在有機(jī)化學(xué)中，我們只考慮一種鹵鍵：
上圖給出了n→σ*絡(luò)合物的形成，這種電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程常常出現(xiàn)在碘原子附近，關(guān)于碘單質(zhì)在不同溶劑中改變其顏色的事實(shí)也體現(xiàn)出來(lái)這一現(xiàn)象。這種鹵鍵的形成過(guò)程有時(shí)候也可以理解為親核取代。
先給出一個(gè)正常的合成的例子，這里沒(méi)有用到鹵鍵，而是用到了氫鍵固定催化劑：
推廣到鹵鍵的領(lǐng)域，使用一對(duì)鹵鍵固定催化劑，從而極化羰基，提高羰基的親電性。
碘單質(zhì)可以作為L(zhǎng)ewis酸，催化羰基的親電反應(yīng)，甚至可以誘導(dǎo)環(huán)化。碘元素具有活化和催化作用，所有輕元素鹵素（F2，Cl2，Br2）都具有很高的反應(yīng)活性。即使有一些涉及元素溴的穩(wěn)定鹵素鍵加合物的實(shí)例，也不大可能將其用作活化劑或催化劑。然而，碘的反應(yīng)性較弱，因此關(guān)于催化中使用元素碘的文獻(xiàn)大量且迅速的增長(zhǎng)。
Ishihara及其同事報(bào)道了在合成中使用瞬態(tài)鹵素鍵的最新例子。在對(duì)映選擇性碘內(nèi)酯化反應(yīng)中，氯化碘和N-氯代-鄰苯二甲酰亞胺的試劑混合物被手性磷酸衍生物催化活化。
氯化碘的協(xié)同活化涉及兩個(gè)鹵素鍵相互作用：后者的碘原子充當(dāng)磷酸衍生物的鹵素鍵供體。然而，如上所述，在使用鹵素鍵供體作為非共價(jià)活化劑或有機(jī)催化劑時(shí)，我們假設(shè)鹵素鍵供體的R-X鍵將在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中保持完整。
在某些情況下，鹵鍵可以作為路易斯酸，甚至代替某些路易斯酸催化劑，例如昂貴的銀離子，可以催化SN2和SN1過(guò)程。
還有一個(gè)催化Ritter反應(yīng)的例子：
N-碘代琥珀酰亞胺（NIS），作為鹵素鍵誘導(dǎo)的半松果醇重排反應(yīng)中的強(qiáng)大活化劑。在NIS的反應(yīng)機(jī)理中，NIS通過(guò)鹵素鍵相互作用裂解底物的碳-溴（或碳-氯）鍵，導(dǎo)致形成碳正離子，然后進(jìn)行重排。隨后在該過(guò)程中釋放的溴化物（或氯化物）裂解NIS的N-I鍵。
首先形成了三甲基碘化硅烷（TMSI）。通過(guò)碘與TMS保護(hù)的親核試劑反應(yīng)然后，TMSI與鹵素鍵供體（碘咪唑鎓衍生物）形成助催化體系，其中TMSI的碘取代基被后者配位，從而提高TMS基團(tuán)的路易斯酸度。活化的甲硅烷基基團(tuán)隨后裂解該醇，產(chǎn)生碳正離子，該碳正離子與TMS保護(hù)的親核試劑反應(yīng)并再生助催化體系。
還有很多類(lèi)似機(jī)理的過(guò)程，雖然種類(lèi)不同，但是機(jī)理大同小異，不做詳細(xì)介紹。
