新型氟代硝基苯衍生物的合成、晶体结构与DFT计算研究：振动动力学与Hirshfeld表面分析

《Journal of Molecular Structure》：Synthesis, structural characterization and computational DFT studies, vibrational dynamics and Hirshfeld surface analysis of tert-butyl (4-fluoro-2-nitrophenyl) carbamate and di- tert-butyl (4-fluoro-2-nitrophenyl) iminodicarbonate

本文系统报道了氟代硝基苯胺衍生物tert-butyl (4-fluoro-2-nitrophenyl) carbamate与di-tert-butyl (4-fluoro-2-nitrophenyl) iminodicarbonate的合成策略，通过单晶X射线衍射、核磁共振（NMR）、质谱（MS）及傅里叶变换红外光谱（FT-IR）完成结构表征，并结合密度泛函理论（DFT）计算深入揭示其电子特性（前沿分子轨道FMOs、分子静电势MEPs）与 Hirshfeld 表面相互作用，为芳香胺类功能分子设计提供重要理论依据。

　　

亮点

本研究以4-氟-2-硝基苯胺为原料，通过一步法合成双叔丁基（4-氟-2-硝基苯基）亚氨基二碳酸酯（化合物1），并进一步脱保护得到单叔丁基（4-氟-2-硝基苯基）氨基甲酸酯（化合物2）。采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振（¹H/¹³C NMR）及高分辨质谱（HRMS）进行结构验证，并通过单晶X射线衍射精确解析分子空间构型。

晶体学分析

X射线衍射结果表明：化合物1属于正交晶系，空间群为Pbca，晶胞参数为 α = 90°, β = 90°, γ = 90°, a = 14.329(13) ?；化合物2的晶体学数据进一步证实其分子堆积模式与氢键网络特征。

结论

本研究成功合成两种具有潜在生物活性的氟代硝基苯衍生物，结合实验表征与密度泛函理论（DFT/B3LYP/6-311+G(2d,p)）计算，证实其几何参数、振动频率及电子性质（如分子静电势MEP与前沿轨道FMO）的高度一致性。Hirshfeld表面分析揭示了分子间相互作用模式，为后续功能化修饰与药物开发提供理论基础。