光催化在有机合成中的应用 文献综述
有机化学中的光催化反应研究
有机化学中的光催化反应研究有机化学是研究碳基化合物的科学，广泛应用于药物、材料、能源等领域。
近年来，光催化反应作为一种绿色、高效的有机合成方法备受关注。
本文将探讨有机化学中的光催化反应研究，并介绍其应用和前景。
光催化反应是利用光能激发物质发生化学反应的过程。
相比传统的热催化反应，光催化反应具有选择性高、反应条件温和等优点。
在有机化学中，光催化反应可以实现一些传统方法难以实现的反应，如不对称合成、环化反应等。
光催化反应的研究为有机化学领域带来了新的思路和方法。
在光催化反应中，光敏剂是关键的组成部分。
光敏剂是一种能够吸收光能并转化为化学能的物质。
常见的光敏剂有有机染料、金属配合物等。
光敏剂的选择对于反应的效率和选择性有着重要影响。
近年来，研究人员通过合成新型光敏剂，不断拓展光催化反应的应用范围。
光催化反应的研究不仅仅局限于有机合成领域，还涉及到环境保护和能源转化等方面。
例如，光催化技术可以应用于废水处理，通过光催化反应将有害物质转化为无害物质，达到净化水质的目的。
此外，光催化反应还可以应用于太阳能转化，通过光催化反应将光能转化为化学能，实现可持续能源的利用。
近年来，有机化学中的光催化反应研究取得了许多重要的突破。
例如，光催化反应在不对称合成领域的应用逐渐增多。
不对称合成是有机化学中一种重要的合成方法，可以合成具有生物活性的化合物。
传统的不对称合成方法往往需要昂贵的金属催化剂和复杂的反应条件，而光催化反应能够在温和的条件下实现不对称合成。
研究人员通过合成新型的手性光敏剂，成功实现了一系列手性化合物的光催化不对称合成。
此外，光催化反应还可以应用于环化反应。
环化反应是有机化学中一种重要的反应类型，可以合成具有特定环结构的化合物。
传统的环化反应往往需要高温和强酸等条件，而光催化反应能够在温和的条件下实现环化反应。
研究人员通过合成新型的光敏剂，成功实现了一系列环化反应，为有机化学领域带来了新的合成方法。
光催化反应在有机化学中的应用前景广阔。
光催化反应在有机合成中的应用
光催化反应在有机合成中的应用光催化反应是一种利用光能促进化学反应的方法，它已经在有机合成中得到了广泛的应用。
光催化反应不仅具有高效、环境友好等优点，而且在特定的反应条件下可以得到具有特殊结构和活性的化合物。
本文将从光催化反应的基本原理、应用领域以及未来发展方向等方面进行论述。
一、光催化反应的基本原理光催化反应基于光能的吸收和转化，利用光能在光催化剂表面引发电子转移和化学反应。
光催化剂通常是一种能够吸收可见光或紫外光的化合物，在光激发下产生活性的电子或空穴，影响化学反应的进行。
光催化反应一般包括以下几个步骤：光吸收、电子转移、化学反应和产物生成。
光吸收是光催化反应的起始步骤，确定了可见光或紫外光的吸收范围以及反应的能量需求。
电子转移是光激发态电子在催化剂上的转移，产生活性的电子或空穴。
化学反应是光激发态的电子或空穴与底物之间的相互作用，发生反应并产生中间体或产物。
产物生成是光催化反应的最终结果，产生具有特殊结构和活性的化合物。
二、光催化反应在有机合成中的应用领域光催化反应在有机合成中具有广泛的应用，包括有机物的合成、催化剂的制备和功能材料的开发等方面。
1. 有机物的合成光催化反应可以在温和的条件下合成一些复杂的有机化合物，而无需使用高温、高压或有毒的试剂。
例如，通过光催化反应可以实现C-C键的形成、碳-氮键的构建以及醇、酮、醛等有机官能团的插入反应。
此外，光催化反应还可以实现手性化合物的合成，通过选择合适的手性催化剂，可以得到具有高立体选择性的手性产物。
2. 催化剂的制备光催化反应可以用于制备高效的催化剂。
例如，通过光催化反应可以合成一些过渡金属配合物，这些配合物在光激发下能够产生活性的反应中间体，促进化学反应的进行。
