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微波化學(xué)機(jī)理簡介

2013-12-03
3102次

微波化學(xué)機(jī)理簡介

微波化學(xué)是指利用微波輻射來對小分子極性物質(zhì)產(chǎn)生有 效作用從而加速反應(yīng)、改變反應(yīng)機(jī)理或啟通新的反應(yīng)通道的 交叉學(xué)科。一般來說,微波目前只用于熱反應(yīng),而對于光反 應(yīng)等的催化作用尚未見報(bào)道。此外,微波對反應(yīng)物的加熱速 率、溶劑的性質(zhì)、反應(yīng)體以及微波的輸出功率等都能影響反 應(yīng)的速度。反應(yīng)物吸收微波能量的多少和快慢與分子的極性 有關(guān),極性分子由于分子內(nèi)電荷分布不平衡,在微波場中能 迅速吸收電磁波的能量,而傳統(tǒng)的加熱方法則是靠熱傳導(dǎo)和 熱對流來實(shí)現(xiàn)的,因此加熱速度慢。微波加熱的優(yōu)越之處在

于加熱快、受熱體系溫度均勻,分子偶極矩越大,則加熱愈 快,此時(shí)便能顯著提高有機(jī)反應(yīng)的速度。如果是在密閉容器 中反應(yīng),則隨著溫度的升高,體系的壓力增大,加快了反應(yīng) 速度(在某種程度上茁力的因素可歸結(jié)為溫度因索對于非 極性分子,由于其在微波場中不能產(chǎn)生場致運(yùn)動,所以,微 波對這類物質(zhì)的反應(yīng)作用很小甚至沒有作用,除非改變反應(yīng) 條件或增加反應(yīng)物極性,或進(jìn)行干法反應(yīng)。此外,反應(yīng)容器 的大小、反應(yīng)物的體積等都對反應(yīng)速率有不同作用,這些內(nèi) 容在傳統(tǒng)合成工藝中是沒有的。由于微波合成是一種新的技 術(shù),許多反應(yīng)需通過實(shí)踐才能得到最佳條件。總之,微波作 用于反應(yīng)物后,加劇了分子活性,提高了分子的平均能量,降 低了反應(yīng)的活化能,大大增加了反應(yīng)物分子的碰撞頻率,這 就是微波提高化學(xué)反應(yīng)速度的主要原因。微波化學(xué)可稱為有 機(jī)合成化學(xué)中的“高能技術(shù)”。

 

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