2-3微波与超声波
2-3微波与超声波
度时，液体中某些区域形成局部的暂时负压，使液体
中的微气泡生长增大，随后又突然破裂，导致气泡附 近的液体产生强烈的激波，形成局部的高温高压。 空
化泡崩溃时，极短时间内在空化泡周围极小的空间产
生5000k以上的高温和大约50MPa的高压。
因反应大多数是在载体上进行，限制了参加反应的反
应物的用量，制约了适用的范围。 例：
R R' OH ZSM-5 MWI R R' O
在CH2Cl2中反应时间为20～60min，在无溶剂下的 反应时间为10～120s，收率相等。
例
微波技术使Fries重排顺利进行
OH O O O CH3 AlCl3. ZnCl2/硅 胶 MWI CH3
微波与超声波技术
第一节 微波技术
微波是指频率在300MHz~300GHz（波长1m~1mm）范 围的电磁波，位于电磁波谱的红外辐射和无线电波之间。
微波在化学上的 应用形成了微波 化学这一新兴学 科领域。
微波与气态物质作用，使气体转变成等离子体，进 而在各种化学反应中加以利用，即微波等离子体化学。
微波直接作用于化学反应体系而促进各类化 学反应的进行，这就是通常意义上的微波化学。
通常将频率为 2×104~109Hz的声波叫超声波。它 是由一系列疏密相间的纵波构成的，并通过媒质的四
周传播。
1. 超声合成
H3C
KMnO4, t-BuOH, H2O ))) 5min
OH H3C OH
超声波5min，产率80%；常规搅拌30h，产率55%
CH3 H3C KMnO4 )))
COOH CH3
极性分子由于分子内电荷分布不平衡，在微波场中能迅 速吸收电子波的能量，通过分子偶极作用以每秒 4.9×109 次
超声波和微波对中药提取的促进和影响
摘要：中药的提取工作一项是中药试剂的基础工作，在如今的发展形势下，传统的中药煎熬不符合发展的趋势，传统的中药制剂需要很长时间的煎熬才能服用，着不符合我们现在快节奏的生活，所以便捷式中药试剂的产生就顺应潮流，但是另一个问题就是中药的有效成分保留的问题，近些年来使用超声波和微波提取中药的技术逐渐流行，本文针对这一现象谈论了超声波和微波技术对于中药提取的促进作用。
关键词：超声波和微波技术；技术原理；中药提取中药和超声波作用就是振动，更够让中药的物质析出，从而帮助萃取的质量。
超声波和微波技术是我国的一个重要的发展方向，超声波和微波技术被广泛应用于一些先进的技术中，比如在精密仪器的清理，或者是探测技术。
但是被用于生物领域的情况还是比较少的。
中药的有效成分与配比有着重要的关系，通过超声波和微波技术影响了，重要配比将会出现严重的问题。
1 超声波和微波技术提取中药的基本工作原理超声波和微波其是都是波的一种，也就是振动能量的一种，波的振动就是一种能量的传递，波能够实现能量的传递工作，超声波是利用我们人耳听不到的音波组成的，但是听不到不代表我们身体的器官并不是我们没有振动，而是在能量中虽然生理方面对人体产生损耗，第一就是对于耳膜的损耗很大，而微波是看不见的一种微波，而光也是微波的一种。
微波技术就是利用人看不见波的形式进行工作，主要是让分子振动产生热量让药物有效分子吸取更多。
2 超声波和微波的提取技术2.1 声波的的空化作用人可以听到的声音为30hz到20khz，因此大于20hz声波就是超声波。
声波的热效应和机械振动是能用于在重要提取的重要原因。
在中药中一般的存在一定的真空和或者气泡，而超声振动的原理就是利用这些真空和气泡。
通过超声波的施加，就会让中药体内得气泡产生共振，从未引发药物中一些组织细胞锻炼，药物的有效成分待更容易进入水中，同时在共振的效应，因为产生摩擦起电，导致真空孔同时内出现撕裂，这样就完成中药的促进提供。
微波及超声波的原理及应用
微波一、微波烹调微波炉烹调食品，具有方便、快速、营养损失小、产品鲜嫩多汁的特点。
因此，家用微波炉的普及速度很快。
１９９２年美国的普及率达到９０％，日本的普及率也很高。
我国近年普及很快。
