对微波促进有机化学发展的具体分析

摘 要：微波技术最早出现的时间是第二次世界大战，距离我们现在的21世纪已经是非常久远了。在当今时代，微波技术开始应用到我们的有机化学当中，微波在有机化学反应的过程中是一种区别于传统的能量来源，目前微波技术已经受到越来越多的人关注。文章为了让更多的人能够对微波在有机化学中的应用有所了解，特对微波促进有机化学反应的原理和特点做出介绍，并对近几年微波在促进有机化学发展的方面做出论述。

关键词：微波；有机化学反应；设备；反应原理

在最初的时候，德国设计发明了微波，它作为一种固定频率的装置用于雷达的设计。随着时间的推移，微波技术也开始应用到了通讯领域，过了一段时间又开始涉足于分析样品的制备，甚至在食品加工方面也有所应用。到了1986年的时候，加拿大的Gedye和与他一起合作的同事们在做实验的时候有了新的发现，他们通过实验得出微波在有机化学的发展方面起着积极地促进作用。下面就来介绍一下微波在促进有机化学发展方面的具体应用。

1 了解促进有机化学发展所用到的微波设备

总体来说在促进有机化学发展时所用到的微波设备主要是由微波炉设备和反应容器这两个部分组成，具体介绍如下：

1.1 微波炉设备的应用和改造

通常情况下，在实验室里面是通过商品化了的家用微波炉来完成微波对有机化学的促进反应的，这种微波炉一般情况下造价非常低，体积也极小，容易搬动。有机化学家通过实验得出了一个结论，当微波促进有机化学反应效果明显的时候反应物的颗粒通常也比较小，相反，如果反应物的颗粒太大，微波促进有机化学反应的效果会大大降低。

如果想在微波炉里面进行回流反应，就必须对我们实验室用的微波炉进行改造。我们在商品化了的家用微波炉里面做实验的时候，采用的反应容器就只有两种方法，即封口和未封口。在未封口的反应容器中，用易燃易爆的物质做实验的时候就相当危险，这就要求对我们现有的微波炉设备进行改造，使其能够完成回流操作，使实验能够安全的进行。像这类的实验室用微波炉在进行改造的时候相对来说简单一些，为了使其能够进行回流反应，我们可以将微波炉的侧面或者顶部位置打上一个孔，将玻璃管通过打的孔插在微波炉上并与接上冷凝管的反应器连接在一起，其中，在冷凝的时候我们用自来水就可以。在回流的过程中我们一定不能使微波出现泄漏的情况，可以通过在微波炉上打孔的地方连接金属管子的方法来避免泄露现象的发生，金属管子的直径和长度都是严格按照要求选择的。

1.2 反应容器的制备

在选择反应容器的制备材料的时候，一般并没有太严格的要求，一般情况下，选择的材料只要微波能够很容易穿过，并且不会影响微波的吸收，我们都可以接受。比如说，玻璃、聚四氯乙烯和聚苯乙烯等这些材料都可以用来制作微波的反应容器。我们都知道微波是通过内部加热的方式进行加热的，升温用的时间比较短，这个时候如果我们的反应容器过于密封就会有爆炸的危险，这样不仅会损害设备，还会伤害到实验者。所以说，我们在制作密封性较好的微波反应容器的时候必须按照要求将它设计成能够耐受得住特定的压力。至于那些对密封性要求不高，在敞口的容器中就能进行反应，反应容器的制作材料并不做严格的要求，通常情况下玻璃材料就能够满足要求。

仅仅设计出能够耐受一定压力的微波反应容器是远远不够的，还必须将能够检测温度的热电偶装置和能够感受压力的系统安装在反应容器中。总而言之，通过学者们的不断研究开发，微波促进有机化学实验的设备将会变得越来越先进。

2 微波在促进有机化学发展的具体反应原理分析

微波是一种介于红外线和无线电波之间的电磁波，它的波长在1厘米到1米的区域之间不等，在进行微波加热的时候我们常常采用的微波设备的波长为12.2厘米或者33.3厘米，我们用于商业用途的微波炉设备的波长通常情况下为12.2厘米。化学学者们关于微波能够促进有机化学反应方面主要存在以下两种不同观点：

