超分子,是以非共价键弱相互作用键合而成的复杂有序且有特定功能的分子聚集体。液晶,是1888年由奥地利植物学家斐德烈.莱尼茨尔发现的兼具晶体的周期有序性和液体的流动性的化合物;其作为超分子的重要组成部分,具有自愈性、刺激响应性和自适应性,是良好的自组装功能超分子材料。以芴衍生物单元为核的化合物具有优异的光电性质,在测定晶体结构、聚集发光材料、离子识别、荧光探针细胞成像、太阳能电池、DNA的检测、抗癌抗菌药物、有机场效应晶体管、环境保护、有机薄膜晶体管、结晶诱导磷光、蓝光材料、半导体、LED、压致变色、非线性光学材料、树枝状功能材料、检测爆炸物、有机凝胶等领域应用广泛。将芴衍生物单元引入到Polycatenar液晶化合物中,会极大的改善化合物的结构这对分子自组装和光电材料的研究具有指导意义。本文共分为三章。第一章介绍了基于芴、二苯甲酮以及二苯甲烷弯曲核化合物的研究背景,包括它们在液晶和应用方面的研究进展。首先,分子的结构、刚柔比、刚性核的对称性、柔性链的数目和长度等对化合物的液晶自组装行为和液晶相的稳定性有很大的影响。此外芴衍生物具有独特的光电性能,三唑杂环单元对液晶的相态、极性、介电各向异性、几何构型、酸碱性和其他性能均有较大影响;目前,芴衍生物液晶化合物主要表现为层列相和近晶相,很少有复杂的二维柱相和三维立方相的相关报道,设计合成性能更加优越应用更加广泛的新型有机光电液晶材料意义重大。第二章介绍了基于芴、二苯甲酮以及二苯甲烷弯曲核Polycatenar液晶化合物的设计、合成、光电性质以及分子自组装的研究;本章以Wittig反应、Suzuki反应、Click反应为关键步骤,设计合成了以二苯甲烷、二苯甲酮、9,9’-二已基芴、芴酮、9-(二氰基亚甲基)芴、2-(二苯基亚甲基)丙二腈、二苯砜为中心核的Polycatencar形化合物,并对它们进行了液晶性质、紫外荧光等的表征和DFT的计算。结果表明,它们的液晶相均为少见的柱相或三维立方相,其中核分支的化合物BPF12/10、BPF12/14、BP012/12的液晶相为胶束立方相(CubI),这在以前报道的Polycatenar化合物中是少见的。9-(二氰基亚甲基)芴单元比芴酮单元的共轭性和光学性质更好,ELUMO和Eg更低。此外,含三唑杂环的化合物FA12/12、BPO6/12、BPO12/12、BPS6/12对Cu2+、Fe3+、Hg2+等重金属离子具有选择性响应识别能力;化合物BPF12/14、BPO6/12、BPO12/12在某些有机溶剂中还能形成有机凝胶。这一研究结果为以后这类化合物的研究提供了宝贵经验。第三章为实验部分;详细介绍了相关化合物的合成以及每个化合物相应的谱图数据。