Fotoredoxaktiverade

Fotoredoxaktiverade reaktioner är kemiska omvandlingar som drivs av fotoredoxkatalys, där ett fotokatalysator absorberar synligt ljus och når ett exciterat tillstånd som medierar enkel-elektronöverföring med substrat. Genom denna elektronöverföring bildas radikala eller radicalförande mellanprodukter som kan leda till olika bindningsbyten under ofta milda förhållanden. De kan vara redoxneutral eller involvera återställning av katalysatorn via en oxidant eller en reduktant.

Mekanismerna delas ofta in i två huvudcykler: oxidative quenching där den exciterade katalysatorn oxiderar substratet och blir reducerad, följt av återgång till sin grundtillstånd genom återoxidation; och reductive quenching där den exciterade katalysatorn reducerar substratet och återbildas av en oxidant. Olika fotokatalysatorer möjliggör olika redoxprocesser och radikala intermediärer. Vanliga fotokatalysatorer är metallkomplex som Ru(bpy)3^2+ och Ir(ppy)3 samt organiska färgämnen som eosin Y och Rose Bengal. Dessa har olika fotokemiska och redoxmässiga egenskaper och gör det möjligt att generera specifika radikaler utan hård kemisk aktivering.

Användningsområdet för fotoredoxaktiverade reaktioner är brett och inkluderar C–C- och C–heteroatomkopplingar, decaboxylativa kopplingar där karboxyler fungerar som radikalprecursorer, Giese-liknande radikaladditioner till olefiner, aryl- och alkylkopplingar samt C–H-funktionalisering och hydrofunktionalisering. Fördelarna inkluderar milda förhållanden, bred funktionell tolerans och möjligheten till late-stage funktionalisering. Begränsningar inkluderar behov av ljuskälla och lämpliga optiska vägar, samt ibland kostsamma katalysatorer och krav på strikt kontroll över luft och fukt. Flödesfotokemi har också gjort det möjligt att skala upp dessa reaktioner.