微波烹调食品的方法主要有两种，一种是家庭或食堂自己配料烹调，这种方法具有时间短的优点。
另一种是食品公司利用微波炉加热杀菌生产的微波方便食品。
食用前只需将罐头丢入热水中稍稍加热即可。
二、微波干燥由于微波干燥具有一般干燥无法比拟的优点（内部加热，受热均匀，干燥速度快，营养损失小，外表不结壳），因此在食品干燥中发展很快。
实例：将含水量为３０％的面条用热风干燥时，需要８小时。
但先用微波炉将含水量降低到１８％，再用热风干燥到１３％，只需１.５小时。
三、微波解冻１、传统方法解冻的优点时间长，占地面积小，失水率较高，表面易氧化，易变色，消耗大量清洁水。
２、微波解冻的优点由于内外同时加热，因此解冻快，失水少（但比自然解冻的失水多）。
四、微波杀菌和保鲜（一）微波杀菌的作用机理１、热效应微波作用于食品，食品表里同时吸收微波能，使温度升高。
侵入食品的微生物细胞在微波场的作用下，其分子也被激化并作高频振动，产生热效应，温度升高，。
食品和微生物温度的快速升高，使其蛋白质结构发生变化，从而失去生物活性，使菌体死亡或受到严重干扰而无法繁殖。
２、非热生化效应①微波的作用，使微生物在其生命化学过程中所产生的大量电子、离子和其它带电粒子的生物性排列组合状态和运动规律发生改变，亦即使微生物的生理活性物质发生变化。
②同时，电场也会使细胞膜附近的电荷分布改变，导致膜功能障碍，使细胞的正常代谢功能受到干扰破坏。
使微生物细胞的生长受到抑制，甚至停止生长或使之死亡。
③微波能还能使微生物细胞赖以生存的水分活性降低，破坏微生物的生长环境。
④微波还可以导致ＤＮＡ和ＲＮＡ分子结构中氢键松弛、断裂和重新组合，诱发基因突变，染色体畸变，从而中断细胞的正常繁殖能力。
（二）微波杀菌的应用１、应用范围既可以用于固体食品的杀菌，也可用于液态食品的杀菌；既可用于杀菌，还可用于产品的灭酶；２、实例：杀菌实例微波牛奶消毒器采用的是2450MHz的频率，其工艺可以是采用82.2℃左右处理处理一定时间，也可以是采用微波高温瞬时杀菌工艺，即：200℃，0.13S。
超声波和微波
（3）超声波的振动匀化（Sonication）使样品介质 内各点受到的作用一致，使整个样品萃取更均匀。
综上所述，中药材中的药效物质在超声波场作 用下不但作为介质质点获得自身的巨大加速度和动 能，而且通过“空化效应”获得强大的外力冲击，
所以能高效率并充分分离出来。
超声波萃取优点
1.提取效率高：超声波独具的物理特性能促使植
其结构如图 ：
微波辅助萃取系统
3. 在线微波萃取系统
Cresswell 等报道了一种微波在线萃取技术(图 3) 测定沉积物中 PAHs，其中进行了两种流动体系的研究;一种是将沉积物样品在水中 搅成浆状，通过微波萃取，用 C18柱富集萃取物，洗脱成分直接进行 HPLC 分析； 第二种方法是样品在丙酮中被搅成浆状，通过微波萃取， 用 10 mL 正己烷富集从微波炉流出液中待分析成分，然后用 GC、MS 进行定性、定量分析。此外，Ericsson 等采用了动态微波辅助萃取 (dynamic microwave2assisted extraction : DMAE)，该体系在萃取过程 中可以不断的让新鲜的溶剂进入萃取罐，而萃取物可以通过 HPLC进 行实时监测。
超声波和微波辅助萃取技术
超声辅助萃取技术
超声的定义及其原理 超声特点 超声辅助萃取系统 超声萃取的应用 ห้องสมุดไป่ตู้它应用
定义
超声波提取就是利用超声波具有的机械效应， 空化效应及热效应，通过增加介质分子的运动速 度，增大介质的穿透力以提取有效成分的方法
超声波萃取的原理
超声波提取中药材的优越性，是基于超声波的 特殊物理性质。主要是通过压电换能器产生的快 速机械振动波来减少目标萃取物与样品基体之间 的作用力从而实现固--液萃取分离。
多用途介绍
(完整版)微波及超声波辅助萃取技术
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微波及超声波 辅助萃取技术
