微波辐射-酶耦合催化(MIECC)反应

将微波辐射用于非水相酶催化可以获得很多有别于常规加热下的反应结果.本文讨论了微波的非热效应在酶促反应中的表现,探讨了微波辐射对酶的结构、构象、活性及酶催化反应动力学的影响,以及微波辐射-酶耦合催化对反应的对映选择性、底物专一性、前手性选择性和区域选择性的影响.在大多数场合,适当的微波辐射不会损伤酶活而且可以提高反应速率,而对酶特异性的影响则不一而论.     

微波技术应用于非水相酶学催化的研究进展

综述了近年来微波辐射在非水相酶学催化方面的应用,重点介绍了微波辐射对非水相酶催化反应动力学、反应产率、选择性及酶学性质的影响。参考文献43篇。     

微波辐射-酶耦合催化(MIECC)反应

将微波辐射用于非水相酶催化可以获得很多有别于常规加热下的反应结果.本文讨论了微波的非热效应在酶促反应中的表现,探讨了微波辐射对酶的结构、构象、活性及酶催化反应动力学的影响,以及微波辐射-酶耦合催化对反应的对映选择性、底物专一性、前手性选择性和区域选择性的影响.在大多数场合,适当的微波辐射不会损伤酶活而且可以提高反应速率,而对酶特异性的影响则不一而论.     

微波辐射-酶耦合催化(MIECC)反应

将微波辐射用于非水相酶催化可以获得很多有别于常规加热下的反应结果。本文讨论了微波的非热效应在酶促反应中的表现,探讨了微波辐射对酶的结构、构象、活性及酶催化反应动力学的影响,以及微波辐射-酶耦合催化对反应的对映选择性、底物专一性、前手性选择性和区域选择性的影响。在大多数场合,适当的微波辐射不会损伤酶活而且可以提高反应速率,而对酶特异性的影响则不一而论。     

能源与环境应用中的微波催化研究进展

微波是一种能量传递方式。与传统电加热相比,微波加热具有加热速度快、热惯性小、选择性加热等特点,因而被视为一种优质的能量来源。微波催化是一种使用微波对反应系统供能,从而推动催化反应进行的化学过程。近年来,许多研究者致力于探索和发展微波催化技术,包括利用微波技术提升化学反应速率、开发具有出色微波吸收能力的催化剂、建立节能环保的微波催化系统等。本文首先介绍了微波的相关理论,讲述了材料对微波的吸收原理;然后从微波催化降解挥发性有机物（Volatile Organic Compounds, VOCs）、微波催化污水处理、微波催化生物质热解和微波催化碳氢化合物转化等方面综述了微波催化在能源环境中的应用;最后对微波催化过程的机理展开了讨论。     

小型微波谐振腔用于蛋白质微波辅助酶解

采用微波谐振腔对细胞色素c以及牛血清白蛋白进行微波辅助酶解, 通过电喷雾三级四极杆质谱对得到的肽段进行分析, 证明该方法可用很低的微波功率将蛋白质彻底酶解为多肽. 通过调整微波条件可以使蛋白质的酶解效率基本达到100％, 细胞色素c和牛血清白蛋白的序列覆盖率分别为45％和26％. 该方法不但可将蛋白酶解时间由传统方法的16 h缩短为20 min, 还将功率由使用微波炉时的数百瓦降至20 W.     

微波辐射高效共价固定青霉素酰化酶

为提高青霉素酰化酶的共价固定化效率, 在微波辐射条件下将酶蛋白共价固定于介孔泡沫硅(MCFs)的孔道中. 通过正硅酸四乙酯水解缩合制备介孔泡沫硅, 再于微波辅助下将青霉素酰化酶共价固定在其孔道中. 以固定化酶相对活力和活力回收为指标, 考察了加酶量、固定化温度、微波辐射时间等条件对酶固定化效率的影响. 实验结果表明: 当加酶量为60 mg/g, 固定化温度为20 ℃, 微波辐射140 s, 固定化酶相对活力达到178.1%, 表观活力为1191.3 U/g(以湿重计). 与常规方法相比, 微波辅助固定化酶时, 固定化酶相对活力提高34.5%, 固定化时间亦大幅缩短至数分钟, 这为青霉素酰化酶的高效共价固定化提供了一条新的途径.     

