Фотохимия — это область химии, изучающая химические реакции, инициируемые поглощением света (фотонов) молекулами. В органическом синтезе свет выступает не просто как источник тепла, а как реагент, способный переводить молекулы в возбужденное электронное состояние, что открывает совершенно новые пути реакции, недостижимые термически. Поглощение фотона определенной длины волны переводит молекулу из основного состояния в возбужденное, которое обладает повышенной реакционной способностью и может участвовать в различных превращениях: гомолитический разрыв связей с образованием радикалов, реакции изомеризации (например, цис-транс-изомеризация), реакции циклоприсоединения (например, [2+2] циклоприсоединение алкенов), перегруппировки и фотоокисление. Фотохимические реакции часто обладают высокой селективностью и могут быть использованы для синтеза сложных молекул, включая природные соединения и фармацевтические препараты. Например, фотохимическая [2+2] циклоаддукция является ключевым этапом в синтезе некоторых природных продуктов, содержащих циклобутановые кольца. Контроль длины волны света (с использованием различных источников света и фильтров) позволяет селективно возбуждать определенные функциональные группы и направлять реакцию. Фотохимические процессы требуют специального оборудования, такого как фотохимические реакторы с источниками УФ- или видимого света, инертной атмосферы и охлаждения для контроля температуры. Фотохимия является мощным и 'чистым' методом синтеза, поскольку свет как реагент не оставляет побочных продуктов.