早在一個世紀前，人們就開始利用有機合成方法制備具有特殊電學性質和自組裝性質的多環芳烴分子（ PAHs）。在此基礎上，制備了大量具有特殊結構的石墨烯前驅體，核心分子是含有42個碳原子的六苯并蔻（ HBC）。首先利用Diels-Alder反應制備出合適的枝化低聚苯撐，然后氧化脫氫環化形成平面石墨烯碎片。通過這個方法制備的石墨烯分子核心含有90至222個碳原子，目前合成的最大石墨烯如圖所示。
目前合成的最大石墨烯分子的結構
苝酰亞胺（ PBIs）作為一類有機功能性染料，具有穩定的化學、熱學和光學性質，因此，近年來基于PBIs的分子體系被廣泛研究。 以PBIs為基本單元實現了酰亞胺基團功能化的石墨烯納米帶的化學合成。他們通過偶聯反應合成出了苝酰亞胺的三聚物（核心含有19個六元碳環，六個酰亞胺基則分布在邊緣），并沿其灣（ bay）位構筑了石墨烯納米帶。通過高效液相（ HPLC）成功分離出兩種三聚PBIs的結構異構體，這是由于存在兩種可能的連接位置。兩種異構體表現出了寬且紅移的吸收光譜。隨著低聚物PBIs的PBI單元個數的增加（從PBI到兩聚PBIs到三聚PBIs），π體系逐漸膨脹，進而影響到其一系列的光電學性質，這意味著功能化石墨烯納米帶在有機電子學中有潛在的應用價值。
相對于其它方法，通過自下而上的有機合成法可以制備具有確定結構且無缺陷的石墨烯納米帶，并可以進一步對石墨烯納米帶進行功能化修飾。但有機合成方法制備的石墨烯分子具有大小不同的尺寸，且隨著分子尺寸的增加，合成過程中面臨的最大問題是溶解性的降低和副反應的發生， 因此極大的制約了該方法的推廣和發展。
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