不饱和化合物的亲电卤代反应是合成卤代分子的基础转化之一。卤代分子广泛应用于农用化学品、药物、光电材料以及肽链修饰等领域，其中芳香环的卤代产物——卤代芳烃（haloarenes）更是现代药物发现中的关键结构单元。卤素的引入不仅能够提升药物的药效和代谢稳定性，还能改善分子的理化性质，因此卤代化合物在FDA批准药物、临床候选分子以及畅销药物中均占据重要地位。
在实际应用中，分子卤素（如Br2）因廉价易得而常被使用，但其高挥发性、强腐蚀性、选择性差及潜在的安全风险限制了应用。相较之下，稳定的N-卤代酰胺（如NBS）被视为替代试剂，但其反应活性偏低，通常需要额外活化剂。近年来，研究者发现软性硒基路易斯碱（如硒脲）能够高效活化N-卤代酰胺。按照传统机理，氮原子的电子给体效应增强了硒的路易斯碱性，从而通过n→σ*相互作用促进NBS中酰胺阴离子的解离，生成高活性的硒–卤正离子加合物，进而实现温和条件下的卤代转化。
近期，香港中文大学与暨南大学的联合研究团队近期在该领域取得了突破性进展。通过系统的实验研究，他们发现该过程可能并非仅依赖于经典的路易斯碱催化路径，而是通过硒催化剂的氧化生成高价硒中间体实现的。进一步的机理探究表明，反应的关键在于N-卤代酰胺与底物之间的C─H•••O非传统氢键（NCHB）相互作用，而非典型认为的n→σ*相互作用。
这一全新机理的提出，不仅修正了此前的普遍认知，也为复杂药物分子的后期高效卤代修饰（late-stage halogenation）提供了新的策略。该研究揭示了硒基催化卤代反应更为合理的作用模式，并显著拓展了其在药物化学与合成方法学中的应用前景。该研究成果近日发表在Angewandte Chemie International Edition 上。
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Unveiling an Alternative Mechanism for Lewis Basic Selenium as a C─H Hydrogen Bond Catalyst and Its Application in the Halogenation of Arenes
Jingxian Huang, Qingyu Zhang, Haihui Wang, Junjie Yang, Ying-Lung Steve Tse, Xiaojian Jiang, Ying-Yeung Yeung
Angew. Chem. Int. Ed., 2025, DOI: 10.1002/anie.202511770
团队介绍
杨英洋，2005年获香港中文大学博士学位，曾在哈佛大学开展博士后研究。2008年起任新加坡国立大学助理教授，2014年晋升副教授；2015年回到香港中文大学，现为化学系教授。研究方向涵盖不对称催化方法学和活性天然产物的全合成。已主持多项重大科研项目，包括国家杰出青年科学基金和裘槎高级科学研究基金，并在Nat. Catal., Chem., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed. 等国际顶尖期刊发表论文百余篇。荣获包括2024年国家杰出青年科学基金、Croucher Senior Research Fellowship（2022）、Outstanding Fellow（2021）、Daicel-SNIC Prize（2019）、MIT TR35（2010） 等在内的多项荣誉。
https://www.x-mol.com/university/faculty/347318
谢应龙，香港中文大学化学系副教授。2011年获斯坦福大学理论化学博士学位，先后在芝加哥大学、科罗拉多矿业学院和美国国家可再生能源实验室联合博士后研究，随后在芝加哥大学继续开展博士后工作。2015年加入香港中文大学，研究方向为利用理论与计算化学探索界面体系和不对称有机反应机理，相关成果发表在Nat. Catal., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem., ACS Catal. 等期刊。
江晓间，暨南大学药学院副研究员。2013年获新加坡国立大学博士学位，随后在以色列理工学院开展博士后研究，2015年起加入暨南大学。研究聚焦于发展不对称催化策略合成手性杂环化合物，并探索其在抗肿瘤和抗菌活性研究中的应用。已在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem., Org. Lett. 等期刊发表论文30余篇（多篇为通讯作者），拥有5项授权发明专利。
https://www.x-mol.com/university/faculty/27128
