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　　安东帕碳化硅合成管在微波合成中的特殊应用
 

　　做合成你是不是还在用传统的聚四氟反应釜，
 

　　还在为漫长的反应时间以及
 

　　实验重复性很差而焦虑。
 

　　微波合成不仅能解放你的时间，
 

　　并且可以通过特定的模块进行机理研究。
 

　　在微波合成中无论是极性或者非极性溶剂，
 

　　都有特定的模块对反应物进行有效加热，
 

　　其中安东帕公司在微波合成中
 

　　使用*的碳化硅管，
 

　　使得微波合成的应用变得更为广泛。
 

　　图1：安东帕微波合成反应管
 

　　碳化硅作为一个非侵入式的辅助加热法，已被证实是提高非极性反应物加热能力的理想材料。它可以使微波透明的和弱微波吸收的反应物充分的加热到很高的温度和压力。由于材料内部温度的迅速传导，也避免了热岛的出现，从而保证温度的均匀分布。碳化硅管在有机合成中有*而广泛的应用是其它普通合成管所不能替代的。在非极性溶剂中，如苯胺在甲苯中的N-烷基化反应，已成功地转移到SiC容器中以加速加热过程。另外，当水需要加热到超过200°C时，其微波加热效率下降，SiC管可以简化加热。
 

　　1 微波透明溶剂
 

　　由于碳化硅对微波能有很强的吸收能力，因此非吸收性溶剂也能在微波场中高效加热。
 

　　图3显示5 ml甲苯在标准10 ml玻璃小瓶和碳化硅管在Monowave 400中的加热曲线。虽然在玻璃小瓶中，甲苯需要大约10min才能加热到250°C，但在C10管中，仅需60s即可达到相同的目标温度。
 

　　图2：在G10小瓶（灰色曲线）和C10管（红色曲线）中，用红宝石温度计控制5ml甲苯至250°C的Monowave 400加热曲线。
 

　　2 微波氟化反应
 

　　碳化硅是化学惰性的，这意味着它不仅能耐受酸性溶液，也能耐受碱性溶液，这些溶液通常会降解常用的玻璃反应瓶。
 

　　等人发现在进行方案1中所示的氟化反应时，他们注意到玻璃反应容器的显著降解，尽管HF不是直接施加，而是在整个反应过程中由TREAT-HF原位生成[1]。
 

　　方案1：Monowave 400中进行（三氯甲基硫基）苯氟化
 

　　图3：A：一个新的损坏的10ml微波瓶的图像。B： 在方案1所示条件下，多次重复使用后蚀刻的微波小瓶。
 

　　在碳化硅容器中进行相同的反应不会损坏反应容器。反应前后C10管的重量基本相同，氟化反应*转化。同样，在含HF的纳米材料合成中[2]，稳定的碳化硅容器是制备氟化铁纳米颗粒或氟溶性溶胶-凝胶合成掺杂磷酸锂的*容器[3]。
 

　　3 强碱性的溶液反应
 

　　玻璃瓶在高温下也会受到强碱性溶液的严重侵蚀。尤其是pH值为10或更高的氢氧化钠或氢氧化钾溶液会导致玻璃严重腐蚀，从而降低小瓶的压力稳定性。此反应在碳化硅容器中可以很顺利的进行，一个典型的例子是钛酸盐纳米管的制备(方案2)[4]。
 

　　方案2：Monowave 400中进行钛酸钠纳米管的水热合成
 

　　碳化硅容器除了具有制备的优点外，还可用于非热微波效应的基础研究。由于使用SiC作为容器材料可以消除电磁场对反应混合物的任何影响，因此可以快速地将热效应与特定(非热)效应分开。
 

　　总之，安东帕*的碳化硅合成管具有高的微波吸收率、热导率和发射率，另一方面又具有优异的温度、压力和耐腐蚀性，使其成为微波反应器容器材料的理想材料，并且使得微波合成变得很轻松。
 

　　参考文献
 

　　[1] J. M. Krems.ner et al., Tetrahedron Lett. 2009, 50, 3665.
 

　　[2] L. Di Carlo et al., Chem. Commun. 2014, 50, 460.
 

　　[3] N. Goubard-Bretesché et al., Chem. Eur. J. 2019, 25, 6189.
 

　　[4] S. Preda et al., Mater. Res. Bull. 2015, 71, 98.