目录 Directory
1 微波辅助萃取技术 2 超声波辅助萃取技术 3 微波和超声波协同萃取技术 4 应用简介
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微波及超声波 辅助萃取技术
超声波 辅助萃 取技术
明德厚学 求是创新
基本概念 原理
影响因素 特点 设备
浸泡时间：浸泡时间对提取效率的影响实际上是 药机提超材械取声湿效波润超应率提程声：高取度波超：设对是声采备提指波用主取频在超要效率介声由率为质波提的2中技取0影的术槽千响传来、赫。播强超～但可化声50若以提波浸使取发泡介过生时质程器间， 兆过质提和赫长点取电左，在时源右药其间等的材传仅部声组播为分波织空常组，内间规成它的内溶。是糖产剂提一类生提取种、振取槽机粘动法是械液，的盛波质从几放，等而分提会强之取扩化一物散介，系出质因的来， 需并的而容要附扩提器能着散取，量于、效一载药传率般体材播较由表—，高不面介这。锈而质就钢阻—是制碍来超成溶进声，剂行波其的传的内进播机安入。械装，效有从应加而。热影及响 提空能控出化耗温效效低装率超应：置。声：施，针波通加底对萃常小部不取情功粘同(况率接U的下的超ltra药，超声so材介声波u，质波换nd可内即能通部可器过或破。实多碎超验或提声来少取波确地大换定 e适溶量能x宜解的器tra的了物是cti浸一料超on泡些，声，时微且波U间气提E。)泡取，，过设亦这程备称些可的为气在关超泡室键声在温部波超下件辅声进，波行其的，作作无用用需是 助温下大将萃度产功电取：生率能、超振电转超声动源换声波，。成波提当机提取声械取一压能，般达。是不到目利需一前用要定，超加值声热时波，，但气提其泡取本由设身于备存 辐在定提使射较向取用压强扩物的强的散的换产热而质能生效增量器的应大高主强，，：要烈且形由有空介成于磁化质共提力效的振取换应温腔过能、度，程器扰对然的和动空后温压化突度电作然较换用闭低能的合，器强， 效度这因两应也就而种、有是可类高一超最型加定声大。速的波限磁度影的力、响空地换击，化保能碎因效持器和此应物是搅提。料用拌取中会作过原在用程有变等中的化对各的温种磁度有场进效中行 多适热成发级当效分生效控应，变应制：尤形，也和其的增是其是材大非它热料物常敏，质必理性如分要波有镍子的一效或运。样成镍动，分合频超的金率声性材和波质料在。制介同成质时；中由而 速声的于压度波传提电，频播取换增率过时能加：程间器溶超也较则剂声是短由穿波一，可透频个因产力率能而生，是量可压从影的降电而响传低效加有播提应速效和取的目成扩物材分散中料提过的，取程杂如率，质锆的 标主即含钛成要超量酸分因声，铅进素波提或入之在高其溶一介提他剂。质取陶，研的物瓷促究传的材进表播质料提明过量制取，程。成的对中。进于，若行大其将。多声压数能电药不材材断料而被置言, 当介提于其质取电他的物压条质的变件点提化一吸取的定收率电时，高场,介：中目质超则标将声会成所波产分吸所生的收引变提的起形取能的，率量空这随全化就超部效是声或应压波 频大可电率部使效的分植应增转物。加变细无而成胞论下热壁使降能及用。，整何从个种而生换导物能致体器介破，质裂其本，基身使本和药因药材素材中常 声组的是处织有空理温效化时度成效间的分应：升得的超高以强声，充度提增分。取大释通了出常药，比物从常有而规效可提成提取分高的的目时溶标间解提要 短速取浴。度物槽一。的式般此提—情外取—况，率应下超。用，声广超波，声还但处可是理以超时产声间生波在许不2多能0次均~4级匀5m效分in应布以， 内如适并即乳用且可化范随获、围时得扩广间较散：变好、超化的击声超提碎提声取、取波效化中能果学药量。效材衰应不减等受。，成这分些、作极用性 占也和探空促分针比进子式：了量—超植的—声物限超波体制声的中，波占有适探空效用针比成于可是分绝将超的大能声溶多量波解数集的，种中工促类在作使中样时药品间物材的与 间有和某隙效有一时成效范间分成围(进分，脱入的因气介提而时质取在间，液)之并如体比于生中。介物能根质碱提据充、供操分黄有作混酮效方合类的式，化空的加合穴不快物作同、， 超了醌用声提类波取化提过合取程物器的、可进萜分行类为，化连并合续提物式高、和了鞣间药质歇物、式有脂两效质种成及类分挥型的发。 提油取等率的。提取。