第一类观点，微波在加热的过程中是通过内部加热的方式进行的，这种加热方式通常在短时间内就可以完成，并且受热均匀对温度的要求统一，更不会发生一部分加热完成另一部分还没开始加热的现象。但这些化学学者们认为，微波加热也仅仅是一种普普通通的加热形式，它和传统意义上的加热并没有太明显的差异。微波在加热的过程中只能单纯地使加热物质的内能增加，但是化学反应的动力学性质并没有发生本质的变化。微波之所以能够对有机化学反应进行促进，主要的原因还是微波能够选择极性物质来进行加热，也就是我们常说的微波具有致热的效应。

第二类观点，微波促进有机化学反应是一个非常繁杂的过程，它不仅是通过简单的加热来完成的，最主要的还是因为微波能够将反应的动力学性质进行本质上的改变，也就是与微波的致热效应相对立的非致热效应。他们认为微波作为一种电磁波，理所当然就应该具备电磁的影响力，更重要的是微波的特性也会具有一定的影响范围。微波可以促进分子的转动速度，最终使化学键能够极快地发生断裂，由此加速了有机化学反应的进行。

3 微波在有机化学发展过程中的具体应用分析

3.1 微波在酯化反应中的具体应用

在日用化学品工业和食品工业的生产过程中，乙二酸二乙酯是一种非常常用的无色的油状液体，它的主要作用就是在有机合成反应的过程中做溶剂或者中间体。在我们传统的乙二酸二乙酯的制备过程中用的是硫酸催化法，杂多酸催化法以及对甲苯磺酸催化法，这样传统的制备方法比较耗费时间。在酯化反应的过程中如果采用微波催化的方法，则可以大大缩短反应时间。

3.2 微波在缩醛反应的具体应用

缩醛的制备方式并不是单一的，比如说，它可以由相对应的醛与醇类化合物在质子酸的作用下经过缩合反应制备出来。但是无论是哪一种传统的缩醛制备方法，都存在着不少的缺点，例如，这些方法对环境的污染相当严重，很容易对设备造成腐蚀，反应过程中的催化剂价格也非常的高，通过这些方法生产出来的缩醛纯度也不够高，并且得到率很低。为了解决这些传统的制备方法带来的弊端，化学学者们将微波应用于缩醛的制备，整个反应过程中苯乙醛和乙二醇在NaHSO4・H2O的催化作用下在没有有机溶剂且以无机为载体的条件下反应得到苯乙醛乙二醇缩醛。微波制备缩醛的方法不仅操作起来非常的简便，反应完成后的处理工作也非常简单容易操作，并且催化剂NaHSO4・H2O也非常廉价易得，最重要的是缩醛的得率与传统的制备方法相比明显地要高许多，并且排放物也不会对环境造成污染。

3.3 微波在金属有机化学反应方面的具体应用

随着微波技术开始在各个方面进行普及，金属有机化学反应也开始将微波加热应用于其中，在我们的传统金属有机化学反应过程中要想合成一些金属的配合物往往需要非常长的时间，有一些合成反应甚至需要几百个小时才能完成，这在人力物力上都造成了极大地浪费。为了缩短反应时间，化学学者们将微波技术应用于金属配合物的制备，通常耗费几分钟就可以完成，大大提高了工作效率以及金属配合物的提取率。

4 结束语

根据文章所讲的内容可以看出，微波在促进有机化学发展的空间是极大的，它促进有机化学发展的方式是普通的加热技术无法相比的。有机化学反应有了微波技术的促进，生产效率大大提高，操作也变得越来越简单。总而言之，只要我们认认真真地去研究微波技术在有机化学中的应用，微波技术将会变得越来越成熟。

参考文献

[1]袁洋.微波合成技术在酯化反应中的应用进展[J].化工管理，2015（5）.

[2]李玉民，张新颜，祝辉，等.微波法合成酪醇衍生物及其抗氧化作用研究[J].西南军医，2013（3）.