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摘要:首先對(duì)微波促進(jìn)的意義進(jìn)行探討,重點(diǎn)分析在不同的反應(yīng)階段所需要的反應(yīng)條件。其次重點(diǎn)探討微波對(duì)不同有機(jī)化學(xué)反應(yīng)選擇性的影響,主要從區(qū)域選擇性與順?lè)催x擇性兩方面來(lái)進(jìn)行,幫助讀者明確微波與化合物反應(yīng)選擇性的深層意義,在所開(kāi)展的化合物生產(chǎn)中能夠形成更高效的反應(yīng)模式。
關(guān)鍵詞:微波;有機(jī)化學(xué)反應(yīng);選擇性
1微波與化學(xué)選擇性
有機(jī)化學(xué)反應(yīng)需要在適合的溫度環(huán)境下來(lái)進(jìn)行,微波技術(shù)能夠?qū)⒎磻?yīng)的溫度控制在合理范圍內(nèi),并通過(guò)對(duì)反應(yīng)環(huán)境的調(diào)節(jié)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)更高效的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)。溫度控制可以利用微波技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn),在微波作用下能夠使反應(yīng)物質(zhì)的溫度升高,達(dá)到最有利于反應(yīng)進(jìn)行的溫度。傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)加熱方法中,需要人工控制反應(yīng)溫度,不但效率低精準(zhǔn)度也很難保障。隨著生產(chǎn)環(huán)節(jié)中對(duì)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的需求逐漸增大,微波技術(shù)也有了更廣闊的發(fā)展空間,通過(guò)對(duì)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的調(diào)控,發(fā)現(xiàn)通過(guò)改變反應(yīng)過(guò)程中的溫度照射,化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的活性有明顯的增加?;瘜W(xué)選擇性中具有優(yōu)先選擇的特征,通過(guò)環(huán)境來(lái)選擇適應(yīng)的物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng),節(jié)省時(shí)間的同時(shí)也能避免出現(xiàn)反應(yīng)物質(zhì)浪費(fèi)的現(xiàn)象。
2微波與區(qū)域選擇性
2.1微波與取代反應(yīng)的區(qū)域選擇性
有機(jī)化合物在反應(yīng)期間會(huì)受到溫度與時(shí)間的影響,溴化反應(yīng)期間,檢驗(yàn)所生成的物質(zhì),能夠?qū)φw反應(yīng)情況做出準(zhǔn)確的判斷,即使存在反應(yīng)不充分的現(xiàn)象,也能及時(shí)發(fā)現(xiàn),并投入到使用中?;衔锏姆磻?yīng)中運(yùn)用微波技術(shù)后,可以將其中的個(gè)別物質(zhì)進(jìn)行替代,采用其他材料后,將成本控制在合理的范圍內(nèi)。微波在化合物的反應(yīng)中起到了催化作用,研究具有代表性的化合反應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度條件作用最明顯的是能夠簡(jiǎn)短時(shí)間,但這種溫度條件也要在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)來(lái)進(jìn)行,一旦超出了溫度反應(yīng),會(huì)造成化合物的成分受到破壞,很難通過(guò)簡(jiǎn)單的技術(shù)方法來(lái)解決。光照能夠有效的升高溫度,但必須要對(duì)選取區(qū)域進(jìn)行嚴(yán)格的控制,這樣所進(jìn)行的微波升溫才是真實(shí)有效的,在開(kāi)展期間對(duì)光照強(qiáng)度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。
2.2微波與開(kāi)環(huán)反應(yīng)的區(qū)域選擇性