此外，光催化反应还可以实现一些催化剂的再生和循环利用，减少催化剂的使用量和废弃物的产生。
3. 功能材料的开发光催化反应可以用于开发具有特殊结构和功能的材料。
例如，通过光催化反应可以制备出具有光储能、光吸附和光催化性能的材料，用于太阳能转换、污水处理和环境修复等领域。
光催化技术在有机合成中的应用
光催化技术在有机合成中的应用随着科学技术的不断进步，光催化技术作为一种新型的绿色合成方法，在有机合成领域中得到了广泛的应用。
光催化技术通过可见光或紫外光的照射，将光能转化为化学能，从而实现各种有机化合物的合成。
本文将从光催化技术的基本概念、光催化反应机制以及在有机合成中的应用等方面进行探讨。
首先，我们来了解一下光催化技术的基本概念和原理。
光催化技术是一种利用光催化剂将光能转化为化学能的方法。
光催化剂一般由能够吸收光能的半导体材料构成，当光能被吸收后，会产生电子-空穴对。
通过调控这些电子-空穴对的活性，可以实现各种有机合成反应的催化。
其中，光催化剂的选择非常重要，不同的光催化剂对于不同类型的反应具有不同的催化活性。
接下来，我们来讨论一下光催化反应机制。
光催化反应主要分为两个步骤：光化学激发和光化学转化。
光化学激发是指光照射到光催化剂上，使其电子从价带跃迁到导带，形成电子-空穴对。
而光化学转化则是指电子-空穴对的进一步利用，通过与底物分子发生反应，促使有机化合物的转化。
在光催化反应中，光催化剂起到了催化剂的作用，能够调控反应的速率和选择性。
在实际应用中，光催化技术在有机合成中具有广泛的应用前景。
首先，光催化技术在有机合成中可以实现多步反应的合成一步化。
传统的有机合成过程中，多个步骤的反应需要经过繁琐的条件和操作才能完成。
而光催化技术能够通过一步反应实现多个步骤的转化，大大简化了合成过程，提高了合成效率。
其次，光催化技术在有机合成中可以实现高效的不对称合成反应。
在有机合成中，不对称合成反应是非常重要的，能够合成具有生物活性和药理活性的化合物。
然而，传统的不对称合成方法往往需要昂贵的催化剂和复杂的操作步骤。
而光催化技术能够通过调控光催化剂的结构和反应条件，实现高效的不对称合成反应，为有机合成提供了一种绿色高效的方法。
此外，光催化技术还可以应用于有机废水处理中。
目前，有机废水处理是一个全球性的环境问题，传统的废水处理方法往往存在能源消耗高和处理效果差的问题。
关于光催化氧化技术的综述研究
关于光催化氧化技术的综述研究光催化氧化技术是一种利用光能将氧化还原反应进行催化的技术，近年来得到了广泛的关注和研究。
光催化氧化技术具有高效、环保、可持续等优点，在环境保护、能源开发、化工、材料等领域有着重要的应用价值。
本文将就光催化氧化技术的原理、材料、反应机理、应用等方面进行综述研究。
一、光催化氧化技术的原理光催化氧化技术是利用光能引发氧化还原反应，从而实现物质转化的一种技术。
其原理主要包括光照、光催化剂和反应物三个方面。
首先是在光照的作用下，光能激发催化剂上的电子，从而形成活性中心；其次是活性中心与反应物发生作用，引发氧化还原反应；最后是由于光照的存在，反应速率得到显著提高。
这一过程是一个非常复杂的过程，需要光能、催化剂和反应物之间的协同作用才能实现。
二、光催化氧化技术的核心材料光催化氧化技术的核心是光催化剂，它决定了光催化氧化技术的效率和稳定性。
常见的光催化剂包括二氧化钛、氧化铟、氧化锌、二氧化硅、氧化铁等。
二氧化钛是应用最为广泛的光催化剂，其优点是光催化活性高、光稳定性好、价格低廉等。
除了光催化剂外，载体材料也是影响光催化氧化技术效果的重要因素，常见的载体材料包括活性炭、二氧化硅、氧化铝等。
这些载体材料具有比较高的比表面积和孔隙结构，能够提高光催化剂的分散度和利用率，从而进一步提高光催化氧化技术的效率和稳定性。