超声波资料
超声波相关信息1.超声波的原理和特性1.1超声波的原理在弹性介质中，如果波源所激起的频率，在20Hz到20000Hz之间，就能引起人的听觉。
在这一频率范围内的振动称为声振动，由声振动所激起的纵波称为声波。
超声波是以人耳能听到的声波频率为基准，其频率高于20000Hz，为不可闻的声波称为超声波，超声波频率可高达1011Hz。
(1)超声波是机械波在传播过程中其能量可为介质吸收而衰减。
在均匀介质中平面波通过极薄的厚度为dx一层介质后振幅的减弱(-dA)应正比于此处的振幅A，也正比于这厚度dx，即-dA =μAdx比例系数μ与介质的性质和波动的频率有关，称为介质的吸收系数。
经过积分得A =Ae-μx由于波的强度与振幅的平方成正比，所以平面波强度衰减的规律是I= Ie-2μx上式表明，波的强度随着传播距离的增加按指数规律衰减。
(2)波的反射和折射。
声压的幅值为Pm=Aωρv式中ρ为介质密度， v为介质波速。
Aω=Um是介质质元振动的幅值。
设Z = ρv，则Pm /Um=Z，即当声压幅值Pm确定时，Z值增大，则Um减小，形式上和欧姆定律相似，Z和电阻相当，故称之为介质的声阻抗。
声波在两种不同介质的分界面上将发生反射和折射。
反射声波和入射声波的声强之比I1/I称为声波的反射系数，用β表示，当声波垂直入射到分界面上时Z2-Z1β=〔————〕2Z2+Z1式中Z1=ρ1v1，Z2=ρ2v2分别表示介质1和2的声阻抗。
折射声波和入射声波的声强度之比I2/I称为折射系数，用α表示，声波垂直入射时4Z1Z2α= ————(Z1+Z2)2当Z2>>Z1或Z2<<Z1时，声波的反射系数β=1，声波在分界面上几乎发生全反射现象。
例如空气和人体软组织的声阻抗相差很大， β≈1，因此，在超声诊断疾病时，若直接将探头放在人体软组织上，则超声波几乎被全反射，不能进入人体，所以要在探头与人体间涂上石蜡油作为耦合剂，使β降低。
微波和超声波提取原理
微波是电磁波，频率在300兆赫到300千兆赫的电磁波(波长1米- 1毫米），通常是作为信息传递而用于雷达、通讯技术中。
微波加热的特点1、加热速度快常规加热如火焰、热风、电热、蒸汽等，都是利用热传导的原理将热量从被加热物外部传入内部，逐步使物体中心温度升高，称之为外部加热。
要使中心部位达到所需的温度，需要一定的时间，导热性较差的物体所需的时间就更长。
微波加热是使被加热物本身成为发热体，称之为内部加热方式，不需要热传导的过程，内外同时加热，因此能在短时间内达到加热效果。
2、均匀加热常规加热，为提高加热速度，就需要升高加热温度，容易产生外焦内生现象。
微波加热时，物体各部位通常都能均匀渗透电磁波，产生热量，因此均匀性大大改善。
3、节能高效在微波加热中，微波能只能被加热物体吸收而生热，加热室内的空气与相应的容器都不会发热，所以热效率极高，生产环境也明显改善。
4、易于控制微波加热的热惯性极小。
若配用微机控制，则特别适宜于加热过程加热工艺的自动化控制。
5、低温杀菌、无污染微波能自身不会对食品污染，微波的热效应双重杀菌作用又能在较低的温度下杀死细菌，这就提供了一种能够较多保持食品营养成份的加热杀菌方法。
6、选择性加热微波对不同性质的物料有不同的作用，这一点对干燥作业有利。
因为水分子对微波的吸收最好，所以含水量高的部位，吸收微波功率多于含水量较低的部位这就是选择加热的特点。
烘干木材、纸张等产品时，利用这一特点可以做到均匀加热和均匀干燥。
值得注意的是有些物质当温度愈高、吸收性愈好，造成恶性循环，出现局部温度急剧上升造成过干，甚至炭化，对这类物质进行微波加热时，要注意制定合理的加热工艺。
