Application à la synthèse organique
Micro-ondes en synthèse organique

3.1 Effet des micro-ondes en synthèse organique

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3.1.1 Activation possible de la réaction

En chimie de synthèse organique et en catalyse, le chauffage sous micro-ondes se traduit souvent par une augmentation des rendements et de la sélectivité avec des temps de réaction plus courts. Plusieurs raisons sont évoquées pour expliquer ces effets spécifiques mais à ce jour, elles restent sous forme d’hypothèse et sont plus ou moins controversées :

• l’existence de points chauds microscopiques. Ils se développeraient lors du choc entre molécules, le nombre de chocs étant exacerbé sous micro-ondes car les molécules polaires cherchent à s’orienter en permanence selon le sens du champ électrique ;

• l’augmentation de l’agitation des molécules, due à l’oscillation du champ électrique ;

• la modification de l’état de transition et la diminution de l’énergie d’activation dans la théorie d’Arrhenius.

Aujourd’hui, il est plutôt admis que les effets micro-ondes sur les réactions ne seraient uniquement liés qu’au caractère thermique. En effet, la montée rapide en température du milieu est favorable à la diminution des sous-produits (figure 4); dans les systèmes solide-liquide, les points chauds créés à la surface de catalyseurs solides induisent localement une température non mesurable et seraient à l’origine de rendements accrus.

3.1.2 Superheating

La température d’ébullition d’un solvant en système ouvert sous micro-ondes est parfois supérieure à celle observée par chauffage conventionnel. Ce phénomène, appelé surchauffe (superheating ou overheating) est obtenu car le solvant, ou milieu réactionnel, est chauffé très rapidement ce qui empêche la nucléation en paroi, paroi qui est alors à une température inférieure.

Des...