有机光化学已经有超过百年的历史，但绝大多数工作集中在紫外光促进的化学反应上，比如[2+2]环加成，卤化等。由于紫外线能量高且对人体有害，所以紫外光促进的反应需要特殊的光源（比如高压汞灯）和设备（紫外灯箱）。而且高能量的紫外光可以破坏的化学键较多（包括有机化合物中最常见的碳碳键和碳氢键），因此紫外光促进的有机反应的副产物比较多。这些都限制了紫外光化学的应用。众所周知，太阳能是地球上最理想的能源，它是一种取之不尽用之不竭的清洁免费能源。如果能直接利用太阳能作为能量来源将其转化为化学能促进化学转化，那么化学转化将会更加的高效经济且环境友好。太阳光主要是可见波段的电磁波，只包括少量的紫外线和红外线。如果能够直接利用太阳光（或者可见光）促进有机反应将非常有意义。通常的有机小分子是不能直接吸收可见光的，为了解决这一难题，实现可见光促进的有机反应的主要方法是使用光敏剂（或者光催化剂）。光敏试剂在可见光的照射下，由基态跃迁到激发态，激发态的光敏剂除了经历物理衰减回到基态，还可以经历化学“去活化”，将光能转化成化学能，从而促进化学反应。如果光敏剂在传递能量的过程中伴随着电子的转移，那么就会发生氧化还原反应。利用可见光促进的氧化还原反应可以实现传统有机合成化学难以实现的反应，开发出新型的有机光化学反应和氧化还原反应。

俞寿云课题组和张艳课题组利用各自在有机合成化学和有机光化学领域的经验和积累，合作在可见光促进的氧化还原反应领域进行探索，近期取得了系列进展。他们利用光敏剂经可见光激发跃迁后所具有的还原性，实现了多种多取代芳香化合物新的合成方法。例如，利用异氰作为自由基受体来制备多取代菲啶（Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201308376）。该反应是第一例利用可见光促进的自由基异氰插入反应，与传统的自由基异氰插入反应相比，由于整个催化循环过程是氧化还原中性的，因此无需添加当量氧化剂，同时也避免了高毒性的有机锡试剂的使用，是一种温和、高效的制备6位烷基化菲啶衍生物的方法。他们还实现了6位三氟甲基化的菲啶衍生物的简洁的合成方法（Org. Lett., 2013, 15, 5520）。与此同时，他们还报导了一种利用1,3-二羰基溴代物在光氧化还原催化条件下来制备多取代呋喃及多取代2-萘酚的方法（Org. Lett., 2013, 15, 4884）。

为了进一步扩展该类反应的实用性，他们还利用这一合成技术实现了一系列的碳氢键官能团化。碳氢键官能团化是目前有机合成领域非常具有挑战性的课题，已经实现的碳氢键官能团还有很大的局限性，比如使用导向基团，当量的氧化剂，亚当量的贵金属作为催化和很高的反应温度等。他们利用可见光促进的氧化还原反应实现了一系列的碳氢键官能团化，包括烯酰胺和烯醇酯的烷基化，芳基化，三氟甲基化和砜基化（Chem Eur. J., 2012, 18, 15158; Adv. Synth. Catal., 2013, 355, 809; Eur. J. Org. Chem., 2013, 5485 ）。由于光催化剂既可作为还原剂来产生自由基物种，又可作为氧化剂来氧化自由基中间体生成产物，因此反应中无需加入当量的氧化剂或还原剂。由于自由基的高活性，该反应在室温下进行且无需严格无氧条件，操作简便，环境友好，因此，该方法为碳氢键的官能团化提供了一种新的解决方案。

以上工作均得到了科技部973项目、国家自然科学基金和江苏省自然科学基金的资助。（化学化工学院 蒋恒）

图1. 可见光促进的多取代芳香化合物的合成

图2. 可见光促进的碳氢键官能团化