PT725678E

PT725678E - Reactor de microondas descontinuo

Info

Publication number: PT725678E
Application number: PT94931452T
Authority: PT
Inventors: Christopher Roy Strauss; Robert William Trainor; Kevin David Raner; John Stanley Thorn
Original assignee: Commw Scient Ind Res Org
Priority date: 1993-10-28
Filing date: 1994-10-27
Publication date: 2002-02-28
Also published as: ES2162870T3; DK0725678T3; AU677876B2; CA2174841C; JPH09510907A; KR100318550B1; JP3705807B2; DE69428048D1; WO1995011750A1; AU8053294A; EP0725678A4; US5932075A; ATE204512T1; DE69428048T2; EP0725678B1; EP0725678A1; CA2174841A1

Description

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DESCRICÃO “Reactor de microondas descontínuo”

Campo técnico

Este invento refere-se a um processo e aparelho para execução de reacções químicas, utilizando energia de microondas. O invento é, particularmente, adequado para a síntese química ou estudos cinéticos.

Nesta especificação, a frase “reacção química” significa um processo que envolve a realização e/ou a ruptura de, pelo menos, uma ligação química dentro ou entre uma ou mais substâncias, de modo a produzir uma ou mais substâncias novas.

Antecedentes da técnica E sabido que a velocidade das reacções químicas pode ser acelerada para diminuir os tempos de reacção por diversas ordens de grandeza, pela utilização de energia de microondas, desde que o meio de reacção inclua, pelo menos, um solvente ou reagente, tendo uma tangente de perda dieléctrica, de modo a acoplar-se efectivamente às microondas. Tais tempos de reacção acelerados, no entanto, envolvem normalmente a geração de altas temperaturas e pressões, particularmente, em vasos de reacção vedados, e existe uma necessidade de proporcionar efectivamente aparelhagem de monitorização, controlo e segurança da reacção aos equipamentos de aquecimento de microondas. O pedido de patente internacional anterior do requerente n° PCT/AU89/00437 (n° de publicação WO 90/03840) descreve uma unidade laboratorial de escoamento através da mesma, para a realização reacções químicas, iniciadas por microondas numa base contínua, a qual inclui aparelhagens de monitorização e controlo da reacção. No entanto, as aparelhagens de monitorização e controlo, desta unidade conhecida estão, localizadas fora da zona de irradiação de microondas. Além disso, esta unidade conhecida não satisfaz as aplicações laboratoriais que não são adequadas aos processos contínuos. O aparelho para realização de reacções químicas numa base descontínua que inclui aparelhagem para monitorizar a temperatura o a pressão dentro do vaso 2 87 467 ΕΡ Ο 725 678 / ΡΤ de reacção é descrito por D. Constable, K. Raner, P. Somlo e C. Strauss no artigo “A New Microwave Reactor Suitable for Organic Synthesis and Kinetics Studies”, Journal of Microwave and Electromagnetic Energy, volume 27, n°. 4, 1992, páginas 195 a 198 (cuja descrição é aqui incluída por referência cruzada). Neste reactor, um vaso de reacção, tendo uma tampa tipo cápsula roscada com acessórios de monitorização de pressão e temperatura, está situado dentro de uma cavidade de microondas. O vaso de reacção contém também uma barra de agitador, a qual é accionada magneticamente do exterior da cavidade de microondas.

Embora o reactor de Constable et. al. inclua aparelhagens para monitorizar as condições das reacções dentro da zona de irradiação de microondas, a sua única entrada controlável é o nível de potência das microondas. Assim, no reactor de Constable et. al. não é possível, por exemplo, refrigerar de modo controlável os produtos da reacção, nem adicionar ao conteúdo do vaso ou subtrair do mesmo durante o decurso de uma reacção.

Descrição do invento

Um objecto do presente invento é proporcionar um reactor de microondas e processos para a execução de reacções químicas, os quais concretizam as características de controlo adicionais às do reactor de Constable et. al..

De acordo com o invento, é proporcionado um reactor para a execução das reacções químicas sob a influência da radiação de microondas, que compreende um vaso para conter as substâncias para uma reacção química, estando o dito vaso adaptado para aguentar as pressões internas geradas pelas ditas substâncias, durante o decurso de uma reacção química, incluindo a dita adaptação a previsão de uma cobertura, que contém meios para a medição de, pelo menos, uma da temperatura ou pressão do conteúdo do vaso à medida que é aplicada energia de microondas ao mesmo e em que a cobertura suporta também meios de permuta de calor para imersão no conteúdo do vaso.

De preferência, o vaso é para colocação dentro de uma cavidade de microondas. Em alternativa, a radiação de microondas pode ser introduzida interiormente no vaso por meio associados à cobertura.

