萘基功能化N-水杨醛亚胺衍生物的绿色合成、晶体结构与光物理特性研究

本研究通过乙醇介导的溶剂热研磨法及无溶剂研磨法，成功合成萘基修饰的N-水杨醛亚胺衍生物（1），利用X射线衍射、Hirshfeld表面分析和DFT计算揭示其晶体堆积模式与电子结构特征，并通过UV-vis/荧光光谱阐明ESIPT（激发态分子内质子转移）特性，为OLED材料开发提供新型候选化合物。

　　

在功能材料与药物化学领域，Schiff碱因其可调控的光电特性与金属配位能力备受关注。这类化合物独特的O-H???N氢键网络不仅赋予其激发态分子内质子转移（ESIPT）特性，还能通过结构修饰实现发光颜色的精准调控，在有机发光二极管（OLED）和分子传感器设计中具有广阔前景。然而，萘环修饰的N-水杨醛亚胺衍生物的合成方法学、晶体工程及光物理行为仍缺乏系统研究。

针对这一科学问题，秋明大学的研究团队设计合成了新型化合物N-萘基-3-乙氧基水杨醛亚胺（1），通过多尺度表征技术揭示了其结构-性能关系。该成果发表于《Journal of Molecular Structure》，为开发环境友好型光电材料提供了新思路。

关键技术方法
研究采用乙醇溶剂热与无溶剂机械研磨两种绿色合成路线制备目标分子。通过单晶X射线衍射解析空间群为P2₁
/c的晶体结构，结合Hirshfeld表面分析量化分子间作用力。采用固态漫反射光谱与溶液态UV-vis/荧光光谱（CH₂
Cl_{2>和MeOH体系）表征光学性质，并利用密度泛函理论（DFT）计算验证实验数据。核磁共振（¹
H NMR）与红外光谱（FTIR）用于结构确证。}

研究结果

晶体结构特征
单晶分析显示化合物1的不对称单元包含两个独立分子，分子间通过C-H???π和π-π堆积形成三维超分子网络。Hirshfeld表面分析指出H???H（62.1%）和C???H（22.3%）接触是晶体堆积的主要驱动力，这种独特的空间排列为后续光电性能调控提供了结构基础。

光谱学行为
溶液态UV-vis光谱在320 nm和380 nm处出现特征吸收峰，分别对应π-π^*
跃迁和分子内电荷转移（ICT）。固态漫反射光谱显示更宽的吸收带，表明晶格效应显著影响电子结构。荧光光谱在450 nm（烯醇式）和550 nm（酮式）呈现双发射峰，证实ESIPT过程的存在，其相对强度受溶剂极性调控。

理论计算验证
DFT计算显示HOMO主要定位于萘环，而LUMO分布于亚胺键和苯环，这种轨道分离特性解释了ICT现象。分子静电势图显示O-H???N氢键区域存在显著负电势，与实验观测的质子转移势垒高度吻合。

结论与意义
该研究通过绿色合成策略获得结构明确的萘基Schiff碱晶体，首次阐明其ESIPT特性与晶体堆积模式的构效关系。理论计算与实验数据的相互印证为分子设计提供了可靠模型，特别是无溶剂研磨法的成功应用体现了绿色化学理念。该化合物双发射特性在OLED色纯调控方面具有潜在价值，而其可修饰的配位位点（亚胺氮与酚氧）为开发多功能金属配合物奠定了基础。研究团队进一步指出，通过引入不同给电子/吸电子基团可系统调控ICT强度，这将成为后续研究的重点方向。