可见光催化,相比于传统的合成方法,依靠阳光提供的最可持续的能源,已经成为实现独特的化学反应性的绿色且温和的方式。相比于其他光催化剂,有机染料光催化剂在光下的吸收效果显著,并且它们的光氧化还原性质更可控,能通过一定的设计和合成来微调。有机染料类光催化剂价格便宜,易操作,且分子中不含有金属离子,毒性低,使得反应在后处理上比较方便,且对环境更加友好。本文通过对尾孢菌素,这种天然存在的脂溶性苝醌类化合物光敏剂展开了研究,实现了一系列光催化反应,扩展了尾孢菌素的应用范围。接下来对所做的具体工作作简单介绍:第一部分是将发酵得到的尾孢菌素作为催化剂,在可见光照射下实现了含氮杂环化合物的合成,并进行了广泛的底物扩展。我们研究了[4+1]环化反应的底物耐受范围,包括吸电子基团,给电子基团以及呋喃和吡啶类似物,结果表明除吡啶外,其他基团都以65%到90%的产率得到产物;而对于[4+2]环二聚反应,给电子,吸电子和中性基团产物几乎都得到了70%以上的产率。之后我们通过自由基捕捉实验和电子自旋共振检测等实验给出了两类含氮杂环化合物合成的可能的反应机理。通过这部分工作我们建立了微生物发酵和有机光催化之间的联系,并且以可持续,环保的方式构建了含氮杂环。第二部分是将尾孢菌素衍生物应用于芳基酯化。我们进行了条件筛选并探索了芳基酯化的底物范围,证明了不同取代基的芳基溴化物均可以与苯甲酸进行酰氧基化,并且酯化可以耐受羧酸上的各种官能团,底物选择范围广泛,表明尾孢菌素衍生物在芳基酯化反应中有较大的优势。第三部分是用尾孢菌素和过渡金属制备新型光催化剂,并且尝试利用与尾孢菌素相似结构的,但相对来说廉价易制备的9-氧化邻苯二酚与钌结合并应用于选择性氧化反应,结果表明9-氧化邻苯二酚与钌结合的三种配合物在氧化胺类到醛类和氧化硫化物到亚砜都有不错的表现。我们随后也成功将尾孢菌素和钌进行了与9-氧化邻苯二酚相同的配合,得到了三种配合物,并对其理化性质进行了探索。