微波辅助酶促月桂酸淀粉酯的合成

以天然玉米淀粉和月桂酸为原料,脂肪酶Novozym 435为催化剂,研究了微波辐照下月桂酸淀粉酯的酶促合成.通过对淀粉进行预处理活化来提高淀粉的酯化反应活性,并主要考察了微波功率、月桂酸用量、脂肪酶Novozym 435用量及反应时间等参数对酶促月桂酸淀粉酯合成的影响.采用气相色谱法进行取代度的测定,并以取代度为考察指标,确定了最佳的反应条件.结果表明,淀粉的最佳预处理方法为NaOH/尿素混合溶液法,经该法处理后淀粉的酯化反应活性大大提高;微波辐照技术的应用大大缩短了反应时间,并提高了月桂酸淀粉酯的取代度.适宜的工艺条件为:微波功率为240 W,月桂酸用量为30%,酶加入量为7%,反应时间26 min.     

微波辅助合成菲并咪唑衍生物及微波非热效应

以1,10-邻菲啰啉5,6-二酮及苯甲醛(或取代苯甲醛)为原料, 在微波辐射条件下制备了一系列菲并咪唑类衍生物, 考察了温度、 时间以及投料比对微波辅助合成菲并咪唑类衍生物的影响, 并进一步探讨了微波非热效应的影响. 设计正交实验优化了反应条件; 使用SiC管作为反应容器屏蔽微波对反应的影响; 通过元素分析、 核磁共振波谱、 质谱及红外光谱等对化合物进行了表征. 结果表明, 微波辅助反应的最佳反应条件为: 1,10-邻菲啰啉-5,6-二酮与苯甲醛(或取代苯甲醛)的投料比为1: 1.5, 反应温度为100℃, 反应时间为20 min; 并且发现SiC管中反应的产率明显低于石英管反应容器. 与传统制备方法相比, 微波辅助合成方法可在更短时间内快速方便地制得菲并咪唑类衍生物; 反应温度、 反应时间以及投料比对微波辅助合成反应有明显影响; 微波非热效应有助于提高反应产率.     

微波辐射-酶耦合催化(MIECC)戊醇同分异构体与n-辛酸的酯化反应

以戊醇同分异构体与n 辛酸为反应底物 ,比较在三种模式下进行的非水相酶催化酯化反应 :( 1)在线微波辐射 (MI)模式 ;( 2 )常规加热 (CH )模式 ;( 3 )离线微波预辐射酶 +常规加热 (pre MI +CH)模式 ,以揭示微波辐射 -酶耦合催化(MIECC)的耦合效应 .实验结果表明 ,MIECC在提高酯化反应初速率方面表现出明显的耦合效应 ,可加快反应初速率 2 .5～4.5倍 .醇结构对MIECC有影响 ,在反应初速率及平衡产率方面均遵循伯醇 >仲醇 >叔醇的规律 .MI模式或pre MI +CH模式对酶均有激活作用 ,经微波预辐射的酶产生某种记忆效应 ,酶能持久性地被改变催化活性     

微波与有机化学反应的选择性

本文综述了微波辅助下有机化学反应的选择性,包括化学选择性、区域选择性、顺反选择性、非对映选择性、对映选择性,与传统加热条件下反应选择性的区别。讨论了微波对有机化学反应选择性的影响。从文献报道的结果来看,虽然观察到了一些反应在微波照射与加热条件下显示出不同的选择性,但绝大部分例子并不是在严格相同的条件下进行的对比,还有一些虽然做了对比研究,但却忽略了温度的影响。对于绝大多数例子,微波产生的选择性的差别似乎都可以用热效应来解释。可以认为微波辅助的反应中基本不存在特殊的"非热效应"。微波辅助技术可以通过改变反应温度来实现改变某些反应的选择性。希望本文对微波效应和微波对有机反应加速效应的本质的理解提供一些有用信息。     

Sintered Silicon Carbide: A New Ceramic Vessel Material for Microwave Chemistry in Single‐Mode Reactors

