fotoredoxprocessen

Fotoredoxprocesser är kemiska reaktioner som utnyttjar fotoredoxkatalys för att genomföra redoxreaktioner med hjälp av ljus. En fotokatalysator absorberar synligt ljus och når ett upphetsat tillstånd som kan överföra elektroner till eller från ett substrat. Genom en enkel elektronöverföring skapas radikala mellanprodukter som kan bilda nya bindningar under ofta milda villkor. Regenereringen av fotokatalysatorn sker vanligtvis via en sacrificial electron donor eller acceptor, eller i samarbete med en annan katalysator, så att cykeln kan upprepas.

Mekanismen delas ofta in i två huvudvägar: oxidativ kvenching och reduktiv kvenching. I oxidativ kvenching överför substratet en elektron till det upphetsade fotokatalysatorn, vilket ger en radikal mellanprodukt och en katalysator i oxidationsstadiet. I reduktiv kvenching överför fotokatalysatorn en elektron till substratet, vilket genererar en radikal mellanprodukt och en reducerad katalysator. Båda vägarna leder till nya kemiska transformationer via radikala intermediärer, och slutligen återställdes fotokatalysatorn till sitt neurala tillstånd.

Vanliga fotokatalysatorer inkluderar metallkomplex som Ru(bpy)3^2+ och Ir(ppy)3 samt organiska färgämnen som eosin Y och rose bengal. Nya utvecklingar omfattar organiska fotokatalysatorer som erbjuder olika redox-egenskaper och bättre miljöprofil. Reaktionerna används för C–C och C–N/C–O bildningar, dehalogenering, decarboxyleringar, hydrofunctionalization och olika cycliseringar, ofta med bred funktionell grupptolerans och i flytande eller småskaliga system. Fördelen är generellt milda, flaskvänliga villkor och möjligheten att utnyttja synligt ljus som energikälla; begränsningar inkluderar kostnader för vissa katalysatorer och behov av kontrollerad ljus- och syrefri miljö för vissa system.