光化学研究现状在的合成中占有特殊地位

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光化学研究现状在的合成中占有特殊地位

时间:2013-08-20 09:34 来源:未知作者:肖遥点击: 次

　　光化学发展展望随着学科间交叉研究内容的日益增多和科学技术的发展，如新能源的开发及各种敏化过程的研究，作为一个新兴的、多学科交叉的研究领域，光化学研究是具有强大的生命力的。近几年光化学的主要发展方向主要由以下几种：首先，与热化学相比，光化学反应的类别、反应机理的研究远远不够，光化学的一些基本的光化学原理和化学反应的本质尚需进一步的了解，新的光化学反应的发现和反应过程及条件的研究，将是光化学研究的一个持续的研究内容；第二，随着光电子工业和微电子工作的发展，在新型光电功能材料的研究和开发中，光物理过程和光化学反应的研究显得日益重要；第三，随着环境科学研究的发展，各种新的研究手段在相关工作中的应用将使得环境保护工作的范围得到扩展。光作为一种清洁的反应试剂在环境科学的研究中将有着广阔的前景；第四，随着光化学和光电化学以及能源领域的研究工作的进展，利用太阳能进行的新型能源的生产和利用将会越来越重要，各种新型太阳能电池的原理和实用化研究将会越来越显示出必要性和重要性。

　　光化学所具有的独特优越性和在某些反应中的不可代替性将促使其在工业生产上进一步取得突破性进展，为我国国民经济的持续发展和提高人民的生活质量做出越来越大的贡献。光化学的研究是从有机化合物的光化学反应开始的。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。18世纪末期Hales首次报道了植物的光合作用,开始研究光与物质相互作用所引起的一些物理变化和化学变化。1843年Draper 报道了H2与Cl2在气相中发生光化学反应的科研成果,并提出了光化学反应第一定律。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。到60年代上半叶，已经有大量的有机光化学反应被发现。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，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700nm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。

　　光化学合成在有机合成化学，特别在一些非常见结构的合成中占有特殊地位，能大大缩短传统合成化学的步骤而且经济适用，其主要突出的成就是天然产物及其中间体的合成。光敏化作用可以提高烯烃由单重态到三重态之间的系间窜越效率，引发烯烃的光异构反应和光重排反应。烯烃的光诱导顺反异构化反应可用于合成纯的维生素A，在医药合成中是关键的一步；光诱导价键异构化反应可以方便合成香料或贮能化合物，降冰片二烯在电子转移或三重态光敏剂作用下，生成贮能化合物四环烷；周环反应在应用中有许多合成实例，是一类很重要的有机光化学合成反应，其中麦角固醇或7-去氢胆固醇经光照单重态开环反应可分别生成预维生素D2和D3是利用光化学技术最为成功的例子。光氧化反应的研究在生物学、医学、有机物的降解等方面都有重要的意义，在有机合成上也占有特别重要的位置。α-蒎烯经双键移位转化生成β-蒎烯，中间产物无需分离提纯，总产率达42%，这是当前文献报道中产率高，且较简便的转化方法。

　　超分子是由两个以上独立的分子亚单位（不同组分）通过不同键合形式组成，包括共价键、静电相互作用以及分子建立等[5]。利用超分子光化学成功地合成了大环化合物，为提高大环化合物的合成开辟了新的途径。系统地研究了分子间和分子内激基缔合物和激基复合物的形成条件、形成动态学、光物理和光化学特性，首次用光谱数据证实了超分子体系中三重态激基缔合物的存在。在多种微反应器中高选择性地合成了大环化合物，高选择性地进行了烯烃的光氧化反应，证实了利用主客体化合物的包结作用可以提高反应速度、增加反应选择性。在超分子自组装基础上，通过动态组装构建了基于螺旋与线型分子主客体相互作用的分子机器，并在分子水平上实现对其运动的调控。

　　光催化反应的机理和应用基础研究是近年来一个重要的研究领域，目前在我国得到了较为深入的开展。从分子水平研究了染料分子在半导体颗粒表面的吸附模型与界面光化学反应机理，发现不同的吸附模型导致不同的反应途径和不同的反应产物;利用多种现代分析手段从分子水平进行了反应机理的研究，提出了可见光光催化降解有机污染物和染料可见光Fenton降解的反应机理，受到国际同行的广泛认同。利用敏化光催化反应开展的有机合成反应的研究也取得重要的进展，为光催化还原反应提供了新的实验和理论证据。

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