光敏型胆甾相液晶可以通过光照调控其反射波长,从而改变器件的反射颜色,这种非接触方式的调控方式使其在滤波器、信息存储与显示等方面具有广泛的用途。目前,对于光敏型胆甾相液晶的研究集中于合成具有较大螺旋扭曲力值(β)和及其变化量(?β)的光敏手性分子,扩大波长调节范围及拓宽应用范围等方面,而关于光敏手性分子在胆甾相液晶中的β及?β值与分子结构间的关系尚不明确,且对于光敏手性分子在异构化过程的动力学研究甚少。近年来,科学家研究发现具有环状分子骨架的偶氮苯手性分子,由于环张力和分子刚性对其构象的限制,使其具有较大的异构化程度。本文设计并合成了一系列具有不同尺寸大小的联萘偶氮苯环状分子,分别探究了它们在溶剂和液晶中的光异构化动力学过程,且通过实验和理论计算探究了β及?β值与分子结构间的关系以及分子结构与向列相液晶分子间的相容性。此外,为进一步提高手性剂分子与液晶主体间的相容性,对已合成的分子结构进行优化设计,并合成一种具有较高β值且与液晶主体具有良好相容性的手性分子。具体研究内容如下:1)本文设计并合成了三种具有不同烷氧链长度的联萘偶氮苯环状分子R1-R3。通过核磁氢谱、碳谱与红外光谱对分子结构进行表征,通过密度泛函数理论函数对分子的最优构型和二面角(θ)大小进行理论计算,利用紫外吸收光谱和圆二色谱探究手性分子的手性光学性质。结果表明环状分子结构中柔性链的长度对分子构象和光异构化行为具有显著影响。2)将手性剂R1-R3应用于胆甾相液晶制备成光敏胆甾相液晶器件,通过偏光显微镜结合卡诺楔形盒法探究三种手性剂分子在胆甾相液晶中β及?β值,分别研究手性剂分子在胆甾相液晶中于不同光照条件下的光异构化动力学过程,并通过估算Teas溶解度参数探究手性剂与向列相液晶间的相容性。实验结果发现,β值大小与分子结构中的θ值大小有关,?β值的大小与手性剂分子的光异构化程度有关,同时手性剂分子与液晶主体分子间的相容性也会对β和?β值的大小产生影响,随着分子结构中烷氧链长度增加,手性剂R1-R3与液晶主体间的相容性也逐渐提高。此外,随着R1-R3分子结构中烷氧链长度增加,在反式-顺式的光异构化过程中的异构化速率逐渐增加,而在顺式-反式的光异构化过程中的异构化速率逐渐减小,这与各向同性溶剂的光异构化速率变化一致。3)制备含有手性剂R2的胆甾相液晶变色器件,探究了其在不同光照时间下透过率与反射波长的关系,最终通过光照可实现对胆甾相液晶的螺距和选择性反射波长/颜色的精确调控。4)为进一步提高手性分子与向列相液晶主体间的相容性,以R2分子结构为基础,通过在联萘基团的6,6’位点处引入与液晶主体相似的基团,设计并制备了一种新型联萘偶氮苯环状分子R5。通过核磁氢谱和碳谱进行结构表征,通过密度泛函数理论对分子进行理论计算,利用紫外吸收光谱、圆二色谱研究手性分子的手性光学性质,利用偏光显微镜结合卡诺楔形盒法研究其在胆甾相液晶中的光异构化过程,利用Teas溶解度参数法探究R5与液晶主体间的相容性。与R2分子相比,R5分子具有较高的β值且与液晶主体间具有较好的相容性。