光化学合成

光化学合成又稱有机光化学、光化學反應，是指在光的作用下进行的化學反應。^[1][2][3]有机分子吸收紫外光時常常会出現化學反应。人們通過有机光化学合成复杂的有机产品。

• 化學主题

光源

用于光化学合成的光源主要是汞灯光源。它可以提供200~750nm〔紫外光到可见光〕范围内的辐射光。^[3]

用途

目前主要用于有机化学中合成金属配合物方面。^[3]

反应类型

根据反应的类型，光化学合成可以分为以下若干类:

光取代反应

光水合反应：

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

光异构化反应

有机金属配合物有的可以发生光异构化反应：

典型的光异构化反应

光敏金属—金属键的断裂反应

参与此类反应的配合物一般都是双核或多核的。键的断裂可以发生于同一种金属键之上，亦可以发生于不同种类的金属之间的键上。

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

光致电子转移反应和氧化还原反应

电子转移类型

电子转移反应中所涉及到的电子的激发态种类多样，其中包括：

• 电子转移激发态
• 以金属为中心的
• 配位场激发态
• 从配体到金属电荷转移
• 配位体内部^[3]

电子转移方向

• 从金属到配体的转移
• 从配体到金属的转移
• 电荷到溶剂的转移
• 在多核配合物之中，有金属-金属之间的转移^[3]

此类反应可以用于制备低价的金属配合物，利用光照分解水制备氢气和氧气也属于光氧化还原反应。

光敏化反应

此反应应在敏化剂的作用之下进行。敏化剂主要用来传递能量或者生成自由基从而参与反应，之后与反应物发生作用再被还原成为敏化剂。比较常见的光敏化反应有汞敏化反应。

发展前景

维生素D3光化学合成技术已经发展成产业化，前景广阔。^[5]

外部链接

• 中国科学院光化学转换与功能材料重点实验室
• 中国科学院光化学重点实验室