二氧杂环烷是一种小环分子，最初来源于糖溶液，可作为药物载体的成分。1,3-二氧杂环烷是含有两个氧原子（由一个碳原子连接）的五元环状缩醛结构，在有机化学中是构建更复杂杂环的关键构建块。取代的1,3-二氧杂环烷衍生物通过与P-糖蛋白相互作用能够增强肿瘤细胞的多重耐药性，从而提高化疗效果[1]。含1,3-二氧杂环烷的化合物已被报道为α-1肾上腺素受体拮抗剂（α-阻滞剂），在心血管药理学和平滑肌调节中具有应用价值[2]。此外，核苷类似物中的1,3-二氧杂环烷环具有抗病毒或抗癌特性[3,4]。溴苯基-1,3-二氧杂环烷的芳香环在第二位与溴原子相连，这种取代增强了亲电性，便于通过交叉反应进一步修饰[5]，同时也是合成多种药物的关键前体[6]。这些溴取代的1,3-二氧杂环烷通常由质子酸催化反应，纯化则通过色谱法完成。某些卤素（如溴）取代的1,3-二氧杂环烷衍生物对革兰氏阳性和阴性菌株具有抗菌活性，对白色念珠菌具有抗真菌活性[7]。1,3-二氧杂环烷衍生物广泛用作商业、制药和聚合物工业中天然产物合成的保护基团和中间体[8,9]。溴取代的1,3-二氧杂环烷还可用作锂离子电池的高效电解质添加剂[10,11]，其与镧系（III）和钆（III）离子形成的金属配合物在MRI技术中非常有用[12,13]。溴苯基-1,3-二氧杂环烷作为合成有机化学和药物化学之间的桥梁，既可作为合成中间体，也可作为保护基团，通过偶联反应构建复杂分子，并通过调节生物活性发挥重要作用，尤其是作为潜在的多重耐药性调节剂、受体配体和抗菌先导化合物[1]。Vlasta等人[14]使用温度依赖的拉曼光谱研究了1,3-二氧杂环烷的构象，并通过ab initio分子动力学模拟计算了振动频率。Duha和Yasser通过FTIR和NMR研究了新型1,3-二氧杂环烷-香豆素杂化物的合成和结构构象，并对其生物活性进行了in vitro-in silico分析[15]。M. N. Ovsyannikova等人[16]研究了某些取代1,3-二氧杂环烷对革兰氏阳性和阴性细菌的抗菌活性。Prabaharan和Xavier利用实验（FTIR和FT-Raman）光谱及DFT方法研究了2-甲氧基-1,3-二氧杂环烷的结构、振动和电子性质[17]。Hatice等人[18]合成了八种手性和外消旋的1,3-二氧杂环烷，并研究了它们对三种革兰氏阳性和四种革兰氏阴性细菌的in vitro抗菌活性，以及对白色念珠菌的抗真菌活性[18]。Ran Chen等人[19]设计并合成了一系列以1,3-二氧杂环烷为末端基团的液晶，并通过DFT计算评估了它们的介电和光学各向异性及偶极矩和分子极化率[19]。Popova[20]合成了几种二氯和二氟取代的2-五氟苯基-2-三氟甲基-1,3-二氧杂环烷，并通过GLC分析、FTIR、NMR和质谱对其结构进行了表征；同时通过亲电性评估了其化学稳定性[20]。Nenhard和Sven[21]采用不对称合成方法制备了2-(2-溴苯基)-1,3-二氧杂环烷，并通过闪蒸色谱和HPLC对其反应进行了表征[21]。Arjunan等人[22]利用FTIR和FT-Raman光谱以及ab initio HF和DFT计算研究了4-甲基-1,3-二氧杂环烷-2-酮和4,5-二氯-1,3-二氧杂环烷-2-酮的结构[22]。Liu等人[23]制备了(4S,5S)-2-(2-溴苯基)-1,3-二氧杂环烷-4,5-二羧酰胺，并报告了其结构参数和晶体数据[23]。
回顾现有文献可知，取代的1,3-二氧杂环烷是一类多功能杂环化合物，结合了刚性的含氧环状结构和功能性的芳香体系。它们展现出多种生物活性，使其成为药物化学中的有前景的候选化合物。苯环上的卤素取代基（如溴）进一步影响了亲电性、电子分布和结合亲和力，这些因素对生物相互作用至关重要。
早期关于取代1,3-二氧杂环烷的研究主要集中在合成方法和生物活性上。然而，在全面的结构和光谱表征方面存在明显不足，特别是对分子几何结构、振动模式和电子结构的深入理解尚不够，而这些对于将结构特征与分子稳定性和化学反应性联系起来至关重要。
总之，尽管已经记录了取代1,3-二氧杂环烷的合成和生物活性，但仍迫切需要结合FT-IR和Raman数据的全面结构表征，以及利用HOMO–LUMO、MESP、NBO等手段评估非线性光学性质和电子结构，以预测反应性和分子相互作用。因此，选择了2-(2-溴苯基)-1,3-二氧杂环烷（2BPD）、2-(3-溴苯基)-1,3-二氧杂环烷（3BPD）和2-(4-溴苯基)-1,3-二氧杂环烷（4BPD）作为研究对象，通过实验和计算方法深入探讨其多维性质，这对于基础研究和材料科学及药物发现的实际应用都具有重要意义。
