由于AM-TFT-LCD具有画质优美、节省电能、便于携带等优点,已经成为显示领域的主流器件。随着AM-TFT-LCD性能的持续提升对液晶材料提出了越来越高的要求,因此,新型液晶材料的设计与合成一直是研究的热点课题。为进一步满足液晶显示器快速响应的要求,我们设计、合成了 3个系列,共20多个侧向氟取代端烯液晶化合物。利用气相、液相色谱测试了化合物的纯度,并经红外光谱、核磁共振、质谱等确认了它们的结构;通过POM和DSC分析研究了化合物的相态织构及相变温度;测试液晶化合物及其混合物的介电各向异性和光学各向异性。在此基础上对目标化合物的应用作了初步探讨。除此之外,本研究中还系统地讨论了末端基团、侧向基团对液晶性质的影响。主要结果如下:(1)建立了侧向单氟取代端烯三联苯液晶化合物的合成方法,在此基础上合成了三个具有不同氟取代位置的同分异构体,并研究了不同氟取代位置对液晶化合物的热性能的影响。采用一种新的4-正丙基-4’-溴-1,1’-联苯的合成方法,该法以AlC13为催化剂,将傅克反应与溴代反应分步“一锅内”完成,再经黄鸣龙还原获得,该法收率高,易于工业化生产,可广泛应用于4-烷基-4’-溴-1,1,-联苯的合成。经测试该类液晶化合物清亮点高,光学各向异性大,具有宽的向列相区间;氟原子对三联苯液晶化合物的液晶相区间具有明显的影响,其中,当氟原子与丁-3-烯基在同一苯环时最有利于降低熔点和拓宽向列相区间。(2)设计、合成了两类分子中含侧向单氟取代联苯、反-1,4-二取代环己基、乙撑桥键和端基丁-3-烯基结构的三环液晶化合物,研究了丁-3-烯基、氟取代基的位置及个数对液晶化合物的热性能的影响。在合成过程中,将中间体1-(顺-4-正丙基环己基)-2-(3-氟苯基)乙酮转为1-(反-4-正丙基环己基)-2-(3-氟苯基)乙酮,并探讨了转型机理;优化了以碘代物为底物合成芳基硼酸的方法,该方法明显提高了收率,节省时间,降低了成本。测试结果表明:本系列液晶化合物具有宽的向列相区间、低的熔点、高的清亮点和较大的光学各向异性;丁-3-烯基有助于提高清亮点,降低熔点,能够拓宽液晶相区间,最重要的是能够拓宽向列相区间,并且,对提高清亮点的机理进行了探讨;氟取代基能够降低熔点,缩小近晶相区间,拓宽向列相区间,降低SmA-N的相转变温度,当与丁-3-烯基在同一苯环时作用更明显;引入两个氟取代基时,能够进一步降低熔点,但是,会导致清亮点剧烈下降,而且液晶相区间被压缩。(3)设计、合成了两类分子中含2,3-二氟取代苯基,反-1,4-二取代环己基、乙撑桥键和端基烯丙氧基结构的三环液晶化合物。研究了烯丙基、氧原子、氟取代基对液晶化合物的热性能及介电各向异性的影响。首次发现以2,3-二氟-4-溴苯酚为原料直接进行Suzuki偶联反应制备液晶化合物的简单方法,可与Williamson反应分步“一锅内”完成,该法收率高,可广泛用于以2,3-二氟-4-溴苯酚为原料的Suzuki偶联反应。该类液晶化合物具有负的介电各向异性,部分化合物具有宽的液晶相区间和较低的熔点。烯丙基能够提高清亮点,降低熔点,拓宽液晶相区间,最重要的是能够拓宽向列相区间,但是会引入窄的近晶相区间;2,3-二氟取代基能够降低熔点,缩小近晶相区间,拓宽向列相区间,降低Sm-N的相转变温度;烯丙氧基中的氧原子与氟取代基共同作用,能够提高液晶化合物的负介电各向异性和清亮点;侧向引入第三个氟原子,可以进一步降低熔点,但是并不能提高负介电各向异性,反而会导致负介电各向异性的降低,并对可能的机理进行了讨论。(4)对合成的三个系列液晶化合物进行初步的应用探究。获得了向列型液晶基础配方,该基础配方光学各向异性较大,熔点低,清亮点高。通过向该基础配方中添加其他功能性液晶材料,可在多种显示模式中应用;在此基础上将清亮点的测试结果和理论计算结果相对比,发现结果比较吻合;对TN和VA显示用混合液晶进行了初步研究,TN型混合液晶低温性能较好,光学各向异性适中,响应速度快,但是清亮点低,有待进一步提高;VA型液晶化合物,具有低熔点、高清亮点、较快的响应速度和较低的驱动电压,在大屏幕液晶电视中具有一定的应用前景。研究发现液晶化合物nC2BFB2V和nC2BBF2V对混合液晶的光电性能具有不同的影响:nC2BFB2V有助于提高TN用混合液晶的清亮点,最重要的是有利于降低驱动电压,提高TN用混合液晶的响应速度。nC2BBF2V有助于降低VA用混合液晶的熔点,提高VA用混合液晶的负介电各向异性,降低驱动电压。对混合液晶的介电各向异性进行了理论估算,计算结果与测试结果相吻合,对今后混合液晶介电各向异性的预估具有指导意义。