在生理条件下有效地构建或断裂化学键，有助于理解细胞的一系列生理活动过程。生物相容反应需要在中性水溶液中进行，并且要求具有优秀的化学选择性和生物分子相容性。相比于离子型反应，自由基反应受溶剂影响小且易于在水溶液中进行。然而，传统自由基反应需要高温或紫外光的引发，这限制了其官能团普适性。基于目前可见光化学反应的温和条件和优秀化学选择性等特点，我们发展了新型的光催化剂/三价碘试剂反应体系，并且围绕该体系设计开发新的生物分子相容反应。研究工作包括以下四个部分:　　第一部分工作，我们报道了可见光引发的脱硼炔基化反应，该反应具有优秀的化学选择性和官能团兼容性，可以在中性水溶液中进行，与氨基酸、核苷酸、糖、核酸及蛋白质等生物分子相容，甚至在细胞裂解液中进行都不受影响。在此基础上，我们发展出了生物分子相容的光催化剂/三价碘反应体系。　　第二部分工作，烯基羧酸在自由基反应中往往需要过渡金属活化并且需要高温或强氧化剂。我们发现环状三价碘试剂可以起到类似过渡金属活化烯基羧酸的作用，从而利用光催化剂/三价碘体系在温和条件下实现了可见光引发的脱硼烯基化反应。通过单晶衍射证实高价碘/烯基羧酸络合物中间体的存在，从而提出了“三价碘具有活化底物性质”的概念。　　第三部分工作，利用三价碘活化底物的性质，我们进一步对自由基给体α-酮酸进行活化，实现了可见光引发的脱羧炔酮化反应。该反应具有较广的底物范围和官能团兼容性。同时，该反应可在生物大分子环境中进行，能以较快的反应速率在细胞裂解液中原位合成代谢型谷氨酸受体mGlu5的抑制剂。　　第四部分工作，我们通过三价碘的活化性质进一步实现了光敏剂二苯甲酮亚胺的活化，使得光敏剂催化的反应由紫外光范围移动到可见光范围。机理研究表明，光敏剂和底物之间高效的电子转移得益于它们之间的相互作用。这种相互作用可通过外界条件进行调控，从而实现了烷基硼酸和α-酮酸的选择性光致单电子转移反应。