阴离子调控卤鎓盐区域选择性的动力学与机制研究：从σ-空穴配位到芳基转移的突破

本研究针对溴鎓/氯鎓盐反应性研究不足的现状，通过动力学实验与DFT计算揭示了外源阴离子（F-/Cl-）对环状卤鎓盐σ-空穴配位与芳基转移的调控机制。研究发现氟离子可彻底逆转氯鎓盐芳基化的区域选择性，通过形成芳炔中间体实现间位优势取代，为卤鎓盐的区域可控功能化提供了新策略。

　　

在有机合成化学领域，卤鎓盐（halonium salts）作为高效的芳基化试剂，其碘鎓盐（iodonium）的反应性已被广泛研究，但溴鎓（bromonium）和氯鎓（chloronium）盐的反应机制仍存在大量未知。这类试剂的区域选择性控制一直是合成化学家面临的挑战，特别是在涉及σ-空穴（σ-hole）配位与芳基转移（aryl transfer）的复杂反应体系中。

Yana V. Safinskaya等研究者注意到，外部阴离子的介入可能成为调控卤鎓盐反应性的关键因素。通过系统研究环状氯鎓/溴鎓盐的转化过程，团队首次揭示了阴离子类型对反应路径的深刻影响。发表在《The Journal of Organic Chemistry》的这项研究，不仅阐明了阴离子与卤素正中心的配位机制，更发现了氟离子诱导选择性别反转的突破性现象。

研究采用动力学实验追踪不同阴离子存在下的反应速率变化，结合密度泛函理论（DFT）计算分析过渡态能量。实验样本采用合成的环状卤鎓盐，通过核磁共振等技术监测反应进程。关键发现包括：氯离子和氟离子均可活化卤鎓盐，但氟离子通过稳定高能中间体，将氯鎓盐的芳基化选择性从常规的邻/对位导向彻底转变为间位优势。

【阴离子活化效应】

动力学数据表明，添加F^-或Cl^-使氯鎓盐反应速率提升2-3个数量级。同位素标记实验证实阴离子直接参与配位，形成[X···Cl···Y]^-型三元过渡态（X=卤素，Y=阴离子）。

【选择性别转机制】

DFT计算显示氟离子通过降低芳炔（aryne）中间体形成能垒（ΔG^?降低8.3 kcal/mol），促使反应路径从直接亲核取代（S_N2）转为分步机制。这种罕见的阴离子导向区域选择性别转，为C-H功能化提供了新思路。

【底物适用范围】

研究测试了含不同电子效应取代基的芳环，发现氟离子诱导的间位选择性具有普适性，尤其对富电子芳环效果显著（产率>85%，m:o:p=15:1:1）。

结论部分强调，该研究建立了阴离子-卤鎓盐相互作用的定量模型，首次实现通过简单阴离子添加剂精确调控芳基化位置。提出的"σ-空穴-芳炔"协同机制，突破了传统卤鎓盐化学的认知边界。这项发现不仅深化了对卤素正中心反应性的理解，更为复杂分子骨架的定向构建提供了模块化解决方案。作者特别指出，该策略可拓展至药物分子后期修饰等领域，具有重要的合成应用价值。