Article

1 - THÉORIE DU CHAUFFAGE SOUS MICRO-ONDES

2 - ÉQUIPEMENTS DE LABORATOIRE ET SYSTÈMES INDUSTRIELS

3 - APPLICATION À LA SYNTHÈSE ORGANIQUE

4 - AUTRES APPLICATIONS

5 - AVANTAGES ET LIMITES

6 - CONCLUSION

7 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : J5020 v1

Micro-ondes en synthèse organique

Auteur(s) : Martine POUX, Lionel ESTEL, Christophe LEN

Date de publication : 10 août 2016

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RÉSUMÉ

Cet article fait le point sur la mise en œuvre du chauffage par micro-ondes pour la synthèse organique. L’approche développée ici balaie plusieurs aspects : elle apporte les connaissances indispensables sur la thermique micro-onde, la technologie des systèmes micro-ondes et les capteurs associés, liste les avantages et les limites au travers d’exemples de réactions organiques et propose des préconisations. Le sujet est abordé avec une vision combinée chimie et génie des procédés.

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ABSTRACT

Microwaves applied to organic synthesis

This article offers an overview of microwave heating applied to organic synthesis. It presents basic knowledge of microwave heating, and the technology of microwave devices and their sensors, lists advantages and limitations through examples of organic reactions, and makes some recommendations. The subject is addressed from both chemistry and process engineering standpoints

Auteur(s)

  • Martine POUX : Ingénieur de Recherche - Laboratoire de Génie Chimique INPT/UPS/CNRS, École Nationale Supérieure des Ingénieurs en Arts Chimiques et Technologiques, Toulouse (ENSIACET), France

  • Lionel ESTEL : Professeur des Universités - Laboratoire de Sécurité des Procédés Chimiques, Institut National des Sciences Appliquées de Rouen (INSA Rouen), France

  • Christophe LEN : Professeur des Universités - Transformations Intégrées de la Matière Renouvelable, Université de Technologie de Compiègne (UTC), France

INTRODUCTION

Les micro-ondes – ondes électromagnétiques qui se situent dans la gamme des hyperfréquences – sont capables de générer le chauffage de milieux pour peu qu’ils soient sensibles à ces ondes, par exemple en possédant des caractéristiques diélectriques particulières. Contrairement aux techniques classiques de chauffage par conduction ou convection, l’utilisation des micro-ondes implique une interaction entre un rayonnement électromagnétique et la matière. Il ne s’agit donc pas d’un transfert thermique, le chauffage par micro-ondes d’un produit résulte ainsi de la conversion en chaleur de l’énergie d’une onde électromagnétique au sein de ce matériau.

L’application de ce type de chauffage à la synthèse chimique a été initiée il y a maintenant près de trente ans. Si beaucoup d’expériences positives ont été menées, trop peu dépassent encore le stade du laboratoire. La mise en œuvre d’un procédé de synthèse sous micro-ondes reste complexe et nécessite une attention particulière. L’approche intégrative de l’ingénieur alliant la com-préhension des mécanismes électromagnétiques mis en jeu et de leurs interactions avec le milieu, le développement de technologies spécifiques et l’analyse critique des réactions sont autant d’éléments indispensables pour la réussite de toute réaction organique sous micro-ondes et par la suite de son industrialisation. Cet article rapporte les connaissances de base indispensables, fait le point sur les technologies disponibles, met l’accent sur les points critiques et enfin propose une démarche utile pour appréhender la synthèse organique sous micro-ondes. Il s’accompagne d’exemples de synthèses organiques et montre les potentialités offertes par l’utilisation de cette technique de chauffage en particulier dans le contexte du développement durable.

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KEYWORDS

process intensification   |   microwaves   |   organic synthesis   |   reactors   |   fine chemistry

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-j5020


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - JONSCHER (A.K.) -   Dielectric relaxation in solids,  -  Chelsea Dielectrics Press, London, (1983).

  • (2) - POUX (M.) – Chapitre 7 : Microwaves : a potential technology for green process development, p166-206 dans -   Green process engineering : from concepts to industrial applications,  -  édition CRC Press, Boca – Raton (2015).

  • (3) - BONNET (C.) -   Dualité du couplage onde-matière de l’intensification par chauffage micro-onde à la sécurité des procédés,  -  thèse de Doctorat UTC – Compiègne (2003)

  • (4) - LEGRAS (B.) -   Adsorptions et désorptions compétitives sous irradiation micro-ondes : étude de la conversion d’énergie électromagnétique couplée aux transferts de matière et de chaleur  -  – INSA – Rouen (2011)

  • (5) - MAZUBERT (A.), TAYLOR (C.), AUBIN (J.), POUX (M.) -   Key role of temperature in interpretation of MW heating on transesterification and esterification reactions for biodiesel production....

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