SYNTHÈSE CHIMIQUE PAR MICRO-ONDES

Bien connu du public, le chauffage par micro-ondes est utilisé pour la cuisson, le séchage, la stérilisation, l'élaboration de matériaux et de polymères, la vulcanisation du caoutchouc, etc. De nombreuses réactions de synthèse organique sont plus rapidement effectuées dans des fours à micro-ondes domestiques que dans des fours classiques, à température identique, soit en quelques minutes au lieu de plusieurs heures, et souvent avec de meilleurs rendements et de meilleures sélectivités.

Très efficace, l'effet thermique dû aux micro-ondes est fondé sur l'absorption de l'énergie par un diélectrique. Il s'exerce instantanément dans toute la masse de la matière (et non par diffusion progressive à partir de la surface). L'absence de surchauffe superficielle évite d'éventuelles décompositions thermiques. Seules les molécules polaires, typiquement celles de l'eau mais aussi celles de nombreux composés chimiques renfermant un groupement polaire (fonctions oxygénée, azotée, halogénée...), sont concernées. Chaque alternance de sens du champ électrique, de haute fréquence, entraîne un changement d'orientation des dipôles et donc un « frissonnement » des molécules, induisant un échauffement de la matière. Cet effet dipolaire s'accompagne d'un effet de conduction, lié aux déplacements des charges électriques (électrons ou ions). La température est immédiatement contrôlable par le réglage de l'intensité du champ électrique.

Des équipements spécifiques destinés à la synthèse chimique et à l'analyse (extraction par solvant de type Soxhlet) ont été développés par Prolabo. Les micro-ondes sont guidées et focalisées sur l'échantillon, qui peut alors être simplement placé dans un réacteur classique équipé d'une agitation et travaillant à la pression atmosphérique ou à toute autre pression désirée. D'avantageuses synthèses sans solvant, entre réactifs absorbés sur des supports solides minéraux (silice, alumine...), ont alors pu être réalisées. Curieusement, certaines réactions enzymatiques sont accélérées. Il apparaît clairement que les micro-ondes possèdent un effet propre qui va au-delà de l'effet thermique, et qui reste à étudier.

— Françoise TEXIER-BOULLET

— Jack HAMELIN