光化學合成

光化學合成又稱有機光化學、光化學反應，是指在光的作用下進行的化學反應。^[1][2][3]有機分子吸收紫外光時常常會出現化學反應。人們通過有機光化學合成複雜的有機產品。

• 化學主題

光源

用於光化學合成的光源主要是汞燈光源。它可以提供200~750nm〔紫外光到可見光〕範圍內的輻射光。^[3]

用途

目前主要用於有機化學中合成金屬配合物方面。^[3]

反應類型

根據反應的類型，光化學合成可以分為以下若干類:

光取代反應

光水合反應：

${\displaystyle {\rm {\ [Cr(NH_{3})_{5}Cl]^{2+}+H_{2}O\rightarrow [Cr(NH_{3})_{4}(H_{2}O)Cl]^{2+}+NH_{3}}}}$^[4]

光異構化反應

有機金屬配合物有的可以發生光異構化反應：

典型的光異構化反應

光敏金屬—金屬鍵的斷裂反應

參與此類反應的配合物一般都是雙核或多核的。鍵的斷裂可以發生於同一種金屬鍵之上，亦可以發生於不同種類的金屬之間的鍵上。

${\displaystyle {\rm {\ Ru_{3}(CO)_{9}(PPh_{3})+3X\rightarrow 3Ru(CO)_{3}PPh_{3}X}}}$ (方程式中，X=CO，PPh₃)

光致電子轉移反應和氧化還原反應

電子轉移類型

電子轉移反應中所涉及到的電子的激發態種類多樣，其中包括：

• 電子轉移激發態
• 以金屬為中心的
• 配位場激發態
• 從配體到金屬電荷轉移
• 配位體內部^[3]

電子轉移方向

• 從金屬到配體的轉移
• 從配體到金屬的轉移
• 電荷到溶劑的轉移
• 在多核配合物之中，有金屬-金屬之間的轉移^[3]

此類反應可以用於製備低價的金屬配合物，利用光照分解水製備氫氣和氧氣也屬於光氧化還原反應。

光敏化反應

此反應應在敏化劑的作用之下進行。敏化劑主要用來傳遞能量或者生成自由基從而參與反應，之後與反應物發生作用再被還原成為敏化劑。比較常見的光敏化反應有汞敏化反應。

發展前景

維生素D3光化學合成技術已經發展成產業化，前景廣闊。^[5]

外部連結

• 中國科學院光化學轉換與功能材料重點實驗室
• 中國科學院光化學重點實驗室