Mikrowellen, Überbegriff für Dezi-, Zenti- und Millimeterwellen; elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge zw. 1 mm und 1 m (d. h. zw. 0,3–300 GHz).

Anwendungen von M. sind u. a.: Radar, Erwärmung sowohl industriell als auch im Haushaltsgebrauch (z. B. Mikrowellenherd), Informationsübertragung in der Nachrichtentechnik. Erzeugt werden M. durch Hochfrequenz-Halbleiter-Bauelemente (Halbleiter-Mikrowellendioden) oder durch Mikrowellenröhren (Dioden wie z. B. Klystron oder Magnetron). Zur Leitung von M. hoher Leistung werden Hohlleiter verwendet.

Mikrowellen in der chemischen Synthese

1986 berichteten die Gruppen um Richard Gedye und Raymond Giguere erstmals den Einsatz von M. in der chem. Synthese. Heute können M. u. a. bei Hydrierungen, Hydrolysen, Polymerisationen und Veresterungen eingesetzt werden. Der Einsatz von M. bietet gegenüber Reaktionen unter konventionellen Bedingungen u. a. die Vorteile von höheren Ausbeuten, verbesserten Reaktionsgeschwindigkeiten und milderen Reaktionsbedingungen. Zur Erklärung der verbesserten Reaktionsgeschwindigkeiten gibt es zwei Theorien:

1. Der nicht-thermale Effekt: Hiernach aktiviert die Absorption der M. die Reagentien.
2. Dielectric Heating (engl.): Durch die Wechselwirkung mit polaren Stoffen der Reaktionslösung ist die Energieübertragung durch M. ist effektiver als die Erhitzung durch Konvektion und kann den Haupteil der Reaktionslösung gleichmäßig erhitzen.

Die Wahl des Lösungsmittel kann die Reaktion stark beeinflussen, da einige, z. B. polare Lösungsmittel, in der Lage sind M. direkt zu absorpieren, was den Prozess beschleunigt. Andere, z. B. unpolare Lösungsmittel, können M. nicht absorpieren und müssen indirekt über Stoffe, die in der Lage sind M. zu absorpieren, erhitzt werden. Übliche Lösungsmittel sind u. a. Wasser, Ethanol und Aceton. Reaktionen unter Einsatz von M. wurden aber auch erfolgreich ohne Lösungsmittel durchgeführt werden.

Es sind sowohl Reaktionen unter Normaldruck in offene Gefäßen als auch Reaktionen unter erhöhten Druck in geschlossen Gefäßen berichtet worden.

Literatur

• Gedye, R. N./Smith, F. E./Westaway K.C./Ali, H./Baidisera, L.:The Use Of Microwave Ovens for Rapid Organic Synthesis. Tetrahedron Letters, 1986, Ausgabe 27, S. 279-286