非共价相互作用在分子自组装、有机催化、药物设计等领域起着重要的作用。在许多有机反应中,非共价相互作用可以通过活化功能团或者稳定构型的方式来促进反应的发生,尤其是在不对称有机催化反应中,非共价相互作用往往可以起到决定性的作用。相对于金属参与的催化反应,基于非共价相互作用的有机催化具有便宜、稳定、环境友好等优点。化学工作者报道了诸多利用非共价相互作用催化有机反应的工作。在这些工作中,基于氢键的有机催化得到了最多的关注。近些年来,除了氢键之外,卤键、硫键、阳离子-π也被引入到有机催化中,并已经展现了其广泛的应用潜力。在上述应用中,非共价相互作用活化化学键的研究得到了越来越多的关注。Ritter反应中,碳正离子中间体的形成是反应的决速步。在Huber等人工作中,他们采用一系列碘代和非碘代咪唑鎓离子作为活化剂应用于二苯基溴甲烷的C-Br键的活化。双碘代咪唑鎓离子可以和底物分子形成双齿C-l…Br卤键,而非碘代咪唑鎓离子则可以形成双齿C-HBr氢键。实验发现双碘代咪唑鎓离子带来了 80%以上的转化率,而非碘代咪唑鎓离子几乎无催化/活化效果。进一步的文献调研和计算发现,仅仅依靠氢键和卤键的相互作用的强弱不足以解释以上各种活化剂活化结果的差异。考虑到二苯基溴甲烷与活化剂分子中存在的功能团,体系中不仅仅存在氢键与卤键,也包括其它非共价相互作用,包括π…π作用,C-H…π作用和lone-pair…π作用等。随着C-Br键的异裂,中心C原子杂化方式改变,电荷发生重排。探讨在此过程中各种非共价相互作用的本质和变化规律对理解非共价相互作用如何活化化学键具有重要的学术意义。基于以上目的,我们选取了六种化合物,包括间位/对位的双碘代咪唑鎓离子活化剂,间位/对位单碘代咪唑鎓离子活化剂,以及间位/对位非碘代咪唑鎓离子活化剂。采用分子中原子（AIM）,分子表面静电势（MESP）等定性方法,以及定量方法能量分解分析方法（GKS-EDA）。通过AIM方法确定了弱相互作用的种类,利用模型分子模拟活化体系中的相互作用,通过GKS-EDA方法定量讨论确定各类相互作用的本质。计算结果发现:1.双碘代咪唑鎓离子可以顺利活化C-Br键形成离子对复合物,其反应能垒小于8 kcal/mol。研究表明,非共价相互作用可以顺利稳定离子对复合物,其中卤键和lone pair…π起了主要的作用。GKS-EDA结果表明卤键的本质由静电主导,而lone pair…π的本质在活化过程中发生了变化,由电子相关主导变为溶剂效应主导。2.单碘代咪唑鎓离子也可以活化C-Br键。活化剂和底物分子之间只有单齿卤键而没有氢键。单齿卤键和lone pair…π的本质和变化规律和双齿卤键体系是类似的,单齿卤键对于稳定离子对复合物起到了重要作用。但由于较弱的卤键和lone pair…π作用,其能垒较双齿卤键体系略有升高,这和实验上较低的产率是一致的。3.非碘代咪唑鎓离子无法活化C-Br键。这是由于在反应物时,体系的相互作用是由π+-π主导的。由于缺少lone pair…π作用,随着C-Br解离,电荷重新分配导致活化剂与底物之间静电斥力逐渐增大,仅依靠氢键作用的增强仍会导致无法形成稳定的中间体。这是氢键活化剂无法活化二苯基溴甲烷的C-Br键的重要原因。在碘代咪唑鎓离子存在时,lone pair…π补偿了电荷重新分配导致的同种电荷相斥作用,使得二苯甲基与活化剂存在弱的相互作用。而且,这种弱的相互作用不仅保证了产物离子对复合物的稳定性,还使得二苯甲基易与活化剂Br-分离。上述活化体系不同表现的关键的原因就在于lone pair…π作用。