萘并双水杨醛双头希夫碱的合成、结构解析与理论计算研究

研究人员针对萘并双水杨醛衍生的双头希夫碱（Schiff bases）结构特征不明确的问题，通过X射线衍射和Hirshfeld表面分析等技术，首次系统研究了该类化合物的分子内O-H···N/N-H···O氢键主导的平面构型及分子间C-H···O/N堆积模式，为开发新型光致变色材料和抗菌配体提供了结构基础。

　　

在功能材料与药物研发领域，水杨醛希夫碱（Schiff bases）因其独特的分子内质子转移（ESIPT）特性备受关注。这类化合物不仅能形成稳定的金属配合物用于催化反应，其光致变色和抗菌特性更展现出广阔的应用前景。然而令人惊讶的是，尽管单头萘醛希夫碱已被广泛研究，具有更高结构复杂度的双头萘并双水杨醛希夫碱却长期未被系统探索——这类分子可通过双重分子内氢键形成扩展π共轭体系，理论上能产生更优异的光电性能。

为填补这一研究空白，研究人员在《Journal of Molecular Structure》发表了突破性成果。通过精巧的合成设计，团队成功制备了以2,6-二羟基萘二甲醛为骨架的双头希夫碱系列化合物。采用X射线单晶衍射技术解析发现，所有化合物均存在关键的O-H···N/N-H···O型分子内氢键（键长<2?），这些强相互作用不仅固定了分子平面构型，还诱导形成伪六元环结构。Hirshfeld表面分析进一步揭示，晶体中分子通过C-H···O/N等弱相互作用形成层状或柱状超分子排列，其中H···H（占比45-60%）和C···H（25-35%）接触是堆积主要驱动力。

研究采用的关键技术包括：溶剂热法合成目标化合物（使用邻二氯苯作为反应介质），单晶X射线衍射（SC-XRD）解析绝对构型，以及基于CrystalExplorer软件的Hirshfeld表面分析。特别值得注意的是，通过对比不同胺类衍生物（如化合物2-5）的晶体结构，证实芳胺取代基的空间位阻会显著影响分子堆积模式。

在"Results and Discussion"部分，研究揭示了三个重要发现：（1）双头希夫碱的平面性源于分子内氢键网络，这通过NMR中显著低场位移的亚胺质子（δ>14 ppm）得到佐证；（2）晶体工程研究表明，引入位阻基团（如化合物4的二均三甲苯胺）可调控分子间作用力类型；（3）理论计算证实O-H···N键能（~25 kcal/mol）远强于常规C-H···O作用（<5 kcal/mol），这是维持分子刚性的关键。

"Conclusions"部分强调，该研究首次建立了萘并双水杨醛双头希夫碱的结构-性能关系模型。这类化合物的可调控晶体堆积特性，使其在开发刺激响应材料方面具有独特优势——分子内氢键确保光/热致变色过程中的结构稳定性，而可设计的分子间作用力则为构建特定功能的超分子组装体提供了可能。该成果不仅丰富了配位化学的结构基础，更为设计新型抗菌剂（通过金属配位）和光学存储器材料（利用质子转移特性）开辟了新途径。