三、光催化氧化技术的反应机理光催化氧化技术的反应机理是研究光催化氧化技术过程中最为复杂和困难的部分。
目前关于光催化氧化技术反应机理的研究主要分为两种类型：一种是基于单一光催化剂的反应机理研究，另一种是基于多组分光催化体系的反应机理研究。
前者主要研究光催化剂在光照条件下的电子转移、活性中心的形成与分解等过程，后者则要考虑到不同组分在光照条件下的相互作用。
不管是哪种类型的研究，都需要运用表面物理化学、光物理学、电化学等多学科的知识来解析光催化氧化技术的反应机理。
反应机理的深入研究可以为改进或设计新的光催化剂提供理论指导。
光催化材料在有机合成中的应用研究
光催化材料在有机合成中的反应条件
光源：需要一定 波长的光照射
温度：适宜的温 度范围，一般在 室温至200℃之 间
催化剂：光催化 材料是反应的催 化剂，需要适量 的光催化剂量
反应介质：通常 为有机溶剂或水 溶液，对反应介 质有一定要求
光催化材料在有机合成中的应 用实例
光催化材料在药物合成中的应用
列举几个光催化材料在香料合 成中的应用实例
分析光催化材料在香料合成中 的优势和局限性
展望光催化材料在香料合成中 的未来发展
光催化材料在其他领域的应用
能源转化：光催化材料可将 太阳能转化为氢能，为可再 生能源利用提供新途径
抗菌消毒：光催化材料具有 广谱抗菌性能，可用于医疗、
食品等领域
环境保护：光催化材料可用 于空气净化和水处理，有效 去除污染物
传感器：光催化材料可制备 成传感器，用于检测气体、
水质等
光催化材料在有机合成中的挑 战和前景
光催化材料在有机合成中面临的挑战
催化剂的活性与稳定 性：提高光催化材料 的活性及稳定性是关 键问题。
反应机理的深入理解： 需要进一步研究光催 化反应机理，以实现 更有效的有机合成。
可见光利用：目前大 多数光催化材料主要 利用紫外光，如何有 效利用可见光是重要 挑战。
在染料合成中，光催化材料可以作为氧化剂或催化剂，提高染料的产率和纯度。
与传统的氧化剂相比，光催化材料具有环保、高效、低成本等优点，有利于实现染料合成的绿 色化。
光催化材料在染料合成中的应用研究，有助于推动光催化技术的发展，为有机合成领域提供更 多可持续发展的可能性。
光催化材料在香料合成中的应用
介绍光催化材料在香料合成中 的原理
技术创新：不断探索和开发更高效、稳定的光催化材料，提高有机合成的效率和选择性。
光催化剂在有机合成中的应用
光催化剂在有机合成中的应用光催化剂是一种能够利用光能进行化学反应的催化剂。
它通过吸收光能激发电子，从而改变原子结构，促进化学反应的进行。
光催化剂在有机合成领域中具有广泛的应用，可以用于合成各种有机化合物和重要药物。
本文将重点介绍光催化剂在有机合成中的几个主要应用方面。
一、光催化剂在选择性氧化反应中的应用光催化剂在氧化反应中是一种重要的选择性工具。
通过调节光催化剂的结构和反应条件，可实现对底物中特定官能团的选择性氧化。
以阳离子Ir(III)金属配合物为催化剂，可将甲苯氧化为对甲基苯甲醛，而不生成对苯甲酸的副产物。
这种选择性氧化反应在药物和化学品合成中具有重要的应用价值。
二、光催化剂在碳-碳键形成反应中的应用光催化剂可用于实现碳-碳键的形成，为有机合成提供了新的方法和策略。
通过将光催化剂与底物分子相互作用，产生活性的碳中心，进而与其他分子发生碳-碳键形成反应。
以二茂铁和吡啶结构为基础的光催化剂，被广泛应用于烯烃和芳烃之间的交叉环化反应。
这种碳-碳键形成反应在天然产物的合成和杂环化合物的合成中起到了重要作用。
三、光催化剂在光致电化学反应中的应用光催化剂可在光照条件下促进电化学反应的进行，这种光致电化学反应具有高效、环境友好和可控的特点。
以卟啉和金属配合物为基础的光催化剂，可用于光致电化学水分解产氢反应。
通过光催化剂的作用，可有效提高水分解反应的效率，实现可持续能源的制备。