環(huán)破裂能夠?qū)⒎磻?yīng)過(guò)程中化合物的分子連接斷開(kāi),在一些需要衍生物的化合反應(yīng)中常常會(huì)涉及到這種形式。區(qū)域選擇需要以反應(yīng)的順序?yàn)樵瓌t來(lái)進(jìn)行。環(huán)破裂反應(yīng)是在確定的范圍內(nèi)進(jìn)行的,具有選擇專一的特征,在反應(yīng)過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)物質(zhì)成分不穩(wěn)定的現(xiàn)象,可以采取延長(zhǎng)時(shí)間或者減慢反應(yīng)速率的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)減少剩余物質(zhì)的目標(biāo),目前對(duì)化合物反應(yīng)的選擇性研究已經(jīng)十分成熟,能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)理論優(yōu)化來(lái)促進(jìn)最終反應(yīng)高效合理進(jìn)行,為現(xiàn)場(chǎng)創(chuàng)造有利的條件。
3微波與順?lè)催x擇性
3.1微波與卡賓和烯烴加成形成環(huán)丙烷的順?lè)催x擇性
西方研究學(xué)者針對(duì)化合物反應(yīng)的研究中,以合成炔基環(huán)丙烷反應(yīng)為例,重點(diǎn)探討在不同溫度下反應(yīng)進(jìn)行的速度。結(jié)果顯示采用傳統(tǒng)的方法來(lái)進(jìn)行加熱,會(huì)造成現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)速度降低,雖然溫度升高也能起到促進(jìn)反應(yīng)速率的作用,但在效果上與使用需求相比較還有很大的差距。微波能夠形成物質(zhì)內(nèi)部的微振,溫度均勻的升高,同時(shí)也不會(huì)對(duì)成分造成影響。針對(duì)這一研究結(jié)果,在進(jìn)行有機(jī)化學(xué)反應(yīng)期間,采用傳統(tǒng)方法結(jié)合微波輔助,實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間以及化合物反應(yīng)穩(wěn)定性的優(yōu)化。
3.2微波與烯酮和亞胺加成形成β2內(nèi)酰胺的順?lè)催x擇性
烯酮與亞胺在反應(yīng)期間,所形成的結(jié)構(gòu)鏈如果不是在適合的溫度內(nèi),會(huì)造成結(jié)構(gòu)鏈的組成形式不合理,這樣的化合物反應(yīng)并不是充分的,甚至還會(huì)造成反應(yīng)生成物質(zhì)無(wú)法投入使用的現(xiàn)象。所生成的β2內(nèi)酰胺在微波促進(jìn)作用下,選擇性確定更加高效,能夠在短時(shí)間內(nèi)形成反應(yīng)需要的環(huán)境,避免在接下來(lái)的反應(yīng)中造成反應(yīng)效果能以達(dá)到的現(xiàn)象。有關(guān)于β2內(nèi)酰胺的研究是從1996年開(kāi)展的,國(guó)內(nèi)在研究階段充分借鑒了國(guó)外經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)反應(yīng)催化作用能夠更高效的進(jìn)行。β2不飽和酮或羧酸酯的Diels2Alder反應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn),其endo和exo產(chǎn)物的比例與α,β2不飽和酮或羧酸酯含氟與不含氟的差別很大,在加熱和微波照射條件下雖然有一點(diǎn)點(diǎn)差別,但很小。
3.3微波與其他環(huán)化反應(yīng)順?lè)催x擇性
在探討其他反應(yīng)選擇性時(shí),要重點(diǎn)觀察是否能夠?yàn)槲⒉夹g(shù)應(yīng)用創(chuàng)造有利的條件,并觀察反應(yīng)原料的化學(xué)性質(zhì),發(fā)現(xiàn)影響反應(yīng)進(jìn)行的因素后,則要及時(shí)采取調(diào)控措施解決。利用微波來(lái)實(shí)現(xiàn)光照環(huán)境的營(yíng)造,這樣更能夠貼近實(shí)際情況,在基層中形成穩(wěn)定的反應(yīng)體系。所選擇的順?lè)磻?yīng)是極其嚴(yán)格的,可以通過(guò)對(duì)比的方法來(lái)確定,更貼近真實(shí)情況。
4結(jié)語(yǔ)
文章中所論述的內(nèi)容中,大部分是有關(guān)于有機(jī)化學(xué)反應(yīng)選擇性與微波反應(yīng)的相關(guān)問(wèn)題。雖然微波在化合物反應(yīng)中的應(yīng)用形式已經(jīng)十分成熟,但仍然存在需要完善的內(nèi)容。需要化學(xué)專業(yè)的研究學(xué)者不斷的努力創(chuàng)新,促進(jìn)化合物的反應(yīng)能夠更高效進(jìn)行,節(jié)省時(shí)間的同時(shí)也可以避免化合物原料浪費(fèi)。
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作者:劉瑞華,李旭 單位:內(nèi)蒙古呼倫貝爾市呼倫貝爾學(xué)院化工學(xué)院