微波化學(xué)的問世.doc

《微波化學(xué)的問世.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、微波化學(xué)的問世　　微波技術(shù)自問世以來，在60年代最早用于軍事及木柴干燥等方面。70年代在醫(yī)學(xué)、生物領(lǐng)域的滅菌、診斷、組織固定、免疫化學(xué)等方面得到應(yīng)用。自1970年Harwll實(shí)驗(yàn)室用微波爐成功處理了核廢料以來，微波輻射技術(shù)擴(kuò)展到化學(xué)領(lǐng)域。在無機(jī)、分析、高分子材料化學(xué)等方面得到研究應(yīng)用：如微波技術(shù)進(jìn)行沸石分子篩與水滑石合成。微波等離子制備金剛石膜、蛋白質(zhì)水解等形成了新的一門交叉學(xué)科——微波化學(xué)?！　∥⒉夹g(shù)在有機(jī)化學(xué)方面的應(yīng)用更為廣泛，眾所周知，有機(jī)化合物有500萬種以上，占現(xiàn)在已知化合物的90%，其應(yīng)

2、用領(lǐng)域極為廣闊。因此，微波有機(jī)反應(yīng)的研究開展迅速，效果驚人。自1986年Gedye和Giguere等人利用微波輻射有效地加速了有機(jī)反應(yīng)，這種新的有機(jī)合成方法引起了有機(jī)化學(xué)工作者的高度重視。在此舉例說明其效果：　?。?）茉莉醛是人工香料，由苯甲醛和庚醛縮合反應(yīng)制得。用微波技術(shù)，簡化了處理步驟，排除了庚醛縮合和苯甲醛Canizzar副反應(yīng)，其產(chǎn)率可達(dá)82%，而時(shí)間可由72h縮短到1min。　?。?）皂化反應(yīng)：有位阻的酯水解較困難，如：當(dāng)R為苯環(huán)、R’為Me或ｎ-C18H17時(shí)，一般需在85℃反

3、應(yīng)5h，產(chǎn)率為93%和87%。用微波加熱，則只需2min和4min，產(chǎn)率87%和82%?！　∮秩纾汉颖贝髮W(xué)化學(xué)系與中國樂凱膠片公司研究所采用干法微波輻射苯偶姻氧化，以空氣為氧化劑，結(jié)果產(chǎn)物單一、副反應(yīng)少、產(chǎn)率很好，避免了舊法用有毒的高價(jià)氧化劑，取得了廠校掛鉤科研項(xiàng)目的良好效果?！　∫陨蟽H舉幾例，說明微波有機(jī)反應(yīng)的良好效果。由于微波有機(jī)化學(xué)的快速、高產(chǎn)率及反應(yīng)選擇性高等特點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)有機(jī)反應(yīng)的時(shí)間長、副反應(yīng)多、產(chǎn)率低的特點(diǎn)，其研究得到了國外化學(xué)界的相當(dāng)重視，被稱為“21世紀(jì)的有機(jī)化學(xué)”。　　目前，在德

4、、英、法、美、日等國微波有機(jī)化學(xué)的研究進(jìn)展迅速，我國的一些科研單位和院校也有一定的工作開展。據(jù)報(bào)道現(xiàn)已在相當(dāng)多類型的有機(jī)反應(yīng)中進(jìn)行了研究，酯化、烷基化、Diels-Alder反應(yīng)、Claisen反應(yīng)、Ene反應(yīng)、氧化、重排、縮合、TIpson-Cohen反應(yīng)、皂化、Knoevenegel反應(yīng)、Reformafsky反應(yīng)、醛合成腈、Krapcho反應(yīng)、成環(huán)反應(yīng)、碳烯制備、酯交換反應(yīng)、環(huán)合反應(yīng)、卟啉合成等方面取得了相當(dāng)?shù)难芯砍煽儭！　∥⒉ㄓ袡C(jī)反應(yīng)的機(jī)理也在探討之中。微波有機(jī)化學(xué)反應(yīng)技術(shù)屬于物理催化，通過控

5、制反應(yīng)條件，可使反應(yīng)速率提高，避免了化學(xué)催化劑的高成本和復(fù)雜反應(yīng)的后處理。微波是1m～1mm之間的超高頻振蕩波，對(duì)于有機(jī)物碳鏈結(jié)構(gòu)能進(jìn)行整體的穿透，能量迅速達(dá)到反應(yīng)物的各官能團(tuán)上。極性分子由于分子內(nèi)電荷分布不平衡，在微波場中能迅速吸收電磁波能量，通過分子偶極作用，以每秒數(shù)十億次的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生熱效應(yīng)，其加熱是由分子自身運(yùn)動(dòng)引起的，因此受熱體系溫度均勻。分子偶極矩越大，則加熱越快，反應(yīng)加速。由于是“內(nèi)加熱”，作為反應(yīng)主導(dǎo)趨勢的主反應(yīng)官能團(tuán)，都能迅速達(dá)到活化能量進(jìn)行反應(yīng)，降低了副反應(yīng)進(jìn)行的程度，產(chǎn)率提高。與

6、傳統(tǒng)的熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流進(jìn)行的反應(yīng)相比，其反應(yīng)機(jī)理和結(jié)果是大不相同的。　　對(duì)于非極性分子，由于其在微波場中不能產(chǎn)生高速運(yùn)動(dòng)，反應(yīng)作用很小甚至無作用，對(duì)于極性分子在非極性溶劑中和非極性物在極性介質(zhì)中，加熱速率則大為降低。目前，對(duì)微波反應(yīng)中的加熱速率，溶劑性質(zhì)，微波輸出影響，加壓影響，反應(yīng)物極性對(duì)微波能量吸收等問題都在探討和研究中。　　微波有機(jī)化學(xué)的反應(yīng)裝置在國外也得到相應(yīng)的研制，如1995年發(fā)表的CSIRO連續(xù)微波反應(yīng)器（CMR）和CSIRO微波間歇反應(yīng)器（MBR）。而我國的研究者則大部分使用家用型微波爐和

7、燒杯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。甚至國外一些院校已經(jīng)在學(xué)生的有機(jī)實(shí)驗(yàn)課中開設(shè)了微波有機(jī)實(shí)驗(yàn)。希望我國廣大的化學(xué)工作者，能對(duì)微波有機(jī)化學(xué)的發(fā)展有足夠的認(rèn)識(shí)和注重。