此外，光催化剂还可用于光致电化学还原反应，促进有机分子的还原转化。
四、光催化剂在金属有机化学中的应用金属有机化学是有机合成领域的重要分支，光催化剂在金属有机化学中发挥着重要的作用。
以铱、钌、铑等金属为中心的光催化剂，可以与底物形成有效的金属有机复合物，进而发生多种重要的C-H键活化反应。
这些反应在有机合成中具有重要的意义，可用于构建复杂有机分子的骨架和引入特定官能团。
总结光催化剂在有机合成中的应用已成为一种重要的研究方向。
通过调节光催化剂的结构和反应条件，可以实现对有机化合物的选择性转化和高效合成。
光催化剂在有机合成中的应用与优化
光催化剂在有机合成中的应用与优化近年来，随着绿色化学和可持续发展的重要性日益凸显，光催化剂作为一种环境友好且高效的催化剂逐渐受到研究者的关注。
光催化剂通过利用可见光或紫外光来激发催化反应，可广泛应用于有机合成领域。
本文将探讨光催化剂在有机合成中的应用以及如何优化合成过程，通过实现高效反应和选择性控制，推动绿色合成化学的发展。
一、光催化剂的基本原理光催化剂是一种能够吸收可见光或紫外光的材料，它们能将光能转化为化学能，并在催化反应中起到促进剂的作用。
光催化剂的基本原理是通过自由基、电子转移或氧化还原等反应机制来实现有机物转化。
其中，半导体光催化剂是典型的可见光催化剂，其能带结构决定了其能够吸收特定波长的光。
二、光催化剂在有机合成中的应用1. 光催化剂在C-C键形成反应中的应用光催化剂在有机合成中可用于催化C-C键的形成反应。
例如，通过光催化剂的作用，可实现溴代烷和醇的光催化取代反应，从而形成C-C键。
同时，光催化剂也可催化醛和亲核试剂的加成反应，有效生成醇。
2. 光催化剂在不对称合成中的应用在不对称合成领域，光催化剂广泛用于手性化合物的合成。
以手性光催化剂为例，它们能够在光照条件下催化不对称的有机合成反应，实现产物的对映选择性。
3. 光催化剂在环境修复中的应用光催化剂在环境修复方面具有巨大的潜力。
例如，通过光催化剂的作用，可将有机污染物光催化降解为无害的物质，从而净化水体和大气。
三、光催化剂在有机合成中的优化措施1. 光催化剂的设计与合成合理设计和合成高效的光催化剂是优化有机合成中的关键因素。
研究者可以通过合理选择和组合催化剂的结构，提高催化剂的吸光能力、催化活性和稳定性。
2. 反应条件的优化合理的反应条件对于光催化剂的应用和优化至关重要。
例如，合适的光源选择、温度控制以及反应溶剂的选择等都可以影响催化剂的效率和选择性。
3. 光催化剂与底物之间的相互作用光催化剂与底物之间的相互作用对于实现高效合成具有重要作用。
光催化有机合成的研究与应用
光催化有机合成的研究与应用随着科技的不断进步和社会的发展，人们对于环境友好型的合成方法越来越感兴趣。
光催化有机合成作为一种全新的绿色方法，在化学领域逐渐崭露头角。
本文将重点探讨光催化有机合成的研究进展与应用前景。
一、光催化有机合成的基本原理光催化有机合成是指在光照条件下，通过特定的催化剂和底物反应，以光能为动力实现有机化合物的生成。
光催化合成的基本原理是物质通过吸收光能后，存在激发态能量，进而参与化学反应。
而催化剂在反应中起到引发和加速化学反应的作用。
光催化有机合成具有高效、选区性强、副产物少等优势，并且与传统合成方法相比，不产生污染物，对环境友好。
二、光催化有机合成在有机合成中的应用1. 光催化活化底物反应在光催化有机合成中，通过引入催化剂，可以大大提高底物的活性。
催化剂的存在能够显著降低活化能，使反应更加容易发生。
例如，在烯烃的环化反应中，引入光催化剂能够使底物更容易形成高效的迈克尔加合产物，提高反应的选择性和产率。
2. 光催化氧化反应光催化合成在有机合成中还可以应用于氧化反应。
通过光照条件下，催化剂与底物反应，可以实现底物的氧化。
这种方法具有选择性好、副产物少等优点。
