研究のタイプ: 医学／生物学の研究 (experimental study)

[マイクロ波非熱作用の再検討：マイクロ波化学における内部温度監視と攪拌の重要性について] med./bio.

Nonthermal microwave effects revisited: on the importance of internal temperature monitoring and agitation in microwave chemistry

著者: Herrero MA, Kremsner JM, Kappe CO
掲載誌: J Org Chem 2008; 73 (1): 36-47
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【背景】マイクロ波の非熱作用は、特定の（極性）分子と電磁界との直接的で安定した相互作用に由来するものであり、その分子が含まれる媒質の微視的な熱作用には関係しないと考えられている。【目的】このマイクロ波非熱作用の存在を精査するため、4種の合成的変換（Diels-Alder反応環状付加、トリフェニルフォスフィンおよび1, 2, 4-トリアゾールのアルキル化、アミド結合の直接生成）を、マイクロ波誘電加熱および通常加熱の条件下で再評価すること。【方法】前回の研究で、これらの反応においてマイクロ波非熱作用が存在することが実験的に示された。今回の評価では、マルチ光ファイバプローブシステムを使用して正確に内部反応温度の測定ができる実験装置を使用した。した。攪拌が不十分であると、マイクロ波による不均一加熱のため反応溶液内に温度勾配が生じる。外部赤外線測定では十分に正確な温度測定ができない場合もあった。【結果】光ファイバプローブ温度モニタリング装置を用いて4種の反応を厳密に評価した結果、マイクロ波非熱作用の存在の証拠は示されなかった。攪拌が十分なことを確認しながら行った実験の結果、マイクロ波加熱と通常加熱による大きな違いはなかった。【結論】観察された効果は純粋に熱によるものであり、マイクロ波電磁界には関係しなかった。

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研究目的（著者による）

In order to study the existence of nonthermal effects of microwaves, four synthetic transformations (Diels-Alder cycloaddition, alkylation of triphenylphosphine and 1,2,4-triazole, direct amide bond formation) were reevaluated under both microwave dielectric heating and conventional thermal heating.

詳細情報

In all four transformations, previous studies (see "related articles", especially Loupy 2004, Cvengros 2004, Loupy 2001, and Iannelli 2005) have claimed the existence of nonthermal effects of microwaves in these reactions, i.e. significant differences in conversion and/or product distribution were found comparing the conventionally and microwave-heated experiments performed at the same measured reaction temperature.
A specialized fiber-optic temperature probe was used that allowed simultaneous temperature detection at different positions of the reaction mixture.
Description of general experimental procedures, images, and heating profiles for reactions is available free of charge at http://pubs.acs.org.

影響評価項目

ばく露

ばく露の詳細情報なし

ばく露を受けた生物:

方法 影響評価項目／測定パラメータ／方法

研究対象とした生物試料:
調査の時期:
  • ばく露中

研究の主なアウトカム（著者による）

The critical reevaluation of all four reactions has provided no evidence for the existence of nonthermal effects of microwaves. Ensuring efficient agitation of the reaction mixture via magnetic stirring, no significant differences in terms of conversion and selectivity between experiments performed under microwave or oil bath conditions at the same internally measured reaction temperatures were found. The observed effects were purely thermal and not related to the microwave field.

研究の種別:

研究助成

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