A maioria dos métodos sintéticos encontrados hoje na literatura necessita de aquecimento para formação seus produtos, sendo comuns os longos tempos de reação que podem durar horas ou até dias. Normalmente este aquecimento é feito através de mantas e placas de aquecimento e banhos de óleo ou silicone, onde o aquecimento é lento e a transferência de energia é ineficiente, sendo dependente da corrente de convecção e condutividade térmica dos materiais utilizados.

Por outro lado, a irradiação de microondas produz de maneira eficiente o aquecimento do meio reacional. Este aquecimento é obtido basicamente por dois mecanismos: polarização dipolar e condução iônica. Desta maneira, quando uma reação é irradiada com microondas, os dipolos ou íons presentes na mistura reacional alinham-se ao campo elétrico aplicado. Como o campo elétrico oscila, os dipolos ou íons tendem a se realinhar ao campo elétrico oscilante e neste processo perdem energia sob a forma de calor, devido aos choques moleculares e perdas dielétricas. (Figura 1)

Figura 1: Esquerda; Aquecimento reacional após 60 segundos de irradiação de microondas. Direita; Aquecimento convencional, em banho de óleo. Podemos notar que na irradiação de microondas todo o conteúdo reacional é aquecido simultaneamente, o que não é observado através do aquecimento convencional.

            O efeito da irradiação de microondas nas reações químicas é uma combinação de efeitos térmicos, oriundos da velocidade de aquecimento, “hot sposts” e absorção seletiva da radiação por substâncias polares. Essas propriedades não são alcançadas através do aquecimento convencional e a existência de um efeito não térmico de microondas ainda é controversa na literatura (Quadro 1).

A aceleração das velocidades reacionais levou a comunidade científica à procura de um efeito específico da irradiação de microondas, denominado de efeito não térmico. Porém, a maioria dos resultados encontrados na literatura pode ser racionalizada como um efeito cinético/térmico oriundo do rápido aumento da temperatura reacional durante a irradiação de microondas.

Quadro 1: Comparação entre as características do Microondas e do aquecimento convencional

A tecnologia de microondas vem ganhando cada dia mais espaço entre os químicos orgânicos sintéticos a nível acadêmico e industrial, devido à nova geração de aparelhos lançados no mercado mundial, onde o controle das condições reacionais e reprodutibilidade dos experimentos são garantidos. Estes novos instrumentos possuem recursos de agitação magnética, controle direto da temperatura reacional (fibra ótica ou sensores de infravermelho) e programas de computador que monitoram e controlam temperatura/pressão através da regulação da potência do microondas.