影像科学与光化学  2014, Vol. 32 Issue (5): 411-414   PDF (2041 KB)    
前言
佟振合, 王雪松

在2013年8月7日~10日召开的第十三届全国光化学学术讨论会期间,《影像科学与光化学》编委会召开了工作会议。会上各位编委对本刊未来的发展建言献策,包括组织若干主题的特刊和专辑。鉴于光化学反应这一重要研究领域近年来国际上的快速发展态势和我国研究人员在该领域中诸多引人关注的工作,决定由我们负责组织“光化学反应”主题专辑。在向国内该领域做出杰出工作的研究人员发出邀请后,得到积极响应。现将这些特约综述和原始研究论文集成本专辑,以期给相关领域的广大研究人员提供一个比较全面综合的参考,促进我国光化学反应研究工作更为广泛和深入的开展。

光化学是研究处于电子激发态的分子结构及其物理化学性质的科学,早期的研究主要聚焦在激发态的形成、结构、物理特性和化学行为,重点研究新的光化学反应、探索反应机理、解释和归纳光物理现象等。随着实验技术和基础理论的发展和完善,光化学研究达到了一个新的高度,正在与材料、能源、生命、信息、环境等学科交叉融合,呈现出前所未有的发展机遇。在光化学众多应用领域中,化合物的高效绿色合成始终占据着极为重要的位置,光化学反应研究也因此成为光化学领域长久不衰的重要方向。与热化学主要研究官能团的反应类似,以往光化学主要研究在紫外-可见光区有吸收的基团(发色团)的反应,其中对芳烃的二聚、羰基的Norrish Ⅰ和Norrish Ⅱ反应、烯烃的电环化等光化学反应的深入研究奠定了有机光化学的基础。经过40余年的发展,继续发现发色团新的光化学反应的空间已经有限,在这样的形势下,近年来利用可见光活化惰性化学键的发现无疑为有机光化学的发展提供了新的机遇和挑战。人们利用激发态半导体、金属配合物或有机染料具有较基态更强的给受电子能力这一性质,促使光敏化剂(光催化剂)与底物在可见光激发下发生电子转移,生成底物的正离子自由基或负离子自由基,引发后续反应,实现了多类惰性化学键,包括sp3 C—H键、sp2 C—H键以及C—杂原子惰性键的活化与官能化。在本专辑中,华中师范大学肖文精、陆良秋等综述了近年来可见光促进的光氧化还原催化的三氟甲基化反应;南京大学徐建华、张艳等综述了电子转移光氧化反应在有机合成中的应用;中科院理化技术研究所吴骊 珠、孟庆元等报道了可见光催化的N-苯基四氢异喹啉交叉脱氢偶联反应;大连理工大学赵建章和黄灵探索了具有强可见光吸收的富勒烯-Bodipy衍生物作为光催化剂在硫醚光催化氧化中的应用。这些综述文章和原始研究论文一定程度上反映出可见光敏化的氧化还原光催化反应研究在当今光化学反应领域的重要位置及活跃程度。

与热化学反应不同,光化学反应一般不需要活化能,或者只需要很小的活化能,因此可以在室温甚至低温下进行,实现温和条件下的物质转化。光化学反应这一特性一方面为构筑热化学反应难于构筑的复杂结构(如高张力化合物)提供了有效的策略,另一方面也给手性目标产物合成中实现高的立体选择性带来了巨大的挑战。如何提高光化学反应的选择性,尤其是立体选择性,一直是光化学领域的难点和热点问题。在本专辑中,哈尔滨工业大学的夏吾炯和李冰报道了二环[3.1.0]己烷酮衍生物的固相不对称光化学反应研究,向我们展示了实现光化学反应高立体选择性的一个行之有效的重要手段。

