近日，中国科学院上海有机化学研究所研究员田佳与香港城市大学教授叶汝全、香港大学教授David Phillips、江苏大学教授杜莉莉合作，在超分子组装体光催化CO2还原制CH4方面取得重要进展。近日，相关研究成果以Artificial spherical chromatophore nanomicelles for selective CO2 reduction in water为题，以长文(Research Article)形式，在线发表在《自然-催化》(Nature Catalysis)上。
有机光催化是指在有机化学反应中利用光能激发催化剂，从而促进反应的进行。它基于光催化剂的吸收光能后产生激发态，通过与反应物发生相互作用，引发反应路径的改变，提高反应速率或选择性。
在有机光催化反应中，通常涉及以下几个关键步骤：
1. 光激发：光催化剂吸收光能，从基态激发到激发态。这通常需要适当的波长和强度的光源，以激发光催化剂的电子。
2. 能量转移：在激发态下，光催化剂与反应物之间发生能量转移过程。光催化剂将能量转移到反应物上，引发反应物的激发态形成。
3. 能量利用：反应物的激发态经过一系列反应路径的变化，可能发生键形成、断裂、官能团化等反应过程。光催化剂的作用是调整反应路径，降低反应活化能，从而提高反应速率或改变反应的选择性。
实践中，有机光催化可以在有机合成中发挥重要作用，提供高效、选择性和环境友好的合成方法。以下是一些常见的实践运用：
1. C-C键形成：有机光催化可以促进C-C键的形成，如亲核加成、烯丙基化、羟基烷基化等反应。这些反应通常涉及碳碳键的活化和形成，通过光催化剂的作用，可以实现高效的C-C键形成反应。
2. C-H官能团化：有机光催化可以促进C-H键上的官能团化反应，如氧化、氨基化、烷基化等。通过光催化剂的激发态，可以激发反应物的C-H键，使其发生官能团化反应，实现选择性官能团转化。
3. 光诱导的串联反应：有机光催化可以实现多步反应的串联，通过适当的反应条件和光催化剂的选择，可以将多个反应步骤整合到一个反应体系中，提高合成效率和产物多样性。
4. 不对称合成：有机光催化可以在不对称合成中发挥重要作用，通过选择性激发和反应路径的调控，实现手性药物和化合物的合成。
在运用有机光催化时，需要注意以下几点：
- 光催化剂的选择：选择适合特定反应的光催化剂，考虑其光学性质和反应性能。
- 光源的选择：根据光催化剂的吸收特性选择合适的波长和强度的光源。
- 反应条件的优化：光催化反应受到温度、溶剂、反应物浓度等因素的影响，需进行优化调整。
- 反应机理的理解：理解光催化反应的机理和关键步骤，有助于合理设计反应条件和优化合成路线。
总之，有机光催化是一种强大的合成工具，可以提供高效、选择性和环境友好的有机合成方法。在实践中，有机光催化是利用光能激发催化剂，从而促进有机化学反应进行的现象。它基于光催化剂吸收光能后产生激发态，通过与反应物发生相互作用，引发反应路径的改变，提高反应速率或选择性。
