光化學(xué)等技術(shù)可能會(huì)徹底改變合成技術(shù)方法。作為“清潔，無痕的試劑”，不同的光波長可以用作化學(xué)藥品的驅(qū)動(dòng)力反應(yīng)。連續(xù)流光化學(xué)，即光照射，有助于縮短反應(yīng)時(shí)間，改善傳質(zhì)特性，可擴(kuò)展性更直接并且可以經(jīng)濟(jì)高效地收獲產(chǎn)品。

圖1 連續(xù)流光化學(xué)

連續(xù)流光化學(xué)在有機(jī)合成中優(yōu)勢：

（1）快速混合，

（2）快速熱交換，

（3）多相化學(xué)，

（4）可放大，

（5）安全性，

（6）提高反應(yīng)混合物的輻照度

（7）提高了反應(yīng)的選擇性和重現(xiàn)性，

（8）可實(shí)現(xiàn)一步或多步反應(yīng)，

（9）固定催化劑。

利用廉價(jià)的自由基三氟甲基化反應(yīng)三氟乙酸酐（TFAA）作為CF3來源

蛋氨酸的光催化氧化反應(yīng)已在工業(yè)規(guī)模上探索了向蛋氨酸亞砜的方向

解決室內(nèi)空氣等環(huán)境問題

污染物和水污染

室內(nèi)空氣污染物和水污染使用連續(xù)流光化學(xué)法已被使用。對(duì)于每種情況，這

該策略基于流動(dòng)類型下的光催化過程。室內(nèi)空氣污染是最主要的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)之一，因?yàn)橐话銇碚f，人們花費(fèi)他們大部分時(shí)間在室內(nèi)，對(duì)健康的影響例如刺激鼻子和喉嚨，頭痛，頭暈，疲勞（即時(shí)影響）和呼吸系統(tǒng)疾病，心臟病和可能會(huì)發(fā)展出癌癥（長期影響）。在大多數(shù)情況下，易揮發(fā)有機(jī)化合物（VOC），例如脂族和環(huán)狀烴，芳烴，烯烴，苯，甲苯，醛和其他無機(jī)化合物，例如NOx，SOx和NH3是室內(nèi)空氣污染的來源。依靠連續(xù)流光化學(xué)，由固體組成的流系統(tǒng)通過光輻射活化的半導(dǎo)體催化劑空氣凈化被認(rèn)為是一種經(jīng)濟(jì)高效的方法。在這種情況下，光催化氧化（PCO）是一種創(chuàng)新且鑒于大多數(shù)PCO反應(yīng)器都使用TiO2，因此該方法很有希望作為被紫外線激活的催化劑。

在紫外線（UV）的作用下，TiO2催化劑產(chǎn)生h +和e，具有強(qiáng)力的氧化作用和還原劑。因此，有機(jī)化合物在空氣中發(fā)現(xiàn)，例如甲醛，可以轉(zhuǎn)化為良性的

和無味的絡(luò)合物，即H2O和CO2。 TiO2與不同類型的流動(dòng)反應(yīng)器集成在一起，可以幫助最大限度地提高連續(xù)流光化學(xué)的潛力室內(nèi)空氣凈化。

水研究對(duì)于可持續(xù)的未來至關(guān)重要，并且找到更好的解決方案以應(yīng)對(duì)當(dāng)前包括水污染在內(nèi)的社會(huì)挑戰(zhàn)至關(guān)重要。由于流動(dòng)反應(yīng)器的表面積與體積之比大，因此傳質(zhì)效率高和光子轉(zhuǎn)移的光催化水凈化得到顯著改善。值得注意的是，連續(xù)流光化學(xué)中的高級(jí)氧化過程（advanced oxidation processes，AOPs）已吸引

研究興趣，它們可以作為一種有效的手段用于水凈化。到目前為止，有兩種策略

與流動(dòng)反應(yīng)器集成時(shí)使用最多的TiO2催化和鐵催化的光芬頓反應(yīng)。通常，前者是非均相光催化反應(yīng)，后者是均相光催化。對(duì)于使用AOP的常規(guī)水處理，羥基自由基（OH）在降解各種類型的污染物，因?yàn)樗鼈冊谒芤褐芯哂泻軓?qiáng)的氧化活性解決方案。

二氧化碳的光還原

全球能源需求和氣候變化是兩大挑戰(zhàn)面向21世紀(jì)的挑戰(zhàn)。 作為氣候變化的小分子，由于二氧化碳含量低，因此產(chǎn)生了廣泛的研究反應(yīng)性和明顯的穩(wěn)定性，此外還有從化學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樯唐泛透吒郊又狄栽佑行У姆绞绞褂没瘜W(xué)藥品。盡管無數(shù)轉(zhuǎn)換必須解決的基本問題將CO2轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的C1~ Cn產(chǎn)品和中間體。

使用光氧化還原活化在流動(dòng)條件下，通過單電子還原途徑，二氧化碳被發(fā)現(xiàn)與適當(dāng)選擇的胺偶聯(lián)以可行的方法生產(chǎn)α-氨基酸。以1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine為光催化劑，在常壓CO2條件下，在連續(xù)流動(dòng)條件下進(jìn)行苯乙烯的直接β選擇性羥基化反應(yīng)。應(yīng)該指出的是，這種策略可用于優(yōu)化傳統(tǒng)批處理?xiàng)l件下不易變化的參數(shù)，顯然，短路徑的光長度和這種技術(shù)的優(yōu)越混合可以提高光化學(xué)轉(zhuǎn)化的效率。

