太阳光是一种丰富而容易获得的能量资源,在推动有机合成反应中有巨大潜力。近些年来,光催化使得许多有机合成得以实现,取得了重大的进展。这些光催化剂主要是贵金属钌或铱等络合物和具有大分子共轭的物质,为均相光催化剂,其应用最广的是:钌或铱等与联吡啶形成的络合物。然而由于这些光催化剂比较昂贵、且含有贵金属或有毒的配体,无法回收利用,有一定的局限性。相比而言异相光催化剂廉价易得、可循环利用、无毒无污染。近些年,多相光催化的单电子转移陆续实现了 Diels-Alder和Click等反应,在光合成应用中初步展示出极大的应用潜力。然而可见光驱动的、异相光催化实现烯烃的碳碳键构筑,尤其是形成环状产物的反应,目前研究很少。在本硕士论文中,我们用异相光催化剂,通过单电子转移,实现了烯烃的内过氧环化、[2+2]环加成反应,合成了内过氧化物、环丁烷等化合物的一系列衍生物。论文分为以下几个部分:第一章,首先对环状化合物进行简要介绍,接着对传统催化和光催化实现环状化合物的方法进行总结,最后通过多相光催化与均相光催化的比较,提出本论文的设计思路。第二章,本章以二氧化钛为光催化剂、O2作为氧化剂,不需要添加剂,实现了分子内烯醚的光催化内过氧化反应,合成了一系列内过氧化合物,并对产物中的氧源、机理进行了详细的追踪与研究。我们的结果表明:二氧化钛和溶剂界面为两个短寿命的物种阳离子自由基和O2-提供了一个平台,促进两个活性物种的环加成,从而实现内过氧化物的构筑。机理表明:底物通过单电子氧化、重排生成阳离子自由基,导带电子还原氧气生成超氧自由基,超氧自由基与阳离子自由基作用生成内过氧化产物。水和基态氧作用生成γ-羟基酮副产物。第三章,本章以30%AgI-Ag3O4为异相光催化剂,在可见光的激发下实现了烯烃的[2+2]环加成。此反应底物普适性比较好,分子间的烯烃和分子内的烯醚都能以比较好的收率得到环丁烷类化合物。此多相光催化剂廉价易得,可以多次循环利用,可以实现太阳光下的克级反应。机理表明:底物通过电子转移生成阳离子自由基,阳离子自由基与另一分子烯烃加成生成1,4-歧化阳离子自由基,进而被电子还原,实现环丁烷类化合物的构筑。