微波在有机合成化学中的发展分析

尹庚文（河北科技师范学院，河北 秦皇岛 066004）

微波在有机合成化学中的发展分析

尹庚文（河北科技师范学院，河北 秦皇岛 066004）

相较于普通加热方式来说，微波有其独特的技术优势，这也使得其在有机合成化学中有着十分广阔的发展空间，又能加快有机化学反应的速度，提高生产效率，操作也更为简便。种种优势和其发展潜力要求深入对微波技术进行研究，促进技术的成熟，并使其在有机合成化学中得到更好的发展。本文在阐述微波原理的基础之上，重点分析其在有机合成化学中的发展，旨在为相关行业带来启发。

微波技术；有机化学；过热作用

作为近年兴起的新技术之一，微波技术应用于化学合成中，能够生成高能态原子等，而多数热力学方法并不具有该优势。应用微波技术可能发生传统热力方法中无法产生的化学反应。利用微波技术的作用在于能够使物质转化速度加快，还能使化学反应发生的时间减少，进而实现能源的节约，具有良好的环保性。由于微波具有多种优势，使其在化工行业中有着良好的应用价值，将其应用于有机合成化学中，产生的经济效益将十分客观。

1 微波技术原理概述

现阶段，对微波技术的原理认识主要有两种观点。一种观点为：致热以及过热作用是微波的主要原理，可以使反应速度加快。在该观点下，将微波技术与传统加热方法区分开来，从本质上来说，二者并不相同。材料介点位移是微波技术加热的本质，另外电荷极化也是原理之一。微博中电磁场方向的转换频率极快，可达到几亿次/s，但极性电介质分子中偶极矩转向运动很难和交变电场速度相适应。另外，极化所产生的电流中，有和电场相位分量一致的，引起材料摩擦。产生热量，也就是内加热。在微波技术中，电场能量可进入到材料中，作用在分子上，促进分子运动进而实现加热的目的。

另一种观点为：微波技术的加热原理为非热效应。在该观点中提出，微波辐射能量很难激发分子，使其进入到高能量级别中，化学键并不断裂。分子转动频率和其频率较为接近，将分子排列改变则能使祸患呢过降低，进而使动力学发生改变。另外，由于微波场这一因素，会产生取向效应，一定程度上加强了分子的运动，使其发生碰撞，最终使反应速度加快。

2 微波在有机合成化学中的发展

2.1 微波技术在金属有机化学反应中的应用与发展

微波技术的发展愈发成熟，使其在逐渐应用于各领域之中，金属有机化学反应也不利为。传统技术手段之下，金属配合物的合成一般需要的时间较多，反应速度很慢，部分合成反应需要上百小时，不仅耽误时间，也需要投入大量成本。在制备金属配合物中可以应用微波技术，能够有效介于时间，多数反应只需几分钟时间即可，效率很高，也能使提取率提高。

2.2 微波技术在酯化反应中的应用与发展

乙二酸二乙酯形态为也液体，呈油状，无色，其在日用品中十分常用，也应用于食品工业中。充当溶剂是乙二酸二乙酯的最重要功能。通常使用H2SO4作为催化剂制备乙二酸二乙酯。另外还可使用杂多酸或甲苯磺酸进行催化反应，但上述方法需要较长时间才能完成制备。利用微波技术催化酯化反应，能够很大程度上加快反应速率。

2.3 微波技术在药物合成中的应用与发展

我国药物合成发展迅速，也逐渐开始尝试在此过程中应用微波技术。在催化加热过程中，微波技术有突出的表现，这也使得利用微波合成的化学药物发展成为具有自身特点的分支，在化学药物中占有突出地位。邻苯二甲酰亚胺己过氧酸作为漂白剂的一种，具有领号的使用价值，在消毒等方面都有广泛的应用。传统对于邻苯二甲酰亚胺己过氧酸的制备方法中，所用时间较长，大约为五小时左右。利用微波技术和水，可以在五分钟实现完成该反应过程，且产出率可超过百分之六十。微波技术还可用于放射性药物的生产，同样具有反应速度快等优势，在药物合成中发展前景广阔。

2.4 微波技术在缩醛反应中的应用与发展

缩醛有多种制备方法，例如利用质子酸，可将醛和醇类化合物缩合，实现缩醛的制备。但上述方法大多存在局限性，比如环保性能不佳，具有腐蚀性，所需催化剂较为昂贵等。并且传统制备方法缩醛往往纯度和产出率也都较低。基于上述方法的种种缺点，在制备缩醛中也开始尝试应用未必技术。在微波技术之下，利用NaHSO4.H20作为催化剂对苯乙醛以及乙二醇进行催化，可以在无溶剂的情况下制备出缩醛，且可将无机物作为载体。利用微波技术对缩醛进行制备操作十分简单，且容易处理，该反应过程所需催化剂容易得到且价格低廉。和传统方式相比，微波制备方法可以得到更多缩醛，且具备良好的环保效益。

3 结语

微波属于电磁波段的一种，其频率较高。本文对微波技术原理中两种较为常见的观点进行了阐述，分析了其在有机化学合成中的应用，主要从微波技术在金属有机化学反应、酯化反应、药物合成以及缩醛反应四个方面进行研究。通过微波技术在上述反应中的作用可以说明，微波技术具有多种优势，将其应用到有机合成化学中，不但可以加快反应速度，并且能有效节约资源，且对环境的污染较小，符合可持续发展理念，值得推广。

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河北省高等学校科学技术研究项目（Z2015149）

尹庚文(1985－)，男，山西朔州人，研究实习员，硕士，研究方向为有机合成。