液晶（LC）自被发现以来,该领域发展迅速。最初科学家们主要对其结构与性质之间的关系进行研究,随后研究发现液晶除了被应用于液晶显示器（LCD）之外,还在其他领域有许多新的应用,例如光子带隙材料和光调制器,有机发光二极管,光伏器件,有机场效应晶体管等。液晶将有序性和流动性相结合,这一独特的性质也是生物系统中自组装结构形成的基本要求。在传统的液晶分子中,棒状分子和盘状分子能自组装形成向列相,层列相和柱相。为了发现新的液晶相结构,设计合成新型的液晶分子是必要途径之一,如弯曲核分子,树枝状分子,Bola两亲性分子和多链型分子等。在这些非传统的液晶分子中,分子能自组装形成新的液晶相结构。近年来,由于弯曲核液晶分子可以在有序但可以流动的状态下,保持有序的铁电性和自发非手性对称性破裂而备受关注。因此,为了在弯曲核类化合物中获得具有复杂自组装结构的液晶相,以及开发新的应用性质,本论文主要对三类非传统的弯曲核液晶分子的设计,合成及自组装进行了研究,通过对分子结构参数（连接基团,柔性链体积,官能团修饰）的改变,深入研究了这些分子中结构参数的改变对其自组装结构的影响。分为以下五章内容:第一章本章综述了与本文工作相关的以下五部分内容:树枝状化合物的研究进展;三唑类化合物的研究进展;Polycatenar两亲化合物的研究进展;Janus化合物的研究进展以及Bola两亲化合物的研究进展。第二章本章通过Cu（I）催化的叠氮-炔环加成（CuAAC）反应（Click反应）,合成了一系列由二苯砜中心核,1,2,3-三唑树枝体构成的弯曲核Polycatenar化合物。该类化合物的液晶性质通过偏光显微镜（POM）,差示扫描量热仪（DSC）,X射线衍射（XRD）来测试分析。研究发现,通过增加树枝体的代数,该类化合物可以自组装形成六方柱相Col_hex/p6mm,胶束立方相Cub_I/Pm3n,复杂的三维准晶相（LQC）。此外,随着时间推移,化合物IC³/14可以在有机溶剂1,4-二氧六环中形成两种不同形貌的凝胶。通过SEM表征,凝胶由纳米纤维组成的三维网络结构向由纤维组成的微球结构转变。XRD表征进一步证明了该化合物在凝胶状态下自组装形成的层状结构。该凝胶表现出良好的可塑性和机械强度,可以用来除去水中的I₂,Fe³⁺,罗丹明B（RhB）。第三章本章以Click反应为关键步骤,合成了一个以二苯砜为中间核的Janus分子JD-I。该分子一侧具有疏水性3,4,5-三十二烷氧基苄基树枝体,另一侧为具有亲水性PEO链苄基三唑基树枝体。该化合物在纯态时不是液晶,但掺杂0.3-1.5倍当量的三氟磺酸锂（LiTOf）时,在该掺杂体系中观察到层列相SmA₂。掺杂体系的电导率为4.0×10^-8 S?cm^-1。该纯态化合物JD-I可以在乙醇溶液中形成凝胶。通过SEM研究发现,该化合物形成的凝胶具有螺旋状纳米结构。XRD测试进一步表明,凝胶态中的分子组装形成单层结构,分子在层结构中具有较小的倾斜角。该凝胶体系可以去除水中的碘。此外,化合物JD-I能够在V_水:V_乙醇=1:1体系中识别Fe³⁺,具有较低检出下限(3.42×10^-6 mol/L)。JD-I还能够在水溶液中自组装成直径约为15?20 nm的胶束,临界胶束浓度CMC被测定为0.002 mg·mL^-1。第四章本章以Sonogasira偶合反应为关键步骤,合成了一系列Bola两亲性化合物。该类化合物以1,3-双（苯基乙炔基）苯为弯曲核,末端含有两个极性二醇基团,在弯曲核内部连接一条柔性非极性侧链（正烷基侧链,分支侧链或半全氟侧链）,弯曲核顶端带有不同极性的取代基（CN,Br,NO₂,COOCH₃,COOH,CONH₂）。研究发现这些化合物可以自组装成具有两种不同类型的六边形:a)由三个分子形成的六边形（3-hex）,即p3m1相;b)由六个分子形成的六边形（6-hex）,即p6mm相。当弯曲核顶端带有CN取代基时,化合物I-CN/C₆F₄自组装形成超晶格结构。SHG实验表明,具有p3m1相的化合物I-CONH₂/C₆F₄在液晶相变温度范围内具有非线性光学性质;荧光显微镜显示,化合物ICN-2C5呈现蓝色发光的微管结构,微管的两尖端有明亮的发光点,管体的发光相对较弱,说明该化合物形成的微管结构可能具有光波导性质。第五章实验部分,中间产物和目标化合物的合成步骤,谱图数据,部分XRD和DSC图。