La chimie synthétique à haute vitesse est une méthode moderne de réaliser une synthèse chimique. Alors que la méthode traditionnelle pour réaliser des réactions prend plusieurs heures, voire des jours, dans des conditions de reflux, des réacteurs de synthèse dédiés peuvent réduire considérablement les temps de réaction à quelques minutes. Cela fonctionne grâce à un superchauffage rapide des mélanges de réaction à des températures bien au-dessus du point d'ébullition du ou des solvants utilisés.
Chimie synthétique à haute vitesse
Instrumentation
Un réacteur à tube scellé chauffé de manière conventionnelle pour réaliser de la chimie synthétique à grande vitesse est équipé d'une bobine de chauffage, d'un capteur de température à contact pour un contrôle précis de la température, d'un agitateur magnétique pour une homogénéisation optimale du mélange réactionnel et d'un piston de pression qui permet des réactions à des pressions élevées (Figure 1).
Figure 1. Schéma de la cavité d'un réacteur chauffé de manière conventionnelle pour la chimie synthétique à grande vitesse.
Théorie : chimie des micro-ondes sans micro-ondes
Les réacteurs à micro-ondes sont bien connus pour accélérer les réactions chimiques depuis plus de 25 ans. Mais aussi, les réacteurs à récipient fermé chauffés de manière conventionnelle peuvent augmenter significativement l'efficacité dans les laboratoires chimiques. En général, la loi d'Arrhenius stipule approximativement une duplication de la vitesse de réaction avec une augmentation de température de 10 °C. C'est vrai pour tout système, indépendamment de la source de chaleur. Il est juste important d'employer des systèmes à récipient fermé, qui permettent d'atteindre des températures bien au-dessus du point d'ébullition des solvant(s) utilisé(s). En utilisant des récipients en carbure de silicium dans des réacteurs micro-ondes monomodes, il a déjà été démontré que les systèmes de récipients fermés chauffés de manière conventionnelle fournissent des résultats similaires à ceux des expériences chauffées uniquement par micro-ondes.[1] De plus, avec le réacteur de synthèse chauffé de manière conventionnelle mentionné ci-dessus, il a été démontré que le résultat d'une réaction chimique est indépendant de la source de chaleur tant que le temps de réaction à une température définie est similaire.[2]
