微波合成化学技术进化简史

多模微波→驻波单模→环形聚焦单模

    有机合成的反应具有多样性和复杂性，关键取决于控制目标性反应结果准确性，保证分子链准确结合是合成技术的关键，精确高效的耦合能提高转化率。

一、一代多模微波为何不适用于药物合成

    技术上，同一微波装置不能同时实现多模和单模两种发射模式，多模微波基于家用微波炉技术，具备功率大，腔体大50-60L的优点，缺点是能量分布模式不均匀和不确定性（图1），控制精度低±15-25w，所以需要不停进行腔内转动。多模反应不能保证反应的一致性和重复性。市场上，多模微波普遍只用于破坏分子键的消解反应。对小样量药物筛选合成，目前使用的是单模微波。难以想象将2mL的小样品置于60L多模腔体中进行合成，如何保证反应重复性和一致性。市场上，有多模仪器冒充单模的欺骗用户。

二、第二代30mL驻波单模受制于空间限制

    驻波单模技术，采用单通道单向耦合（图2），驻波微波受制于波长和反射角限制，其谐振腔体积无法改变和扩展，单模截面直径只为2.5cm，30mL腔体只能放入10-15mL容器，大于20mL易导致耦合位置排斥，影响单模反应的一致性。而且，单模调节精度 ±3-9w，会随功率提高迅速降低，只能使用小功率磁控管，因高密度小体积会产生瞬间强量热破坏性耦合，极易造成研究失败。从而小腔体无法进行扩大反应、加气反应、机械搅拌、循环回流、连续流动和低温反应能力，限制了发展的要求。

三、第三代300mL环形聚焦单模大体积 高精度和高转化率

    CEM第三代微波技术，它使单模体积从30mL扩展到300mL，反应物体积尺寸和极性提高10倍，而稳定性不受影响。Auto-Tuning自动调节11通道专利耦合技术，进行环向聚焦辐射，能量耦合精度和均匀性高，形成能势阱效应，确保大规模反应结果高转化率，保持重复性和再现性。多通道能量耦合使控制精度提高10-40倍，自动调控精度达0.818w.实现单模技术量和质的双突破，使单模的平台扩展到更适合多样性的合成化学。2009年7月经ACS推荐，获R&D100技术创新大奖。

四、功率调节精度比较——Discover取得合成技术的重大进步

    微波反应均可以直接和瞬时方式更快，更高效地进行体积传递能量。这些微波特性为有机化学家提供了更好更高的合成转化率，并更好地控制了反应条件，从而获得了精准的结果。由于这些明显的优势，微波化学是药物化学、纳米材料合成和学术教学实验室的行业标准。

    CEM第三代微波化学技术其高精度和定量耦合完美的能量谐振效果，是微波动力的重大突破，大大领先驻波形单模微波技术。Discover 2.0其高效安全精确的动力同步冷却体系，可在数分钟内驱动极为困难的化学合成，提高转化率，防止高能量产生的热破坏性。辅助冷却阻止后一反应的出现，降低副反应，实现真正的目标绿色化学。

    Discover 2.0成功用于小分子合成、组合化学、药化、化工、材料、生物等，帮助化学家进行前沿性R&D研究。在世界著名的大学、研究机构如哈佛大学、MIT和医药公司中，包括: Pfizer，GlaxoSmithkline，Merck&Co，Bristol-MyersSquib，AstraZeneca，J&J，Pharmacia，Lilly，AHP，Plough等已得到广泛的应用，多样化平台，节约时间，增进产出，降低成本，带给市场安全有效的新药。