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上世纪70年代,A.J.Heeger教授等通过在聚乙炔中掺杂碘,实现了导电聚合物的合成,这打破了人们固有的“有机化合物不能导电”的狭隘观念。后续研究发现有机物导电的必要条件是其具有单双键交替结构（π共轭结构）或者大π键结构。因此具有大π键结构的稠环类化合物也进入到科学家们的视野中。稠环化合物具有独特的化学结构和电子结构,在有机场效应晶体管（Organic Field Effect Transistor,OFET）和有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode,OLED）以及有机太阳能电池的（Organic Photovoltaic cell,OPV）中应用十分广泛。在本论文中,我们就设计合成了这样两类特殊的稠环化合物。第一部分工作设计合成了一类用于有机太阳能电池领域的稠环化合物。为了克服肖克利-奎伊瑟限制,单线态裂分材料在有机太阳能电池中的应用被提上日程。但是,分子间单线态裂分材料受到分子堆积方式和电池活性层形貌的限制。所以,设计合成分子内单线态裂分材料将会是未来的解决方案。我们利用并五苯——单线态裂分的模型分子和苝二酰亚胺——有机太阳能电池受体材料,设计合成了一类具有分子内单线态裂分性质的有机太阳能电池受体材料。其中关键的两步是Suzuki-Miyaura偶联反应和Katz改进的Mallory光环化反应,在模块化地合成了目标分子后,经过理论计算,从理论上证明了其单线态裂分性质。这样的设计思路可以将具有不同性质的分子偶联起来,然后测试其是否具有特定的性质,最终实现了有机光电小分子模块化、简单化的合成,极大地扩展了有机光电小分子家族。第二部分工作尝试合成一种稠环化合物,以实现碳纳米管的可控有机合成。首先经过两步Barton-Kellogg反应,以及Katz改进的Mallory光环化反应,得到了单氟取代和双氟取代的c-HBC分子,而后在γ-Al2O3的存在下,尝试使用微波合成方法构筑湾位五元环。此实验证明了在γ-Al2O3的存在下,使用微波合成方法可以活化稠环化合物湾位苯环上的C-F键。后续研究可以通过控制条件,实现湾位五元环的构筑。这对从原子精度上合成碳纳米管有深远的影响。这两种设计思路丰富了制备稠环类化合物的合成方法,为靶向合成具有特定结构的、特定功能的稠环化合物提供了借鉴的思路。