7、安全无害在微波加热、干燥中，无废水、废气、废物产生，也无辐射遗留物存在，其微波泄漏也确保大大低于国家制定的安全标准，是一种十分安全无害的高新技术。
超声波是声波：频率高于人的听觉上限（约为20000赫）的声波，称为超声波，或称为超声。
超声波倒车雷达工作原理、技术现状、发展趋势
超声波倒车雷达工作原理、技术现状及发展趋势Ken.H一、概述倒车雷达系统，英文全称为REVERSING / PARKING AID SUBSYSTEM ，BACK SENSOR或PACKING SENSOR，英文简称RPA。
目前被各种轿车特别是高级轿车作为汽车电装品的标准配置或售后的汽车电装品主是选配品，例如：德国的奔驰（BENZ）, 宝马（BMW），美国的别克（BUICK）、通用（GM）、以及日本的日产（NISSAN）、丰田（TOYOTA）、本田（HONDA）等均装有倒车雷达系统。
倒车雷达系统测距主要可分为超声波测距、微波雷达测距和激光测距三种。
其中超声波测距（超声波倒车雷达）无论是技术难度还是产品成本都具有其他两种产品不可比拟的优势，受到了广泛的应用和推广。
二、倒车雷达系统的基本原理倒车雷达系统的基本原理，是利用传感器内的超声波传感器（俗称探头）发射出40KHz的超声波，由接收探头接收经障碍物反射回来的超声波，根据超声波反射接收的时间差，由控制单元内的CPU处理换算成距离，并根据系统设定的距离分段发出不同的提示声及显示(LED、LCD、VDF、TFT等显示器，数码或颜色)提示得知车体到障碍物距离，使驾驶者轻易避免不必要碰撞。
2-1. 人耳听不到之音波频率之超音波一般定义为15KHz以上。
2-2. 音速为331.4M/秒，此为计算距离、时差的基本公式虽然温湿度变化时音速会有微小变化，但对短距离使用只有误差几mm。
2-3. 传感器检测方式为利用超声波(40KHz±2KHz)对对象发射后，有一反射波经物理原理(入射角=反射角)返回传感器探头，而控制单元利用发射3-1、在超声波传感器的种类可分为较传统的等方性传感器以及工艺水平更高的异方性传感器。
3-1-1、等方性传感器——→水平角度与垂直角度相同，例：120°：120°；3-1-2、异方性传感器——→水平角度与垂直角度不同，例：120°：60°或120°：45°3-2、传感器的侦测角度范围：3-2-1、在软件设计上：采用复杂的软件滤波方法，去除干扰信号，大幅度降低误判，与同类产品相比具有明显优势！3-2-2、在硬件设计上：将发射和接收电路设计在探头内部，使抗干扰性能有了根本突破！3-3、传感器的构造3-3-1、传感器的内部结构：一般而言，国内目前的倒车雷达传感器大多数使用的等方性传感器，其缺点在于垂直照射角度过大，容易探测到地，无法侦测较远的距离。
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+
.OH
4. 其它应用
乳化与破乳、结晶分离等。降解、超声萃取对 结晶粒子的粒径有较大的影响。 微波诱导甲胺磷的降解
乳化作用：不加或加入少量的乳化剂
美国Teksonic公司开发了利用超声波对油水乳化物 进行破乳，用于难处理的油-水-固乳化物。
超声空化作用：
超声波在液体媒质中传播时，当声强达到一定强
（2）成环反应
OHC HO
+
NaOH CH3COCH2COOC2H5 MWI
COCH3 O
O
微波辐射1min，收率94%
（3）加成反应
O
+
COOCH3
DABCO MWI
OH
反应10min，产率34%；常规条件下，48h产率25%
2. 微波干法反应
微波干法有机反应是将反应物浸渍在氧化铝、硅 胶、粘土、硅藻土或高岭石等多孔无机载体上进行 微波反应。 固体介质表面上所吸附的有机反应物能充分吸收微 波能量，活化后使反应速率大大提高，无机载体起重要 的作用。没有溶剂的挥发，不产生高压，可在普通的微 波炉中敞口进行。
因反应大多数是在载体上进行，限制了参加反应的反
