微波合成技术及在有机合成中的应用

2016-03-14杨兆国沈阳科创化学品有限公司辽宁沈阳110144

化工管理 2016年34期

杨兆国(沈阳科创化学品有限公司，辽宁沈阳 110144)

微波合成技术及在有机合成中的应用

杨兆国(沈阳科创化学品有限公司，辽宁沈阳 110144)

社会不断发展进步的同时促使着科学技术也在不断的发展，微波的发明和使用为人们的生活带来了很大的改变。在生活中，人们利用微波对物质产生的作用使得食物能够被加热，这给人们的生活带来了很大的方便。文章通过对微波合成技术的研究和探讨，了解微波的作用原理，以便在今后的生活中发挥更大的作用，同时增强在有机合成中的应用。

微波合成技术;机理;应用

微波属于一种物理现象，但是也被运用到化学当中去了。通过微波化学在有机合成中的运用可以作用在很多的范围内，目前所关注的环境保护也可以运用微波化学来实行。随着科学技术的不断发展，微波化学技术也在不断的提升，在目前的化学领域中，人们对微波的探究越来越关注。通过对微波发展史的了解，使得人们能够更好的研究探索它，充分的发挥微波技术在实践中的运用。

1 微波化学的定义分析

所谓的微波化学主要是指在建立在微波场中的物质特性和相互作用的深入研究基础上发展出来的，理论基础包括电磁场、电磁波、物质结构等理论，然后利用现代的微波技术来深入的研究所形成的一门科学，微波场可以直接作用化学体系从而推进各类的化学反应，与此同时通过诱导可以产生等离子，然后在各种化学反应中被有效利用，前者是一般意义的微波化学，微波对凝聚态的物质的化学作用就明显属于这一条；后一类的例子主要是微波对气态物质的作用。

微波化学这一说法首先是从微波的等离子体的化学发展形成发展的，早在1952年就有学者提出可以利用轴谐振腔来获取微波诱导的等离子体，后来在1981年，已经可以成功的通过微波来增强化学气相的沉积法，并且被广泛的用在了微波电子材料的刻蚀和净化，而且相关的产业已经形成并在不断的完善。

2 微波反应的机理分析

微波对于不同的反应体系产生的作用不同，它不仅可以加热物质，而且还可以对产生一些比较细小的变化过程中，加速物质之间的作用，加快反应；也可以推迟物质之间的反应。从上述的总结来看，微波对反应体系的作用是一个相对复杂的过程，至今还未能理顺机理的规律，归纳如下：

(1)加热效应所谓的加热效应就是指微波在过程中可以对物质进行加热，大大提高了物质的反应速度。

微波加热其本质就是过程中的电磁能有效的转变成热能。他的转变和物质中分子的微观粒子的运动轨迹紧密相连，在但磁场的作用下会产生：电子极化、介电极化、取向极化和原子极化前两种极化的时间较长，在十秒到十二秒和十秒十三秒之间，要快于微波频率；后两种极化的时间则和微波的频率较为接近，可以将微波能转变成热能。微波的强穿透性可以在物体的内部和外部同时进行加热，密闭容器的压力较大，温度在升高的过程中反应的速度也在不断的加快，这些都会推进化学反应的速度。

(2)催化效应很多的有机化合物不会直接的吸收微波，主要是通过某种强烈的吸收微波的媒介将微波能传递给相对应的物质进而引发化学反应，如果是可以在微波的照射下就可以出现的催化反应就是所谓的微波诱导催化反应，区分于普通的加热效应，他主要是通过催化剂和其他载体诱导发生的。

(3)非热效应化学的分支领域中微波已经开始广泛的应用了，与此同时，传统的微波加热效应也受到了强烈的冲击，通过实验人们发现微波对化学反应的影响受环境的制约的同时也和微波、化学反应密切相关。微波可以加快反应，也可以抑制反应，也可以引导出现选择性的反应的发生。有人利用微波来合成磷酸锌，这个现象用加热效应是无法解释清楚的，在常规情况下，水溶性的磺化钛青铜是无法产生的，这也说明了非热效应的存在。

3 微波合成技术在有机合成中应用的分析

近年来，科技的发展使得人们产生了微波用于有机合成的想法，由于微波的有机合成具有一系列的优点，例如，操作起来非常的方便，节省反应的时间，所得的产品纯度比较高等。这些优点使得微波在有机合成中的运用发展的更加迅速。了解微波合成技术在有机合成中的应用是非常有必要的。

(1)微波密闭合成反应技术微波密闭合成反应的原理就是在密闭的空间中将反应物体放置其中，然后再将整个密闭的反应器放在微波的环境下，经过一段时间的反应，等到结束之后放到环境温度中然后再纯化。这种微波密闭合成反应技术对于外在条件具有要求，需要高温高压，这样有利于加快整个反应的时间。经过研究发现，密闭空间环境越小，所处的环境温度越高，压力越大，反应所消耗的时间就会越少，但是为了保证应用的安全，密闭环境不能够过小，要适中的选择。

(2)微波常压合成反应技术微博合成条件的高温高压在实际的操作中有点难以实现，为了使得整个合成在容易控制的条件下实行采用了常压合成技术。通过实验研究的反复操作，人们发现，通过利用高沸点的溶剂使得合成反应达到了所需要的温度条件，在常压下进行了阿司匹林的合成。但是这一操作存在着一定的危险性，需要在操作的过程中注意避免出现明火，否则就会出现爆炸。为了有效的控制危险的发生，英国研究者利用干冰来解决了这一问题。