光化学反应的原理影响因素的几个条件

行业新闻

光化学反应的原理影响因素的几个条件

时间:2013-08-20 09:29 来源:未知作者:肖遥点击: 次

　　热化学是以热为化学变化提供能量的化学反应，属于基态化学范畴；而光化学以光为化学变化提供能量的化学反应，属于激发态化学范畴。与常规的热化学和某些催化反应相比，光化学反应的主要优点在于反应具有较高的选择性，反应途径简捷，活化能低，故所需反应温度较低，易于在能量、空间与时间上加以控制等。这是因为有机化合物中某些基团（C=O、C=C、N=N等）只吸收一定波长范围的光能量，此过程受Einstein光量子理论及Beer定律双重制约。受激分子中的电子分布发生变化，能使所吸收的光集中在分子的某些基团附近，所以反应选择性与活性均有改善。光化学反应与化工、高分子材料、医药、助剂、感光材料、能源及环境保护等密切相关，普通有机化学反应所不能进行的特殊类型变化，有时可借光化学方法来实现。

　　早期光化学家认为光是一种特殊的、能够产生某些反应的试剂.早在1843年Draper发现氢与氯在气相中可发生光化学反应.1908年Ciamician利用地中海地区的强烈的阳光进行各种化合物光化学反应的研究,只是当时对反应产物的结构还不能鉴定[1].到60年代上半叶,已经有大量的有机光化学反应被发现[2,3].60年代后期,随着量子化学在有机化学中的应用和物理测试手段的突破(主要是激光技术与电子技术),光化学开始飞速发展.现在,光化学被理解为分子吸收大约200至700纳米范围内的光,使分子到达电子激发态的化学.由于光是电磁辐射,光化学研究的是物质与光相互作用引起的变化,因此光化学是化学和物理学的交叉学科.相应于热化学.

　　光化学反应的原理光化学反应的发生，通常要求分子吸收的光能超过热化学反应所需的活化能与化学能键能。光化学与热化学的基础理论并无本质的差别，用分子的电子分布与重新排布、空间立体效应与诱导效应解释化学变化和反应速率等对光化学和热化学都同样适用。当一个反应体系被光照射，光可以透过、散射、反射或被吸收。光化学反应第一定律指出:只有被分子吸收的光子才能引起该分子发生光化学反应。只有电子激发作用，才能发生有机光化学反应。但并不是每一个被分子吸收的光子都一定产生化学反应，其激发能可通过荧光、磷光或分子碰撞等方式失去。分子的吸收光谱要与光源发光范围有一定重迭,才能吸收光到分子激发态[1]。有机化合物的键能在200～500kJ.mol-1范围内，则有机分子吸收波长为600～239 nm的光后可导致键的断裂，而发生化学反应[2]。大部分有机分子的基态是处于电子单重态结构，受光激发后，处于最高占据轨道的电子被激发到分子的其他高能空轨道，生成激发态，其电子构型可以是单重态，也可以是三重态。光活化的反应物分子常为双自由基。

　　光化学反应的特点[3]与热化学相比，光化学具有如下特点：（1）光是一种非常特殊的生态学上清洁的“试剂”；（2）光化学反应条件一般比热化学要温和；（3）光化学反应能提供安全的工业生产环境，因为反应基本上在室温或低于室温下进行；（4）有机化合物在进行光化学反应时，不需要进行基团保护；（5）在常规合成中，可通过插入一步光化学反应大大缩短合成路线。因此，光化学在合成化学中，特别是在天然产物、医药、香料等精细有机合成中具有特别重要的意义。

　　光化学反应的影响因素影响光化学反应的因素主要包括：（1）光源：光化学反应所使用的光源主要包括可见光源（汞弧灯、碳弧灯、钨-卤素灯和白炽灯）和太阳光。只有被反应系统吸收的光才能引起光化学反应，而系统对光的吸收有一定的选择性，有其最适宜的波长。多数有机分子能吸收不止一个波段的光，当某一吸收光区的光化学反应与另一吸收光区的光化学反应不同时，使用多色辐射将导致复杂结果。因此应使用单色光或对多色光进行严格滤波作为光源。（2）溶剂：要求反应溶剂不仅在光化学上应该是惰性的，而且对于反应所需吸收的波长范围内的光必须是透明的。且对反应溶剂的纯度要求较高，制备实验要求纯度大于99%。常用溶剂主要由苯、乙腈、叔丁醇、醋酸等。（3）敏化作用和敏化剂：一个激发态的分子将其能量转移给基态分子，而使其由基态变为激发态的过程成为敏化作用，敏化作用是引起分子激发的重要作用。（4）浓度：光异构反应与浓度无关，双分子反应随加成试剂的浓度的增加而加速。（5）温度：控制温度主要是为了防止反应剂和溶剂的蒸发。光化学反应多在室温下进行。

上一篇：纤维素至葡萄糖转化进行了比拟
下一篇：光化学研究现状在的合成中占有特殊地位

对照品

标准品

标准物质

试剂耗材

培养基

细胞菌种

行业新闻

联系我们