例如，光催化合成可以应用于醛醇的氧化反应，通过催化剂的作用，可以将醛醇转化为酮醇，扩展了有机合成化合物的范围。
三、光催化合成的研究进展光催化有机合成近年来在化学领域取得了长足的发展。
有机化学家们不断研究不同的光催化剂，并且在机理的研究上也取得了一系列的突破。
例如，研究人员发现一些金属有机配合物作为光催化剂能够对光照条件下特定的有机反应起到良好的催化作用。
此外，通过改变催化剂的结构，研究人员发现可以调控反应的速率和产物的选择性，为光催化有机合成的实际应用提供了更好的选择。
四、光催化有机合成的应用前景由于光催化有机合成具有环境友好、高效和选择性强等优势，因此在化学领域具有广阔的应用前景。
首先，光催化有机合成可以用于制备医药、农药和功能性材料等有机化合物。
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光催化在有机合成中的应用沈晓峰150110113 化学师范10摘要21世纪, 化学研究的一个主要目标是发展一种高效能技术, 用于取代那些对环境有害的耗能过程。
在光催化的有机合成中，通过优化反应环境可以实现对某种目标产物的高选择性, 从而为有机合成提供了一种绿色、节能的途径, 成为21世纪最具潜力的绿色有机化学技术。
1.引言1972 年, Fujishima和Honda[1]发现TiO2单晶电极能够在光照条件下将水分解为氢气和氧气, 光催化技术的序幕由此揭开. 光催化领域的开拓瞬时点燃了科研工作者们对这一崭新领域的研究热情. 随着研究工作的深入开展, 人们的目光不再局限于光解水制氢这一体系, 而是投向了更广阔的天地. 在过去的近四十年里, 有关光催化的研究报道如雨后春笋般涌现出来。
目前, 大多数的研究工作主要集中于降解水和空气中污染物等环境治理和改善方面, 太阳能的转化以及界面电子转移等电化学过程上。
尽管如此, 将光催化用于特定的有机化合物的合成等方面已经得到了越来越多的关注。
众所周知, 传统的有机合成不仅步骤繁琐, 而且所使用的氧化剂通常是一些具有毒性或者腐蚀性的强氧化剂。
光催化反应将太阳光引入有机合成体系,无论从节能的角度还是环保的角度, 都无疑是一个重大的突破, 主要原因有以下三点: (1)太阳能是一种完全可再生的资源; (2)光化学激发所需要的条件比热催化所要求的条件要温和得多; (3)光化学激发为人们设计出更短的反应历程提供条件, 从而将副反应的发生减小到最小程度。
2.光催化原理光催化是光化学和催化科学的交叉点，一般是指在催化剂参与下的光化学反应。
半导体材料之所以具有光催化特性，是由它的能带结构所决定。
半导体的晶粒内含有能带结构，其能带结构通常由一个充满电子的低能价带（HD<8351KD3=，RS）和一个空的高能导带（E93=7E5693KD3=，>S）构成，价带和导带之间由禁带分开，该区域的大小称为禁带宽度，其能差为带隙能，半导体的带隙能一般为"+!!(+"8R。
当用能量等于或大于带隙能的光照射催化剂时，价带上的电子被激发，越过禁带进入导带，同时在价带上产生相应的空穴，即生成电子／空穴对。
由于半导体能带的不连续性，电子和空穴的寿命较长，在电场作用下或通过扩散的方式运动，与吸附在催化剂粒子表面上的物质发生氧化还原反应，或者被表面晶格缺陷俘获。
空穴和电子在催化剂内部或表面也可能直接复合［0］。
因此半导体光催化关键步骤是：催化剂的光激发，光生电子和空穴的迁移和俘获，光生电子和空穴与吸附之间表面电荷迁移以及电子和空穴的体内或表面复合［%］。
光催化反应的量子效率低是其难以实用化最为关键的因素。
光催化反应的量子效率取决于电子和空穴的复合几率，而电子和空穴的复合过程则主要取决于两个因素：电子和空穴在催化剂表面的俘获过程；表面电荷的迁移过程。
非半导体光催化的过程更为复杂，以金属有机物催化剂为例，主要包括激发活化、配位络合、能量传递和电子传递。
