光催化和电化学是有机合成化学中最为火热的几个领域之一，其本质都是电子的转移与成键。光催化一般涉及光氧化还原催化剂（Ru、Ir和有机染料等），光催化剂（PC）在光照下（hv）转为激发态，然后与底物（R-X）作用发生单电子转移（SET）历程形成自由基阴阳离子，随后离去阴阳离子等到自由基，随后参与各类有机反应。电化学和光化学类似，然而电化学反应常会过度氧化，发生双电子转移（DET）历程。

光电化学反应池的概念很早之前就有，主要是以半导体作为电极实现太阳能转换，在电解水等领域中得到应用。而光催化电化学有机合成是一个全新的概念，光催化和电化学都涉及SET或DET历程，这一共同点为二者的结合提供了可能。

下面主要介绍两个研究实例。

2018年，厦门大学徐海超老师课题组在电解液中加入Mes-Acr⁺光催化剂，氧化实现光电共同促进的芳杂环C-H烷基化反应。光催化剂在光照下被激发，烷基氟硼酸盐释放出烷基自由基，随后对杂环发生自由基加成反应，与此同时，光催化剂在电极作用下再生。

2019年，Lambert课题组以TAC+为光催化剂，在电化学反应池中实现了氮唑类芳杂环的N-芳基化反应，其反应式和机理如下。

总结：光催化常常需要添加化学计量的氧化剂/还原剂，而电化学常常会发生过度氧化/还原，将两者结合起来往往可以优势互补。目前将两者结合起来的研究实例很少，所以还有很大的发展空间。

参考文献：

[1] Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 2 – 5

[2] Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58,4592–4595

[3] Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 13318–13322