近年来，离子液体(ILs)因其具有高稳定性、可调性等独特的性能，而广泛应用于化学、化学工程、材料及环境科学等多个领域。例如：可作为电解质、催化剂、无机或者有机反应的溶剂，ILs被人们视为分子溶剂的良好替代品。但是ILs的微观环境与分子溶剂的微观环境有很大的不同，所以它们对反应结果的影响也不同。因此，在使用ILs作为替代溶剂之前，需要把ILs对化学反应的影响进行深入研究，才能实现ILs对化学反应的控制。

图1. 1-氟-2,4-二硝基苯与乙醇的亲核芳香取代反应

（图片来源：Org. Biomol. Chem.）

亲核芳香取代反应(SNAr)是一类在合成化学中常见的化学反应类型，从药物研究到材料化学领域都有广泛的应用，因此该反应得到大量研究。在之前的研究中，已有研究人员通过1-氟-2,4-二硝基苯与乙醇的亲核芳香取代反应（如图1），探究了使用不同阳离子的ILs（如图2）作为溶剂对其的影响，发现ILs可以与反应物1、反应物过渡态相互作用，从而使反应速率提高，但这也只考虑了阳离子的影响。

图2. 具有不同阳离子的ILs

（图片来源：Org. Biomol. Chem.）

近日，Jason B. Harper课题组使用不同摩尔分数、不同阴离子的ILs来探究其溶剂效应对亲核芳香取代反应的影响。对于图1中的反应，通过控制ILs的比例以测定其对反应速率的影响（如图3）。结果表明随着ILs的比例改变，反应速率也发生相同趋势的改变，ILs比例越大，速率常数也越大。此外，还发现速率常数增加的趋势与ILs阴离子的配位强度增加趋势相一致，说明了ILs的阴离子与反应物具有较好的相互作用是速率增加的原因。

图3. ILs摩尔分数与反应速率的关系图

（图片来源：Org. Biomol. Chem.）

随后通过测定在使用特定比例的各种ILs时反应的Kamlet–Taft β 和 βN 参数，可以进一步确定速率常数增强的微观原因（如图4）。研究表明，随着ILs的阴离子氢键接受能力提高，反应速率加快，表明速率常数与ILs阴离子氢键接受能力有关。

图4. β参数与速率常数的关系

（图片来源：Org. Biomol. Chem.）

总的说来，Jason B. Harper等人通过探究具有不同阴离子的ILs与反应速率的关系，发现反应速率随着ILs浓度的增加而增加，同时也随着阴离子氢键接受能力的增加而增加。从根源上说，这是ILs阴离子与起始物质、过渡态之间相互作用后平衡的结果，表明了ILs中阴离子是ILs溶剂效应的关键。本文通过ILs阳离子和阴离子的变化，确定了ILs的溶剂效应对亲核取代反应的影响，这为ILs作为亲核芳香取代反应的溶剂提供了理论基础。通过该研究可以选择或设计合适的ILs溶剂，以充分利用其溶剂效应，从而实现合理控制反应的结果。