激发活化是指吸收光子能量后克服催化剂和反应物形成的活化能垒的过程，根据激发状态可将光催化分成多种类型，如反应物被光激发后在催化剂作用下引起的催化反应、由激发的催化剂所引起的催化反应等。
配位络合对光催化是极有利的，反应底物络合于催化剂分子的空配位上形成络合物，能量传递与电子传递从分子间方式变为分子内传递，减少了激发能的损失，提高了传递效率。
光催化反应中，由于分子间的碰撞而发生能量传递，其传递速率常数与失主受主之间距离呈正比。
电子传递是光催化反应一个必要的过程，反应的进行即为电子的得失，其传递强度和方式影响着反应的强度和方式，有分子内、分子间传递两种方式。
3.光催化在有机合成中的应用3.1羰基化反应羰基化反应是有机合成中最常用的方法，在工业生产中占有十分重要的位置。
常规羰基化反应绝大部分要求在高温、高压下进行，需要贵金属催化剂，且有反应难于控制、副反应多等不利因素；而光催化反应通常在常温、常压下进行，较易控制，无二次污染。
因此，光催化技术就顺理成章被引入羰基化反应，例如一氧化碳（或二氧化碳）与卤代烃、烯烃、酮、芳香化合物之间的反应。
芳基卤代烃可以在光照下，利用相转移催化剂转变成相应的羧酸盐，反应在常压下进行，光源对反应有重大影响。
一级碘代烃、二级碘代烃、三级碘代烃也可以在光照下发生羰基化反应，而溴代烃、氯代烃同样条件下却很难发生。
烯烃的光催化羰基化反应研究初期主要以一氧化碳为羰基碳来源，TAO YL等对此做了许多研究，催化剂为1.4戊二酮钴。
光敏剂为丙酮，底物的转化率与光照时间成正比，最佳可达到百分之百。
Randy F 等发现光照条件下CO2插入到过渡金属C-M键中间，证实CO2可以被金属有机化合物活化以来，二氧化碳作为羰基碳源参与光催化反应时有报道。
Inoue S研究了以卟啉铝为催化剂，光催化二氧化碳与α，β不饱和酯及氰的一系列反应。
研究表明，卟啉铝在光照下首先与α，β不饱和酯发生加成反应，而后二氧化碳插入中间体形成羧酸铝盐，在酸性条件下又生成酸，二乙基锌能使催化剂不断再生。
二氧化碳在光照条件下，以卟啉铝为光催化剂，与酮发生羰基化反应生成β-羰基酸，反应经过烯醇式络合物过渡态，由烯醇式络合物作为亲核试剂，进攻二氧化碳生成β-酮酸铝，酸性条件下转化成二酮。
反应中，甲基眯唑的加入至关重要，因为它能在卟啉铝的空位上配位，迫使N4AL骨架趋于平面，使烯醇式络合物的活性大大提高。
20世纪80年代初期，Willner K等用酶催化剂模拟光合作用，光诱导CO2实现羰基化合成苹果酸和柠檬酸并获得成功，整个过程接近自然光合作用，具有非常重大的意义。
3.2芳香族化合物的羟基化反应在化学工业中, 芳香族化合物的羟基化作用尤为重要. 在众多光催化芳香化合物氧化反应中苯转化为苯酚是最重要的反应之一, 因为苯酚的用途极为广泛, 例如它可以作为消毒剂、酚醛树脂的前驱物、化学分析中的试剂以及调剂药物的防腐剂等。
许多研究结果表明, 在TiO2 体系中, 苯可以被选择性地氧化成苯酚。
在苯直接转化为苯酚的反应中, TiO2 表面的亲电子基, 羟基自由基直接加到苯环上, 使其发生羟基化作用, 从而生成苯酚. 但是由于羟基自由基具有非常强的氧化能力, 因此它可以进一步分解已生成的苯酚, 导致该反应对苯酚的选择性很低。
