2 微波反应器

2 微波反应器

微波反应器是微波有机合成技术的关键，虽

然微波有机合成技术已经取得了很大的发展，但

在微波发生器上所做的研究还不够。现有资料显

示，目前大多数微波有机合成实验都是对家用微

波炉进行改造后进行。如屠树江L l 等利用改造

后的带回流装置的三乐牌一6 5 0型家用微波炉一

步合成4一芳基一1 ，4一二氢吡啶衍生物，刘裕

立[ H] 等利用改造后的家用三星$ 7 B 8 8微波炉进

行了2 ，5 一二氯硝基苯的氟化反应。

家用微波炉进入实验室已经取得了不少成

果，但它具有许多缺点，用家用微波炉所得的实验

结果，无法为中试设备的设计提供准确的数据，而

且有些被家用微波炉所否认的实验，很可能在专

用微波炉内获得成功。家用微波炉主要有以下几

个缺点：( 1 )功率密度比较低，对于一些场强要求较

高的实验无法实现，而且无法测定反应体系的温

度，无法知道反应的具体状态。

( 2 )微波加热主要集中在炉腔的底部的托盘

上，而有机合成大多需要搅拌、回流和滴加系统，

反应的中心一般在炉内的中部，因而对物料的加

热不均匀，导致更多的副反应。

( 3 )为间歇式加热，而且微波炉内的有效功

率受到电网电压的波动影响较大。

家用微波炉的工作波是脉冲式的半波倍压整

流制式，因为微波对有机反应存在“ 非热效应” ，那么相同时间内微波存在的时间越长，则化学反应

的速率会越大。根据这一原理，南京理工大学化

工学院罗军与南京三乐微波技术发展公司技术人

员共同设计出了有机合成专用微波反应器：连续

全波整流微波反应器[ ] ，主要技术参数为：输入

电源电压2 2 0 V±5％( 5 0 HZ) ，全波整流电压：3

0 0 0 V±5％，微波频率2 4 5 0±5 MHZ ，微波输出

功率8 0 0 W，反应温度上限：3 5 0℃，定时器工作

范围：1 s ～1 0 0 h 。反应装置见图 1 。

关于微波加速有机反应的原理，目前学术界有两种不

同的观点：一种认为是对极性有机物的选择加热，即微波的

致热效应。极性分子吸收了微波能量后，通过分子的偶极作

用高速旋转，加速了分子的运动．提高了分子的平均动能，

加快了分子的碰撞频率，从而使反应速度大大提高。另一种

观点认为在微波作用下存在其独特的非热效应．也就是说．

微波催化反应的进行是因降低了反应的活化能．改变了反