Silicon carbide (SiC) is a strongly microwave absorbing chemically inert ceramic material that can be utilized at extremely high temperatures due to its high melting point and very low thermal expansion coefficient. Microwave irradiation induces a flow of electrons in the semiconducting ceramic that heats the material very efficiently through resistance heating mechanisms. The use of SiC carbide reaction vessels in combination with a single‐mode microwave reactor provides an almost complete shielding of the contents inside from the electromagnetic field. Therefore, such experiments do not involve electromagnetic field effects on the chemistry, since the semiconducting ceramic vial effectively prevents microwave irradiation from penetrating the reaction mixture. The involvement of electromagnetic field effects (specific/nonthermal microwave effects) on 21 selected chemical transformations was evaluated by comparing the results obtained in microwave‐transparent Pyrex vials with experiments performed in SiC vials at the same reaction temperature. For most of the 21 reactions, the outcome in terms of conversion/purity/product yields using the two different vial types was virtually identical, indicating that the electromagnetic field had no direct influence on the reaction pathway. Due to the high chemical resistance of SiC, reactions involving corrosive reagents can be performed without degradation of the vessel material. Examples include high‐temperature fluorine–chlorine exchange reactions using triethylamine trihydrofluoride, and the hydrolysis of nitriles with aqueous potassium hydroxide. The unique combination of high microwave absorptivity, thermal conductivity, and effusivity on the one hand, and excellent temperature, pressure and corrosion resistance on the other hand, makes this material ideal for the fabrication of reaction vessels for use in microwave reactors.     

Microwave Assisted Synthesis of Chitosan Nanoparticles

Chitosan nanoparticles (CHN) were prepared based on ionotropic gelation between low moleculer weight chitosan and sodium tripolyphosphate (TPP) under microwave irradiation. Particle size, zeta potential, and FT-IR techniques were used for characterization of CHN. The influence of reaction time on the nanoparticle size distribution was investigated, and the results showed that the microwave irradiation method evidently decreases the reaction times and particle size over the conventional method. It was determined by the results of the zeta potential measurements that synthesized CHN under microwave irradiation clearly exhibits more homogeneous and stable dispersion.     

Solventless Friedel-Crafts Acylation under Microwave Activation

A novel catalytic system, ZnCl2 supported on alumina, was found to be an efficient and readily available medium for the solvent-free Friedel-Crafts acylation reactions under microwave irradiation. Good yields and high catalytic efficiencies were observed within short reaction times. Comparing with silica gel, alumina was more efficient under the same conditions.     

微波辐射对乙酸乙酯皂化反应的影响

采用电导率法研究了微波辐射对乙酸乙酯皂化反应动力学常数的影响.结果表明,反应物经微波辐射后化学反应的动力学常数增大,且与辐射时间长短呈正相关.分析了微波辐射使动力学常数增大的原因.     

微波对碱式碳酸镁结晶过程的影响

在微波外场作用下,利用氯化镁和碳酸钠溶液反应结晶法直接合成碱式碳酸镁晶体。通过对比微波、水浴两种加热方式下镁离子变化曲线和产物的差异,XRD、FTIR,SEM等对相转移过程的物相分析表征,探索微波对反应的强化影响。结果表明,反应结晶直接合成碱式碳酸镁过程分为絮状物→出现晶体→完全转变为球状碱式碳酸镁3个阶段。微波对反应3个阶段中都有强化作用,促进絮状物的形成,加快相转变,提高反应转化率,微波加热条件下在粒径分布与组装方式与水浴加热方式均有不同,微波作用下较小颗粒是由纳米片层平行组装而成,而较大颗粒可能是无定形物在球状小颗粒表面继续转变,形成交错的表层纹理的大颗粒碱式碳酸镁。     

微波干法催化醛酮与胺的缩合反应

利用微波辐射和固体中性Al2 O3 载体催化醛酮与胺的缩合反应的方法合成了十六种亚胺 ,研究了微波功率、作用时间、产物提取方式等因素对反应的影响 ;与无微波作用的一般合成方法相比 ,该法明显地提高反应速度及产率 ;文中用低极性熔点递变物质灌装毛细管的方法观测微波作用下反应温度 ,探讨微波作用化学反应的机理 ,其机理除与微波加热作用有关外还与分子间氢键及分子的缔合性有关。