氮1,3,4-噻二唑Polycantenar分子的设计、合成及自组装、离子识别和光电性质研究。首先是介绍了含1,3,4-噻二唑基元、偶氮苯基元液晶分子的研究状况,主要从分子形状即棒状、楔形、香蕉形、Polycantenar、盘状五大类展开叙述;其次简要介绍了 1,3,4-噻二唑类分子在离子识别和凝胶方面的研究状况;最后归纳了 Polycantenar分子所呈现的液晶相。本章将偶氮苯和1,3,4-噻二唑基元结合设计成Polycantenar液晶分子,通过对偶氮1,3,4-噻二挫Polycatenar分子的自组装、离子识别和光电性质研究,表明随着烷氧基链的数量、长度和位置变化,化合物不仅自组装形成近晶C相(SmC)、六方柱相(Colhex),甚至出现胶束立方相(CubI),在乙醇溶剂中能聚集形成有机荧光凝胶。化合物的溶液及聚集形成的凝胶、液晶都具有光响应。化合物有较低的能隙可作为潜在的有机半导体材料,在CH3CN-CH2C12体系中能够高效、专一地识别Cu(II),且还能连续识别碘离子。第二章综述了寡聚噻吩自组装形成凝胶的文献及四联噻吩两亲分子的设计、合成、自组装及光电性质研究。我们课题组曾报道过一系列寡聚噻吩波拉两亲物自组装为三方,四方,五方,六方等多角形的蜂窝状柱相液晶,但尚未深入研究化合物在有机溶剂中的自组装行为及其有机半导体器件的制备。在前人研究的基础上,为了发现更多复杂的液晶中间相、探究四联噻吩两亲分子在有机溶剂中的自组装能力及其在有机半导体器件方面的运用潜力。本章以Kumada偶联反应和Suzuki偶联反应为主要步骤合成四联噻吩波拉两亲分子4T-4C14。通过测试,分子4T-4C14不能呈现液晶相,但在二甲基甲酰胺溶剂中能够超声诱导形成有机凝胶。紫外光谱、循环伏安及阻抗等测试表明,分子4T-4C14的能隙约为2.23 eV,电导率约为0.88×10-6Sm-1,分子4T-4C14有望开发成一种新型的有机半导体材料。第三章简要讲述了含1,3,5-三嗪基元液晶分子的研究状况及楔形三嗪分子的设计、合成及自组装和光电性质研究。文献研究较多的是以三嗪作为中心核的三轴对称分子,这种结构有利于分子的自组装,由于其缺电子性质在n型半导体以及非线性光学材料、有机电致发光器件等方面有潜在的运用。我们课题组曾报道过楔形三嗪液晶分子,在该类分子中发现了新的液晶相系列CubI/m3m-CubI/Pm3n,为了发现复杂的液晶相和改善化合物的光电性质,本章合成的新型三嗪楔形液晶分子1T3/n,引入苯基延长刚性核。通过研究发现,随着末端烷氧基链的增加,化合物出现六方柱相(Colhex)和胶束立方相(CubI/Pm3n),通过对比发现延长该类分子的刚性核长度不利于立方相的形成。化合物1T3/18与巴比妥酸衍生物形成氢键复合物后,能够引起荧光猝灭,因此,氢键复合物混配法有望调节复合体系的液晶性质和光电性质等。第四章为偶氮1,3,4-噻二唑Polycatenar分子、四联噻吩两亲分子和楔形三嗪分子的实验部分并且详细阐述了它们的合成方法及部分谱图数据。