应物的用量，制约了适用的范围。 例：
R R' OH ZSM-5 MWI R R' O
在CH2Cl2中反应时间为20～60min，在无溶剂下的 反应时间为10～120s，收率相等。
例
微波技术使Fries重排顺利进行
OH O O O CH3 AlCl3. ZnCl2/硅 胶 MWI CH3
通常将频率为 2×104~109Hz的声波叫超声波。它 是由一系列疏密相间的纵波构成的，并通过媒质的四
周传播。
1. 超声合成
H3C
KMnO4, t-BuOH, H2O ))) 5min
OH H3C OH
超声波5min，产率80%；常规搅拌30h，产率55%
CH3 H3C KMnO4 )))
COOH CH3
四、微波在有机合成中的应用
目前，研究涉及到的反应有：烷基化、缩合、酯化、 Diels-Alder反应、Micheal加成、重排、氧化、还原等，
取得了一系列有意义的研究成果，丰富了有机合成化
学。
微波能够大大地加快反应速度，缩短反应时间，特 别是以无机固体物为载体的无溶剂反应（绿色化学）。
1. 微波湿法反应
度时，液体中某些区域形成局部的暂时负压，使液体
中的微气泡生长增大，随后又突然破裂，导致气泡附 近的液体产生强烈的激波，形成局部的高温高压。 空
化泡崩溃时，极短时间内在空化泡周围极小的空间产
生5000k以上的高温和大约50MPa的高压。
“绿色工艺”，使CO2和H2O直接反应有用的原料。不仅
具有重大的学术价值，而且具有深远的经济效益和环境 效应。
近年来，Jks Wan等利用微波诱导催化法模拟
光合作用取得了可喜的成果。他们采用 一种专输线
反应器，微波功率为3kW，频率2450MHz。催化剂 为负载型Ni/NiO。在H2-He气氛中于400℃下预处理
微波湿法反应就是在有机溶剂存在下进行的微波反
应。所选用的有机溶剂的沸点应比反应温度高 20 ～
30℃ 。目的是在反应达到所需的温度条件时，溶剂不 会因温度过高而挥发，DMF、低碳醇类、水等是常用
的溶剂，有的反应物本身就是一种良好的溶剂。
（1）重排反应
Microwave Irradiation (MWI) 微波辐射作用
三、微波有机合成反应技术
与一般的有机反应不同，微波反应需要特 定的反应技术并在微波炉中进行。微波有机合
成技术一般分为密闭合成反应技术和常压合成
反应技术。
微波连续合成反应技术逐渐形成
1. 微波密闭合成反应
1986年Gedye等人首次将微波引入有机合成方面的 研究采用的就是密闭合成技术。即将反应物放入密闭的 反应器中进行微波反应的一种技术。因为密闭体系在反 应瞬间即可获得高温、高压，易使反应器变形或发生爆 炸，于是不断对反应器进行改进。
微波直接作用于化学反应体系而促进各类化 学反应的进行，这就是通常意义上的微波化学。
一、微波化学的发展历史
在有机合成领域，1967年williams报道了微波能
加快某些化学反应的实验结果，并且引起重视。直到
1986 年，加拿大 Laurentian 大学的 Gedye 教授课题组 报道了在常规条件下和微波辐射下对氰基苯酚钠氯化
和普通热解情况下不易得到的高能量物种并实现微观 水平上的高温、高压操作。
美国伊利诺大学将六羰基Mo和单体S溶于二甲苯 中，然后用一个超声辐射器以20kHz和50w/cm2功率辐 照该溶液。在超声波的作用下，伴随着气泡的快速形 成和破裂。在破裂气泡中的Mo (CO)6被100MPa下约 4982℃的局部瞬间高温所分解，游离出的金属原子与 硫反应，生成集簇。
乙酸苯酯吸附在混在AlCl3、ZnCl2的硅胶上，经 微波辐射7min可得到95%的Fries重排产物。
O NH O
O
+
RH
K2CO3 TBAB MWI O
NR
微波促进N-烷基邻苯二甲酰亚胺的合成（450w）
RX
PhCH2Cl
反应时间/min
4
产率/%
93
n-BuBr
n-C12H25I
4
10
93
95
CH3CH2COOH OH DMF MWI
