近年来基于液晶材料的微波通信器件研究发展迅速, 液晶材料的介电损耗成为制约微波器件发展的瓶颈, 然而目前对微波用液晶材料性能报道较少。本文以低熔点高双折射侧位含氟苯乙炔类液晶作为研究对象, 将其按一定比例掺杂到母体液晶MA中, 采用矩形谐振腔微扰法测试所选液晶化合物在微波频段(10 ~30 GHz)下的介电性能, 探讨分子结构对微波频段液晶介电性能的影响作用。实验结果表明: 在高频时的液晶介电各向异性与分子极性和双折射率相关, 侧位含氟苯乙炔类和端基异硫氰基苯乙炔类液晶化合物均具有较大的介电各向异性(Δεr > 0.85); 对于具有较高双折射率的对称含氟三苯二炔类和三苯乙炔异硫氰基类液晶化合物表现出较低的介电损耗(tanδεr⊥< 8.0×10-3, 18 GHz), 而异硫氰基的含氟二苯乙炔类和不对称含氟三苯二炔类液晶化合物则表现出较高的介电损耗(tanδεr⊥> 8.0×10-3, 18 GHz)。

为了获得低熔点、折射率各向异性（Δn）大的快速响应向列相液晶材料,高Δn值的液晶混合体系中需要加入熔点在50 ℃以下、Δn大于0.35的双环类液晶组分, 以使快速响应向列相液晶材料满足室温工作的要求。本文合成了异硫氰基含氟二苯乙炔类液晶化合物; 一方面由于在分子苯环侧位引入F原子, 减小分子间作用力, 使化合物的熔点下降; 另一方面在两个苯环间引入三键、分子末端接入异硫氰基极性基团, 增加了分子的共轭性, 提高了目标化合物的Δn值。获得了熔点分别为31 ℃和50 ℃、Δn为0.39和0.40, 这两种低熔点化合物与目前已具有的毫秒级快速响应向列相液晶化合物混合, 可使其熔点低至10℃以下。

本文合成了4个异硫氰基联苯乙炔类液晶化合物。通过1HNMR、13CNMR、19FNMR、IR和MS谱图鉴定结构正确。用差示扫描热议(DSC)和偏光显微镜(POM)对化合物的相变温度进行了测试，发现所合成目标化合物均呈现向列相，其相变态温度范围在105~137 ℃，其双折射率高于0.47，可作为液晶光栅高双折射率液晶材料的有效组分。

异硫氰基-孔雀石绿(malachite green isothiocyanate, MGITC)是应用于细胞探测, 生物组织成分分析和细胞成像等方面的拉曼探针分子。 本文首先给出了MGITC分子的结构图, 并用密度泛函(DFT)算法对其进行了空间结构优化; 然后分别用Hartree-Fock(HF)和MP2两种算法基于STO-3G基组计算了它的拉曼光谱与红外光谱, 给出光谱强度图; 并对比了两种算法的拉曼光谱图和其实验光谱图, 结果显示了很好的一致性; 本文还给了MGITC分子中的各个原子键长, 键角等空间结构参数; 并对MGITC分子在550～4 200 cm-1区间的振动谱做了指认。 这些工作将促进MGITC作为探针分子在生物学领域的应用。