单氟苯胺异构体中氟原子位置对氢键（HB）网络调控作用的光谱学与分子动力学研究及其在药物设计中的应用

　　本综述结合振动光谱（IR和Raman）与从头算分子动力学（AIMD）方法，系统解析了单氟苯胺异构体中氟原子取代位置对氢键（HB）给体/受体强度的调控机制。研究发现间位氟通过强吸电子效应显著削弱O–D···N相互作用（Δν = +22?cm?1），而邻位氟则通过分子内N–H···F接触抑制分子间氢键形成。该工作为药物靶点识别、力场参数化和超分子工程提供了溶剂分辨的氢键量化新范式。

　　

Reagents 试剂部分

实验采用纯度约98%的苯胺及其2-、3-、4-位氟代衍生物（购自Combi-Blocks公司），以1:1摩尔比与溶剂混合确保体系可比性。红外光谱（IR）使用傅里叶变换红外光谱仪（Nicolet? iS?5 Thermo Scientific）搭配硒化锌（ZnSe）棱镜通过衰减全反射（ATR）模式采集。

Results and discussion 结果与讨论

通过选用具有明确氢键（HB）给体（CH₃OH）和受体（DMSO）特性的溶剂，本研究实现了对氟取代效应的可控评估。该策略有效分离了溶剂贡献，精准量化了氟原子如何调控单氟苯胺衍生物中NH₂基团的给体与受体能力，解决了双取代体系中的交互作用干扰问题。

Conclusions 结论

本研究通过红外（IR）与拉曼（Raman）光谱结合分子建模，定量揭示了氟原子在单氟苯胺衍生物中位置依赖性的氢键（HB）调控机制。在CH₃OH溶液中，氟取代显著调节受体强度：间位氟因强吸电子诱导效应削弱相互作用，邻位氟虽增强受体能力（ν_OD位移-1?cm^?1）但其分子内N–H···F接触抑制了分子间N–H···O键形成，而对位氟几乎无影响。该工作流程提供的溶剂分辨氢键参数可直接应用于药效团评分、新一代力场参数化，以及需要精确给体/受体描述符的建模框架——涵盖药物-靶标对接、电解质设计、聚合物工程、超分子主-客体化学及催化反应模拟等领域。

Funding sources 资金来源

不适用。

Declaration of competing interest 利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本研究的已知竞争性经济利益或个人关系。

Acknowledgements 致谢

本研究部分由波兰科学院玛伊药理学研究所的法定基金资助，实验设备由波兰科学与高等教育部资助（项目号35/598515/SPUB/SP/2024）。WP感谢InterDokMed项目（编号POWR.03.02.00?00?I013/16）的支持，该项目由2014–2020年知识教育发展行动计划（Operational Program Knowledge Education Development）资助。