微波反應(yīng)器提供了在安全高效條件下進(jìn)行高溫高壓反應(yīng)的顯著優(yōu)勢(shì),，這是其相對(duì)于傳統(tǒng)合成方法最重要的優(yōu)點(diǎn)之一。遺憾的是,，由于反應(yīng)器的設(shè)計(jì)幾乎完荃針對(duì)這種特定應(yīng)用,，許多實(shí)驗(yàn)室微波系統(tǒng)無(wú)法在反應(yīng)過(guò)程中靈活地釋放額外的壓力，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的任何氣態(tài)副產(chǎn)品都不得不保留在反應(yīng)容器中直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束,，這種做法降低了反應(yīng)的效率并增加了容器故障的風(fēng)險(xiǎn),。

然而，Discover^® 2.0 通過(guò)其創(chuàng)新的 Activent 壓力裝置,，巧妙地克服了這一挑戰(zhàn),，實(shí)現(xiàn)了在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)壓力的無(wú)縫和定制化釋放。

為了展示 Discover 2.0 在釋放非預(yù)期氣態(tài)副產(chǎn)品方面的效能,，我們考察了 Wolff-Kishner 還原反應(yīng),。這種還原反應(yīng)以苯甲酮為對(duì)象（見(jiàn)方案1），與其他羰基還原方法相比,，它是一種更為溫和的選擇,，能夠?qū)⑼?lèi)和醛類(lèi)化合物脫氧轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的烷烴,。反應(yīng)過(guò)程首先通過(guò)肼與羰基化合物之間的縮合反應(yīng)形成腙，隨后在與堿的作用下,，通過(guò)釋放 N₂ 氣體來(lái)實(shí)現(xiàn)化合物的還原,。

方案 1. 二苯甲酮的 Wolff-Kishner 還原反應(yīng)

試劑

二苯甲酮,、二甘醇,、50-60% 水合肼溶液和氫氧化鉀均取自 Sigma Aldrich 公司（密蘇里州圣路易斯市）。

過(guò)程

反應(yīng)設(shè)置

在一個(gè)裝有稀土攪拌棒的 35 毫升容器中加入二苯甲酮（2.00 克,，11.0 毫摩爾,，1.00 等價(jià)物）、50-60 肼水合物溶液（2.00mL,，33.0mmol,，3.0等分）氫氧化鉀（1.23 克，22.0 毫摩爾,，2.0等量）和二甘醇（13.0毫升）,。然后，用特氟隆襯里硅蓋密封容器,，并將其放入 Discover 2.0 微波腔,，準(zhǔn)備進(jìn)行微波輻照。

方法編程

對(duì)于二苯甲酮的 Wolff-Kishner 還原反應(yīng),，我們采用了一種分階段的升溫策略（見(jiàn)圖1）,。在第一階段，將反應(yīng)混合物預(yù)熱至 80°C 并保持 2 分鐘,，以促進(jìn)二苯甲酮的溶解并啟動(dòng)腙的形成,。接著，在 5 分鐘內(nèi)將反應(yīng)混合物的溫度升高到 200°C,，并在這一溫度下持續(xù) 10 分鐘以完成還原反應(yīng),。為了管理反應(yīng)過(guò)程中的壓力變化，Activent 壓力釋放參數(shù)（見(jiàn)圖2）被設(shè)置如下：設(shè)定壓力（SP）為 175psi,，當(dāng)壓力達(dá)到 100psi 并且壓力增加Δ達(dá)到 25psi 時(shí),，系統(tǒng)將自動(dòng)釋放壓力，確保任何超出 175psi 的壓力都被有效緩解。

圖 1. 二苯甲酮的Wolff-Kishner還原反應(yīng)的微波升溫法細(xì)節(jié)

圖 2. 二苯甲酮的 Wolf- Kishner 還原反應(yīng)的排壓程序細(xì)節(jié)

注意：鑒于該反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氣態(tài)副產(chǎn)物,，并且使用了中度高沸點(diǎn)的溶劑,，推薦將容器的最大釋放溫度和壓力限制設(shè)置為 60°C 和 60 psi。為了設(shè)置這些參數(shù),，請(qǐng)轉(zhuǎn)到“設(shè)置"菜單，選擇“Discover 2.0",，然后進(jìn)入“釋放限制設(shè)置",，并更新釋放限值。另一種方法是,，在容器內(nèi)的物質(zhì)完荃冷卻之后,，直接按下“停止"按鈕來(lái)手動(dòng)釋放容器內(nèi)的壓力。

反應(yīng)后處理

反應(yīng)完成后,，待溶液冷卻,，我們用 50ml 的乙酉迷稀釋反應(yīng)溶液，并依次使用飽和氯化銨水溶液（50mL）,、水（50mL）和飽和氯化鈉水溶液（50mL）進(jìn)行洗滌,。隨后，有機(jī)層通過(guò) MgSO₄ 干燥,、過(guò)濾并濃縮,。

在第壹個(gè)加熱階段，目標(biāo)溫度 80°C 在 2 分鐘內(nèi)達(dá)成,，并在此溫度下保持了 2 分鐘,，以使二苯甲酮完荃溶解。隨后,，溶液被加熱至 200°C,，并在 5 分鐘內(nèi)達(dá)到了目標(biāo)溫度，然后在 200°C 下保持了 10 分鐘,。在升溫至 200°C 的過(guò)程中,，觀察到反應(yīng)器內(nèi)部壓力增加，這表明產(chǎn)生了 N₂ 副產(chǎn)品,。Activent 壓力裝置共 8 次釋放了壓力,，每次排放消除了 25–40psi 的 N₂ 副產(chǎn)物。在第 8 次 Activent 壓力釋放后,，N₂ 的產(chǎn)生速度放緩,，并且反應(yīng)器內(nèi)部的壓力保持穩(wěn)定直至加熱完成（見(jiàn)圖3）。當(dāng)反應(yīng)器冷卻并進(jìn)行反應(yīng)后處理時(shí),，最終以 96% 的產(chǎn)率（1.78g,，10.6 mmol）獲得了無(wú)色的芐基苯油狀產(chǎn)物。

圖 3. Discover 2.0 的溫度和壓力曲線圖：

二苯甲酮的 Wolf- Kishner 還原反應(yīng)

在 Discover 2.0 中，二苯甲酮的 Wolf- Kishner 還原反應(yīng)在 20 分鐘內(nèi)完成,，芐基苯的收率為 96%,。雖然產(chǎn)生了氣態(tài) N₂ 副產(chǎn)物，但 Activent 壓力裝置能夠反復(fù)釋放容器內(nèi)部壓力,，每次釋放后都會(huì)重新密封反應(yīng)容器,，就像蓋子從未打開(kāi)過(guò)一樣。

Discover 2.0 能夠安全且輕松地執(zhí)行閉容器,、產(chǎn)氣實(shí)驗(yàn),，這歸功于 Activent 壓力裝置的排氣再密封技術(shù)。

Activent 壓力裝置避免了在密閉容器中進(jìn)行氣體生成反應(yīng)時(shí)通常會(huì)遇到的問(wèn)題,，如反應(yīng)效率降低和容器故障幾率增加等,。其結(jié)果是，化學(xué)反應(yīng)更安全,、更清潔,、更快速，并具有微波加熱的優(yōu)點(diǎn),。