光致反应会经历一种特殊的分子转换，形成一种不是通过热反应得到的产物。近年来，可见光诱导的光反应得到了进一步的发展。可见光下的光反应不需要高能紫外光来激发，并且该反应在温和条件下就能发生，以避免高温的影响得到意想不到的副产物。

一种既能在可见光照射下进行单电子氧化又能进行还原的光催化剂，即所谓的“可见光光氧化还原催化剂”，得到了人们广泛的关注，因为它是一种有可能用作于太阳光氧化还原的催化剂[1]。和在氧化或还原试剂共存下的热反应相比，过程更加简单，也不会因为高温或高压的环境产生不可预知的副反应。使用光氧化还原催化剂的反应循环涉及氧化和还原途径，因此它总体上显示出了“氧化还原抵消”的机理。

通过氧化和还原途径进行的光氧化还原催化

自由基的形成通常需要经过光的照射、氧化还原反应或者是提供高能量的热源激活。光催化研究领域的发展促进了过渡金属络合物催化剂和有机催化剂被不断发现，同时科学界们也在不断探究，如何在温和的条件下，比如说仅仅是可见光的照射下就能形成自由基。

一些钌(II)多吡啶配合物和铱(III)苯基吡啶配合物在可见光照射下是可以用作光氧化还原催化剂的[2]。这些过渡金属配合物都是非常有用的光催化剂，因为它们可以在光的照射下形成稳定时间相对较长的三激发态。配位体的化学修饰用于控制过渡金属络合物的氧化还原电位，以及无金属的有机催化剂也已被开发[3]。一些具有给体-受体结构的吖啶化合物可以成为光氧化还原催化剂，因为激发态通过可见光照射能够出现长时间的电荷分离[4]。此外，有报道发现伊红和黄嘌呤染料也可用作光氧化还原催化剂[5]。

过渡金属光氧化还原催化剂

• D155319

• T113540

无金属光氧化还原催化剂

• M157877

• E110818

可见光光氧化还原催化剂催化的反应实例

1）三氟甲基化反应[6]

2）羰基化[7]

3）直接酰化反应形成C-H键[8]

4）直接胺化反应形成C-H键[9]

5）亚胺自由基的形成[10]

6）喹啉衍生物的合成[11]

7）[3+2]环加成法生成恶唑[12]

8）肼基自由基的形成[13]

参考文献

1. Review: Y. Xi, H. Yi, A. Lei, Org. Biomol. Chem. 2013, 11, 2387. https://doi.org/10.1039/C3OB40137E
2. K. Zeitler, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 9785. https://doi.org/10.1002/anie.200904056
3. Review: J. W. Tucker, C. R. J. Stephenson, J. Org. Chem. 2012, 77, 1617. https://doi.org/10.1021/jo202538x
4. Review: S. Fukuzumi, K. Ohkubo, Org. Biomol. Chem. 2014, 12, 6059. https://doi.org/10.1039/C4OB00843J
5. Review: D. P. Hari, B. Koenig, Chem. Commun. 2014, 50, 6688. https://doi.org/10.1039/C4CC00751D
6. R. Tomita, T. Koike, M. Akita, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 12923. https://doi.org/10.1002/ange.201505550
7. M. Majek, A. Jacobi von Wangelin, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 2270. https://doi.org/10.1002/anie.201408516
8. C. L. Joe, A. G. Doyle, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 4040. https://doi.org/10.1002/anie.201508404
9. G. Pandey, R. Laha, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 14875. https://doi.org/10.1002/anie.201506990
10. H. Jiang, X. An, K. Tong, T. Zheng, Y. Zhang, S. Yu, Angew. Chem. Int. Ed. 2015,
54, 4055. https://doi.org/10.1002/anie.201411342
11. Z. He, M. Bae, J. Wu, T. F. Jamison, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 14451. https://doi.org/10.1002/anie.201408522
12. T.-T. Zeng, J. Xuan, W. Ding, K. Wang, L.-Q. Lu, W.-J. Xiao, Org. Lett. 2015, 17,
4070. https://doi.org/10.1021/acs.orglett.5b01994
13. X.-Q. Hu, J.-R. Chen, Q. Wei, F.-L. Liu, Q.-H. Deng, A. M. Beauchemin, W.-J.
Xiao, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 12163. https://doi.org/10.1002/anie.201406491

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