就此问题研究人员一直在寻找适当的解决方案.Chen 等人发现负载到ZSM-5 沸石上的TiO2对苯酚有较好的产率和选择性. 研究结果表明, 当苯的转化率为70%时, 苯酚的产率和选择性分别为15%和21%. 因为与苯相比, 苯酚在光催化剂表面的亲和力更低, 所以苯的羟基化作用在催化剂表面上优先进行, 同时抑制了羟基自由基对苯酚的进一步分解, 从而提高了对苯酚的选择性. 可见, 反应物和产物在催化剂表面亲和力的相对大小会直接影响反应体系的选择性, 这为改善体系对某种目标产物的选择性提供了方法和依据.Park 和Choi研究了各种参数(电子受体表面修饰以及光催化剂的联合使用)对光催化选择性氧化苯直接生成苯酚的影响. 他们发现, 在TiO2 的悬浮液中加入Fe3+, H2O2 或者Fe3++H2O2 等电子受体都可以显著提高苯酚的产率和选择性. 另外, 对TiO2 进行贵金属负载或氟化等表面修饰以及TiO2 与多金属氧酸盐(POM)的联合使用对苯酚产率和选择性也有明显的提高. 最为显著的是, 在TiO2 悬浮液中加入POM 之后, 苯酚的产率由2.6%增加到了11%. 此外,他们还讨论了在每种体系中苯酚形成的机理. 该项研究给出了不同参数对选择性氧化体系可能存在的影响, 同时进行了直观的比较, 是今后光催化选择性氧化体系改进研究的宝贵经验.3.3醇类化合物的氧化反应由于醛类衍生物在香料、糖果和饮料工业中都有广泛的应用, 因此, 醇向醛的转化反应得到了越来越多的关注和研究. Pillai 和Sahle-Demessie研究了多种脂肪醇和苯类醇的气相光催化选择性氧化反应. 他们发现在有氧气存在的条件下, 463 K 时TiO2 薄板对醇转化成相应的羰基化合物都有很高的选择性(> 95%). 同时还研究了不同参数的影响, 例如醇的性质、氧气和醇的比例、水蒸气、接触时间和紫外光等. 结果表明[90], 醇的性质对光催化氧化反应的影响很大. 因为在光催化氧化反应中, 起始反应是醇的羟基基团与迁移到TiO2 表面的空穴之间的反应,醇会失去一个质子, 生成金属-氧物种, 另外, 在光催化氧化反应中醇可能会在催化剂表面发生去氢作用[95, 96](示意图3). 所使用的醇的碳链越长或者支链越多, 则质子越容易失去, 从而转化率越高. 氧气对于反应的发生起着不可或缺的作用, 但是过量的氧气对产物的形成没有显著的影响, 当有过量的氧气存在时, 也没有过度氧化产物, 例如酸的形成. 在反应物中加入适量水蒸气对反应有利, 因为H2O 能够通过与表面空穴作用形成表面羟基, 从而延长催化剂的使用寿命. 另外, 延长接触时间和使用紫外光都可以提高反应的转化率.中科院化学所赵进才小组[91]设计了一个非常巧妙的染料-TiO2-TEMPO 三元组合体系, 并且用该体系对一系列醇类化合物进行了有氧条件下的可见光光催化选择性氧化测试. 在该体系中, 染料茜素红(AR)作为敏化剂吸收光能, 既将光的响应范围拓展到可见光区域, 又避免了体系中强氧化性空穴和羟基自由基的产生. TEMPO 作为电子受体, 其氧化产物TEMPO+能够有效地对一系列芳香醇和脂肪醇进行选择性氧化, 生成相应的醛. 他们还以苯甲醇为研究对象做了相应的放大实验, 也得到了很高的选择性. 之后, 该小组还利用氧同位素法研究了在TiO2 光催化选择性氧化醇类中氧原子的转移过程,对醇类光催化选择性氧化的机理进行了非常有开创性的探索。
3.4其他反应光催化技术以其独特的性能应用在氨基酸环化作用上。
同样利用半导体光催化剂，氨基酸环化反应不象一般光催化氧化还原反应那样，一般光催化反应氧化还原是分开独立进行的，而在氨基酸环化的过程中，反应物先被氧化，后经过还原，最终生成环状氨基酸，生成物含有两种结构，一种保持原来的手性，另外一种失去了手性，这一系列过程引起了人们的浓厚兴趣，Ohtani B等对选择性环化氨基酸作了较详细的综述。
伯胺转化成亚胺，可通过光催化氧化还原反应完成，伯胺先经过氧化脱氨生成醛，醛与伯胺脱水产生碳氮双键，再经还原生成亚胺。
4.结语光催化有机合成的提出，开辟了一条新的合成路线，光催化有机合成通常在常温、常压进行，易操作，一般不会产生二次污染，在聚合、烯烃的环氧化、羰基化等有机反应上已经引用了光催化技术，并取得了丰富的成果，但至今为止，还没有一项光催化合成技术实现工业化，最主要原因就是转化率低。