光物理与光化学可以看作是光与物质相互作用这一重大问题的两个侧面,对光化学过程的深入理解不仅是拓展其在多领域应用的前提,也会极大程度上促进光物理过程在众多相关领域的应用。以近年来备受关注的四苯基乙烯及其衍生物为例,它们所具有的聚集诱导发光(Aggregation Induced Emission)这一独特的光物理性质被广泛用于荧光成像、生物标记等领域,但在这些研究中该类化合物的光化学反应特性却少有人问津。中科院理化技术研究所的李嫕和曾毅等注意到该类化合物的光氧化反应会显著影响它们的荧光性质,在本专辑中报道了四苯基乙烯衍生物光物理和光化学研究。李嫕和陈金平等还在本专辑中报道了他们在六苯基苯衍生物分子内光化学关环反应方面的最新研究结果。

需要说明的是,由于时间仓促和版面限制,本专辑无法将我国所有的与“光化学反应”主题有关的工作都包括进来,对此我们深表遗憾。

我们相信,经过科研人员的共同努力,我国在光化学反应领域的工作会愈加出色,国际影响力也将日益提高。在本专辑出版之际,我们感谢光化学相关领域的国内外同行对本刊一贯的大力支持!感谢编辑部张俐等老师对于本专辑每篇论文投入的努力!

佟振合 王雪松
2014年8月20日

佟振合,1937年9月出生,中国科学院理化技术研究所研究员,中国科学院院士。

1963年本科毕业于中国科学技术大学化学系,1983年美国哥伦比亚大学化学系获博士学位,1987年任中国科学院感光化学所研究员,1999年至今任中国科学院理化技术研究所研究员,1999年当选为中国科学院院士。

曾任中国科学院感光化学研究所所长,中国科学院化学部副主任等职。现为中国科学院理化技术研究所科技委员会主任、亚洲光化学会理事、国际刊物Photochem. Photobiol.副主编、J. Photosci.、J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev.、Chem. Asian J.、J. Phys. Org. Chem.等刊物的国际编委。

多年从事超分子有机光化学的研究,在微反应器控制的光化学反应的选择性、超分子体系中的电子转移和能量传递等方面的系统性工作,已在国内外核心刊物Acc. Chem. Res.、J. Am. Chem. Soc.等发表论文三百余篇。

1992年荣获中国科学院自然科学奖二等奖(第一完成人),2003年荣获何梁何利基金科学与技术进步奖,2005年荣获国家自然科学奖二等奖(第一完成人),2008年荣获亚洲及大洋洲光化学学会成就奖,2010年荣获中国化学会——中国石油化工股份有限公司化学贡献奖,2011年荣获物理有机化学成就奖。

联系地址:北京市海淀区中关村东路29号 中国科学院理化技术研究所

邮编:100190

E-mail: chtung@mail.ipc.ac.cn

王雪松,1968年6月出生,中国科学院理化技术研究所研究员。

1991年中国科学技术大学理学学士,于1996年获中国科学院感光化学研究所理学博士学位。曾任中国科学院感光化学研究所助理研究员、副研究员;1998年至2000年美国夏威夷大学化学系博士后,2001年日本大阪大学高级访问学者。

主要从事有机光化学、光物理领域应用基础研究和产业化开发工作,包括药物及药物中间体光化学合成、光疗药物设计合成及机理研究、光电转换和光化学转化材料与器件研究。完成和承担了国家973、863、基金委、中科院知识创新工程等十余项研究课题和子课题。

Adv. Func. Mater.、Chem. Commun.、Chem. Eur. J.、Inorg. Chem.、J. Phys. Chem.等国内外重要刊物上发表论文一百四十余篇,申请中国发明专利十项。

参与的“光敏电子转移反应及太阳能利用”研究项目1995年荣获中国科学院自然科学二等奖,“维生素D3生产新工艺”2007年荣获国家科技进步二等奖。2008年荣获亚洲及大洋州光化学学会青年科学家奖。

联系地址:北京市海淀区中关村东路29号 中国科学院理化技术研究所

邮编:100190

E-mail: xswang@mail.ipc.ac.cn