液晶分子在分子水平上结合了晶体的有序性和液体的流动性,是良好的软物质材料,具有自愈性、自适应性和刺激响应性,在光学、电磁学、材料学、生物学等领域发挥着重要作用。第一章介绍了基于巴比妥酸楔形棒状液晶化合物的设计合成、分子自组装行为以及这类化合物与三嗪衍生物形成的氢键识别组装体的研究。本章以Knoevenagel缩合反应为关键步骤合成了末端为巴比妥酸的楔形棒状液晶分子BC~3/12、BE~3/14和BT~3/12。研究发现,本文设计合成的化合物BC~3/12、BE~3/14和BT~3/12在纯态下均能自组装形成具有c2mm对称的长方柱相;通过对三个化合物的光谱测试,发现延长分子结构的共轭长度,化合物的光电性质更优异。同时,本文研究了 BC~3/12与三嗪化合物1T2/12混合后形成的氢键复合物BC/T的性质,发现氢键复合物BC/T不仅具有液晶性质,同时能够形成具有三维网络状结构的有机凝胶。这种有机凝胶能对外界热和机械刺激具有可逆响应性。分子间氢键,π-π堆积和范德华力等非共价键力是驱动巴比妥酸分子及其氢键复合物进行自组装的重要推动力。此外,通过荧光光谱测试可知,BC~3/12与三嗪化合物1T2/12等摩尔混合后会引起1T2/12的荧光淬灭。因此,这种基于巴比妥酸结构的棒状小分子液晶化合物在光电传感器及纳米级的器件上有潜在应用。第二章介绍了两类弯曲核不同的含三唑单元的弓形Polycatenar化合物,一类是以亚甲基(CH2)为中心核的化合物IC2/n(n=12、14)和IC4/12;另一类是以羰基(CO)为中心核的化合物 IIC4/12、IIC6/n(n=10、14、16)和 IIE6/n(n=16、18)。通过POM,DSC,XRD对化合物的液晶行为进行研究,发现具有柔性中间核的系列I中所有的化合物均不能形成液晶;以羰基为(CO)中间弯曲核的系列II化合物形成的液晶相均为六方柱相,并且它们具有较宽的液晶范围,这可能是由于极性中间核之间偶极-偶极作用增强了液晶相的稳定性。并且,以羰基为中间核的化合物IIC4/12有形成极性柱相的趋势。同时,对化合物IIC6/16进行离子识别研究,发现该化合物在混合溶剂THF:H20(V:V=1:1)中对汞离子和铁离子具有很强的识别能力,而化合物IIE6/16只对铁离子具有很强的识别能力。此外,对化合物进行了凝胶测试实验,发现长链化合物比短链化合物更易在有机溶剂中形成凝胶,说明烷基链的长度对有机凝胶的形成具有一定的影响。这种小分子有机凝胶在许多方面具有潜在应用,如纳米材料、药物缓释剂、传感器等。第三章为相关化合物的合成路线以及谱图数据。