COOC2H5
环己烷基烯醇在敞开的容器中，经微波辐射10min可得收率 为87%的产物，而在常规条件下，在密闭的试管内反应48h才能 得到相应收率的产物。
OMe O NMF MWI
OMe OH
OMe
+
OH
在微波辐射条件下，1.5min收率达87%，而在通常 加热265℃反应45min，重排产物得收率为71%。
子上，使加热速率大为降低，所以微波不能使这类反应的温
度得以显著提高。
实际上，微波对化学反应的作用是复杂的，除 了具有致热效应以外，还具有因对反应分子间行为 的作用而引起的所谓“非热效应”。即改变了反应 的动力学，降低了反应的活化能。
致热效应：微波是一种内加热，加热速度快， 只需外加热的 1/10——1/100 的时间即可完成，受 热体系温度均匀，无滞后效应，热效率高 。
5～6h。当CO2和水蒸气摩尔比1:2.5的混合气在反应
器中通过并平衡20～30min，接受微波辐射 。
产物分析： CH4 C 2 H6 CH3OH CH3OCH3 C3醇 C4醇 55.1% 0.3% 5.5% 4.7% 5.8% 28.4%
第二节 超声波技术
超声波在工业上的应用很早就被人们所认识，直 到70年代，超声清洗器的问世和普及，发现它可用于 有机合成，促进化学工作者的广泛研究，取得可喜的 成果。声学和化学的交叉渗透，导致一门新兴学科 — —声化学（sono chemistry）。
苄的反应，速度比常规加热快240倍。
ONa
CH2Cl
+
CN
NC
O CH2
+
NaCl
这一发现引起人们的极大关注。此后大量的实
验结果表明，微波对许多有机反应速度的影响十分
明显，较常规方法能增加几倍、几十倍、甚至上千 倍，成为有机化学领域的一个热点。
二、微波化学基本原理
如何解释微波加快化学反应？
微波加速有机反应的原理，传统的观点认为是对
CO COOH
酸 性 粘土 MWI
CO
CO
反应5min，收率大于90%
CHO
+
NH OH . H Cl
2
硅胶 MWI
CH NOH
反应50s，收率90%
此外，光合作用的模拟一直是各国科学工作者的奋斗
目标。特别是现代化工业的发展，CO2等温室效应气体的 大量排放，造成全球气候变暖。如果能模拟大自然这一
继续使用。由于此法属于物理过程，不改变催化剂自身的 结构和各项物性，经济有效（绿色化工技术）。
对均相和多向催化均有催化作用，部分反应还 能改变催化反应历程：
搅拌下，产物为二聚体
在超声波条件下：
CH3
COOK
+
NO2
KOH
PEG O2 ))) NO2
3. 超声降解
超声降解水体有机物，尤其是难降解的有机污 染物，是近年来兴起的一项新型水处理技术。
微波快速加热时，溶液能在这种装臵中安全回流。
3. 微波连续合成反应技术
随着微波有机合成技术的不断改进，一种新的设想逐 步形成，如果能控制反应液体的流量及流速，连续不断的 通过炉体进行反应，这样效率会得到很大提高，并可用于 工业生产中。1990年台湾大学Chen开展了微波连续合成技 术的研究。1994年Cablenslci等人研制出了一套新的微波连 续技术的反应装臵。
2．微波常压合成反应
1991年 Bose等首先对微波常压技术进行了尝试，他 们成功地在微波炉内用锥形瓶进行了阿斯匹林中间体的
合成。 因为是敞开的反应体系， 反应物和溶剂易挥发到
微波炉体内， 一遇到火星就着火，甚至爆炸，为使微波 常压有机合成在安全可靠的条件下进行， Mingos 等人在
家用微波炉壁上打孔，使反应用烧瓶与冷凝器相接，在
由于金属原子的排布在纳米级大小的晶簇上，提 供了较常规 MoS2 催化剂更大的表面积，故其活性 10
倍于目前炼厂所用的MoS2加氢脱硫催化剂。
超声波在催化剂再生中的应用： 由于表面沉积一些金属硫化物等杂质和尘粒堵塞孔道 而引起催化剂活性失活。用超声波将堵塞在催化剂孔道内
及表面上的杂物清除掉，使其重新恢复活性并回填反应器
1991年Mingos等人设计了可以调节反