微波辐射合成

微波是一个十分特殊的电磁波段，它的频率在300 MHz～300 GHz，即波长在100 cm～1 mm范围内，位于电磁波的红外辐射和无线电波之间。在一般条件下，微波可方便地穿透某些材料，如玻璃、陶瓷和某些塑料。微波也可被一些介质材料，如水、炭、橡胶、食品、木材和湿纸等吸收，物质分子吸收电磁能，以每秒数亿次的高速摆动而产生热能。因此，微波可作为一种能源在家用、医学、农业、工业、科研等许多领域获得广泛应用。

微波在通信、军事等领域中的应用已经有较长的历史，也产生了重大的作用。但将其应用于化学行为则是近几十年的事。从1986年R.J.Giguere对蒽与马来酸二甲酯的Diels-Alder环加成反应，以及R.Gedye对苯甲酸和醇的酯化反应的微波合成研究开始，至今已在涉及有机合成的许多主要领域的研究中取得了明显成效，如Perkin反应、Knoevenage反应、Witting反应、Reformatsky反应、羟醛缩合反应、消除反应、加成反应、水解、酯交换、酰胺化、烷基化、聚合、脱羧反应等。微波技术可以极大地提高化学反应的速率，最大的可以提高1 240倍。虽然关于微波对化学反应的作用原理还存在分歧，但是微波对于一些反应的加速作用是明显的。

图4-20　微波常压反应装置
1—冷凝器；2—搅拌器；3—滴液漏斗；4—反应瓶；5—微波炉腔；6—微波炉壁

微波有机合成技术主要有四种，即微波密闭合成反应技术、微波常压合成反应技术、微波干法合成反应技术和微波连续合成反应技术。在微波常压合成反应技术中，主要的反应及装置如图4-20所示。

咪唑类杂环化合物是一类重要的有机中间体，通过咪唑类的还原水解及甲基碘盐与Grignard试剂的加成反应得到醛、酮、大环酮及乙二胺衍生物等，为这类化合物的合成提供了新的合成方法。通常苯并咪唑类化合物是以邻苯二胺和羟酸为原料，加热回流得到的。将微波技术用于邻苯二胺和乙酸的缩合反应，提供了2-甲基苯并咪唑的快速合成法，反应时间比传统反应速率提高4～10倍，产率也有较大的提高。