太陽能的利用率

化石燃料供應(yīng)的減少導(dǎo)致了對(duì)新的，清潔和可持續(xù)的能源。將太陽能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能是一條吸引人的途徑。No?l及其同事報(bào)道了一個(gè)用戶定義的光反應(yīng)器。 該裝置由能夠直接捕獲漫射陽光的微通道組成，然后 將其轉(zhuǎn)換為波長更窄的光。 當(dāng)使用亞甲基藍(lán)（MB）作為光催化劑時(shí)，基于相關(guān)的基準(zhǔn)反應(yīng)，即在流動(dòng)反應(yīng)中單線態(tài)氧與9,10-二苯基蒽（DPA）的[4 + 2]環(huán)加成，轉(zhuǎn)化效率（日光 化學(xué)能）高達(dá)10％。 可以預(yù)料，從許多有針對(duì)性的研究中，將始終觀察到流動(dòng)下的太陽能驅(qū)動(dòng)的光催化轉(zhuǎn)化，這些轉(zhuǎn)化為將連續(xù)流光化學(xué)納入各種可持續(xù)技術(shù)提供了充分的基礎(chǔ)。

生物醫(yī)學(xué)設(shè)備

通過直接遞送藥物可有效緩解疼痛的靶向藥物遞送技術(shù)可滿足需要較少或不需要口服藥物的患者。 Schmuki及其同事已使用填充了Fe3O4的TiO2納米管作為可移動(dòng)的光催化劑，通過交聯(lián)結(jié)合了紫藍(lán)熒光標(biāo)記物作為模型藥物，從而創(chuàng)建了有效的時(shí)空控制藥物釋放系統(tǒng)[35]。 紫外光照射下，磁性TiO2納米管可以選擇性地釋放模型藥物。 此外，利用其光催化活性，已經(jīng)利用了這種特異性系統(tǒng)殺死癌細(xì)胞（HeLa腫瘤細(xì)胞）的潛力。

紫外線具有三個(gè)不同的波段：UV–A（320~ 420 nm），UV-B（275 ~320 nm）和UV-C（200~275 nm）。通過識(shí)別具有特定波長的合適的紫外線流動(dòng)反應(yīng)，改變紫外線燈的形狀以匹配流動(dòng)反應(yīng)器，以確保紫外線可以精確到達(dá)其位置。因此，需要將紫外線的散射損失降至最低，這很可能會(huì)提高集光效率。此外，紫外線最常由太陽產(chǎn)生，被運(yùn)送到地球的大氣層。人們可以優(yōu)化通過轉(zhuǎn)換效率（將太陽光轉(zhuǎn)換為化學(xué)能）。探索新型的發(fā)光太陽能聚光器（LSC）是一種環(huán)保的照明選擇，因?yàn)樗鼈兛梢蕴峁┫鄬?duì)較窄的發(fā)射帶（20 nm）。值得注意的是，緊湊熒光燈（包括紫外線燈）會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，但LED燈產(chǎn)生的熱量不到10％。熱量減少減少能源浪費(fèi)。不需要鎮(zhèn)流器（變壓器）LED燈，因此LED燈工作所需的能量更少。

在大多數(shù)情況下，LED燈所消耗的電流要比其少40％–80％熒光燈，白熾燈和鹵素?zé)?。最少的大量的能源，有害物質(zhì)和廢物，LED是與節(jié)能燈相比，是最佳的節(jié)能替代品。有趣的是，最近的一篇論文表明，LED燈可以充當(dāng)反應(yīng)參數(shù)。至于全氟烷基化反應(yīng)連續(xù)流光反應(yīng)器，通過篩選輻照波長（16個(gè)帶不同波段的LED陣列），已揭示了反應(yīng)的波長選擇性。無疑，輕具有高能效和選擇性的能源特定反應(yīng)對(duì)于連續(xù)流的研究至關(guān)重要光化學(xué)。為了避免流動(dòng)反應(yīng)器的潛在堵塞，人們更喜歡使用大量溶劑。

溶劑的選擇為在流動(dòng)型下運(yùn)行光敏反應(yīng)提供了經(jīng)濟(jì)、可靠、安全的依據(jù)。首先,一個(gè)簡單的策略可以幫助選擇合適的溶劑:測定了不同原料的紫外-可見光譜溶劑種類和鑒定體系以最高整體吸光度。通過這樣做，可以收集光能在最大程度上。第二，目前，活性藥物原料藥(APIs)已由這種技術(shù)生產(chǎn)。在這方面，為了患者的安全，適當(dāng)溶劑的選擇是最重要的，因?yàn)闅埩羧軇┛赡軒斫】碉L(fēng)險(xiǎn)。基于分類的美國藥典(http://www.usp.org)，溶劑均為評(píng)估了它們對(duì)人類健康的可能風(fēng)險(xiǎn)并進(jìn)行了分類接下來的三個(gè)類。第一類:溶劑應(yīng)為避免，如C6H6、CCl4、CH2ClCH2Cl等(已知人類)致癌物質(zhì))。2類:溶劑應(yīng)限制，如CH3CN，C6H5Cl, CHCl3, DMF, CH3OH等(非遺傳毒性動(dòng)物致癌物或其他不可逆轉(zhuǎn)的可能病原體毒性)。第3類:對(duì)人體具有低毒潛能的溶劑如C2H5OH、CH3COOC2H5、CH3COCH3和(C2H5)2O。連續(xù)流光化學(xué)在制藥工業(yè)中的應(yīng)用使用毒性較小的溶劑是至關(guān)重要的。第三，出于安全考慮，應(yīng)注意自燃溫度和燃點(diǎn)溶劑的選擇。