Fotokatalitičke reakcije sa 2,4,5,6-tetrakis(difenilamino)izoftalonitrilom kao katalizatorom u prisustvu natrijum-formijata

Kada molekuli apsorbuju svetlost prelaze u pobuđeno stanje i postaju reaktivniji nego kada se nalaze u osnovnom stanju. Energija svetlosti se na taj način koristi za aktivaciju malih organskih molekula i generisanje reaktivnih vrsta koji potom podležu hemijskim transformacijama. Hemijske reakcije pomoću vidljive svetlosti su važne za organsku sintezu jer su efikasnije ili omogućavaju reaktivnost koju je nemoguće postići upotrebom tradicionalnih metoda. Ove reakcije se odigravaju na sličan način kao i biološki procesi potpomognuti svetlošću (poput fotosinteze) – uz pomoć katalizatora koji apsorbuje svetlost. U fotoredoks katalizi,1 molekul fotokatalizatora u pobuđenom stanju razmenjuje jedan elektron sa molekulom supstrata. Tokom ovog procesa, koji je u hemijskoj literaturi poznat kao PET (eng. photoinduced electron transfer) supstrat se transformiše u reaktivni slobodni radikal i potom podleže daljim transformacijama dajući jedan ili više krajnjih proizvoda. Ove reakcije se obično dešavaju na sobnoj temperaturi, jer se energetska barijera neophodna da bi se odigrala hemijska reakcija prevazilazi pomoću energije svetlosti. U proteklih deset godina, polje fotoredoks katalize je doživelo izuzetno veliku ekspanziju, ali ipak neka ograničenja i dalje postoje. Jedno od njih je da pobuđeni fotokatalizator bude izuzetno jako redukciono sredstvo, po jačini uporedivo sa alkalnim metalima (poput elementarnog litijuma ili natrijuma). Razlog ovog ograničenja je taj što foton vidljive svetlosti ne poseduje dovoljno energije. Međutim, u literaturi je opisano nekoliko fotokatalitičkih sistema i strategija kojima se ovaj problem može prevazići i čijom se upotrebom mogu postići jako redukcioni uslovi i dostići izuzetno niski redoks potencijali. Zajedničko za sve ove strategije je to da se u reakciji generiše radikal-anjon fotokatalizatora koji (takođe) apsorbuje vidljivu svetlost, prelazi u pobuđeno stanje i postaje izuzetno jako redukciono sredstvo (super-reducens) po jačini uporedivo sa alkalnim metalima.