可见光介导的光氧化还原催化已发展成为传统有机合成的一种高效、温和的替代方法。受涉及复杂自组装系统的自然光合作用机制的启发，最近研究人员着眼于在光氧化还原催化过程中进行超分子化学，提高已知化学反应的效率，以及开发用于难以实现的转化的先进方法。超分子工程提供了通过各种自组装策略定制传统光氧化还原催化剂性能的能力，并通过与不同化学成分的非共价相互作用扩大了在先进合成中的应用范围。

近日，印度科学培养协会Anindita Das，加尔各答科学、教育和研究所Suman De Sarkar综述了基于有机自组装体系的各种超分子技术在光氧化还原催化合成中的最新进展和关键成果，并阐明了其优势和机制。

文章要点

1）在超分子光氧化还原催化体系中，可以通过非共价策略可以将光敏剂和氧化还原活性催化剂两个独立的组分结合在一起。这极大减少了共价合成的合成工作量，扩大了独立开发各种氧化还原催化剂和光敏剂的范围，从而开发出新的合成方法。从机理优势上看，一方面超分子体系可用于促进电荷分离和抑制电荷复合。另一方面通过超分子相互作用可用于调节氧化还原电位。

2）作者总结了几种典型的定向非共价相互作用介导的光氧化还原催化（氢键结合作用、π-堆积相互作用、电子供体−受体或电荷转移配合物和主−客体配合物），它们具有各种定向超分子相互作用，可以通过改善传统光催化剂的性能或开发非传统的非共价组装催化体系来增强光氧化还原催化活性。

3）模拟植物复杂光合作用的最终关键是模拟有效光氧化反应的区室化。超分子结构作为一种人工隔间，即，胶束、脂质体（由脂质衍生的囊泡）和聚合体(由聚合物衍生的囊泡)引起了极大关注。作者接下来总结了胶束介导的光氧化还原催化过程以及脂质体和聚合体介导的光氧化还原催化过程。

4）近年来，超分子凝胶作为“智能”材料出现，并被用于多种应用。由于自组装凝胶网络可以为光化学过程提供独特和受限的环境，研究人员通过设计和利用超分子凝胶进行光催化。作者强调了超分子凝胶在光催化领域的重要性。

5）作者最后简要展望了超分子光催化研究以及自组装策略的未来发展方向及其前景。

参考文献

Ayan Bhattacharyya, et al, Supramolecular Engineering and Self-Assembly Strategies in Photoredox Catalysis, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.0c04952

https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c04952