有機(jī)光化學(xué)反應(yīng)的類型和特點(diǎn)
有機(jī)光化學(xué)反應(yīng)的類型和特點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面:
自激發(fā)過(guò)程:有機(jī)反應(yīng)底物直接吸收光變成激發(fā)態(tài)中間體,進(jìn)而自身發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者與其它底物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。由于大部分有機(jī)底物的吸收波長(zhǎng)在紫外區(qū),所以此方法主要利用的是紫外光。
光引發(fā)過(guò)程:通過(guò)光引發(fā)劑吸光產(chǎn)生自由基中間體/離子中間體,自由基中間體/離子中間體進(jìn)一步與底物反應(yīng)產(chǎn)生新的自由基/離子進(jìn)而引發(fā)自由基/離子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。凡是能吸光之后產(chǎn)生自由基/離子,并進(jìn)一步引發(fā)自由基/離子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的材料都可以稱作光引發(fā)劑(Photo-initiator)。光引發(fā)劑吸收一個(gè)光子可以引發(fā)成百上千個(gè)化合物參與反應(yīng),光利用效率極高,光量子產(chǎn)率φ>1,因此,含有光引發(fā)劑的自由基/離子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)非常有實(shí)際工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
光催化過(guò)程:主要依靠光催化劑吸收光,激發(fā)態(tài)光催化劑直接與底物發(fā)生反應(yīng),最終光催化劑回到基態(tài),底物通過(guò)光催化劑作用生成產(chǎn)物的反應(yīng)。光催化劑雖然參與了反應(yīng)過(guò)程,但是從整個(gè)反應(yīng)過(guò)程角度來(lái)看,光催化劑不消耗不增加,最終保持不變。
光敏激發(fā)過(guò)程:是通過(guò)光敏劑吸收光進(jìn)入激發(fā)態(tài),激發(fā)態(tài)光敏劑將能量傳遞給底物、光催化劑或者光引發(fā)劑使它們進(jìn)入激發(fā)態(tài)而自身回到基態(tài)的反應(yīng)。獲得光敏劑能量的化合物激發(fā)后可以經(jīng)歷a過(guò)程自身直接反應(yīng);或經(jīng)歷b過(guò)程引發(fā)底物反應(yīng);或經(jīng)歷c過(guò)程自身回到基態(tài),使其他反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)生成產(chǎn)物。
此外,有機(jī)光化學(xué)反應(yīng)還包括重排反應(yīng)、取代反應(yīng)和鏈反應(yīng)等類型。這些反應(yīng)類型均屬于直接光化學(xué)反應(yīng),有時(shí)也引入光敏劑以促進(jìn)光反應(yīng)的進(jìn)行,稱光敏反應(yīng)。