Os meios de permuta de calor destinam-se ao pré-aquecimento das ditas substâncias ou à refrigeração do dito conteúdo, quando desejado, por exemplo,

87 467 ΕΡ Ο 725 678 / ΡΤ durante ο progresso de uma reacção química, mais normalmente uma reacção exotérmica, ou na finalização da fase de aquecimento para uma reacção. O invento proporciona, num segundo aspecto, um processo para execução de uma reacção química, que compreende: (i) o carregamento de um vaso, o qual está adaptado para aguentar uma alta pressão e uma alta temperatura, com, pelo menos, um reagente ou uma mistura de reagente e solvente, em que o reagente ou o solvente ou um susceptor misturado com o mesmo, é capaz de absorver a energia de microondas, (ii) a aplicação de energia de microondas ao vaso, suficiente para ocorrer uma reacção química, e (iii) a refrigeração rápida dos produtos de reacção, enquanto os mesmos estão ainda contidos no vaso sob pressão, através de meios de permuta de calor imersos nos mesmos. O invento proporciona também, num terceiro aspecto, um processo para execução de uma reacção química, que compreende: (i) o carregamento de um vaso, o qual está adaptado para aguentar uma alta pressão e uma alta temperatura, com, pelo menos, um reagente ou uma mistura de reagente e solvente, o qual quando aquecido reagirá exotermicamente e em que o reagente ou o solvente ou um susceptor, misturado com o mesmo é capaz de absorver a energia de microondas, (ii) a aplicação de energia de microondas suficiente para ocorrer uma reacção química exotérmica, e (iii) a refrigeração do conteúdo do vaso, durante o decurso da reacção, enquanto o mesmo está contido no vaso sob pressão, através de meios de permuta de calor imersos no mesmo. O susceptor referido nos acima descritos segundo e terceiro aspectos do invento podem ser utilizados quando os fluidos de reacção não absorvem facilmente a energia de microondas. Isto é, sendo o susceptor um material que é 4 87 Ί67 ΕΡ Ο 725 678 / ΡΤ absorvente das microondas, é aquecido pela absorção da energia de microondas e transfere o seu calor para os fluidos de reacção envolventes por condução. Os susceptores adequados incluem o carvao, a magnetite, a maguemlte e os sais de crómio. O invento proporciona, além disso, num quarto aspecto um processo para execução de uma reacção química, que compreende: (i) o carregamento de um vaso, o qual está adaptado para aguentar uma alta pressão e uma alta temperatura, com, pelo menos, um reagente ou uma mistura de reagente e solvente, o qual é um absorvedor fraco da energia de microondas à temperatura ambiente, e um bom absorvedor da energia de microondas quando aquecido, (ii) a imersão de meios de permuta de calor no conteúdo do vaso e a vedação do vaso, em que os meios de permuta de calor estão carregados com um meio absorvente de microondas, (iii) a aplicação de energia de microondas ao vaso suficiente para aquecer o meio dentro dos meios de permuta de calor e para assim aquecer o conteúdo do vaso, pelo que o dito conteúdo absorve cada vez mais a energia de microondas, (iv) a continuação da aplicação de energia ao conteúdo do vaso suficiente para ocorrer uma reacção química.

De preferência, os meios de permuta de calor compreendem uma estrutura de haste de refrigeração. O meio absorvente de microondas (ou susceptor) dentro dos meios de permuta de calor pode ser, por exemplo, água, dimetilsulfóxido, ou etilenoglicol, ou qualquer outro meio adequado.

Um reactor de acordo com o invento pode, além disso, incluir uma aparelhagem para a adição de substâncias ao vaso de reacção ou subtracção de substâncias do mesmo, durante o aquecimento por microondas. De preferência, é proporcionada mais do que uma dessas aparelhagens, de tal modo que as substâncias podem ser adicionadas ou subtraídas simultaneamente.

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Breve descrição dos desenhos

Serão agora descritas concretizações do invento, apenas por melo de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais: a Fig. 1 é um diagrama esquemático do aparelho que concretiza o invento; a Fig. 2 representa um vaso de reacção, de acordo com o invento, dentro de uma cavidade de microondas; a Fig. 2A mostra em pormenor uma porção do aparelho da Fig. 2; as Figs. 3A, 3B, 3C e 3D mostram pormenores dos acessórios do vaso de reacção da Fig. 2; e a Fig. 4 é um gráfico que representa a capacidade de aquecimento e refrigeração do invento.

Melhor modo de execução do invento

Uma disposição do aparelho que concretiza o invento, é mostrada esquematicamente na Fig. 1. O aparelho representado inclui um gerador de potência variável 10, para fornecimento de potência variável a um magnetrão 11. Esta disposição permite ao magnetrom funcionar com uma regulação de potência escolhida ou que a potência do magnetrom seja variada, como no caso do controlo de realimentação de temperatura. O fornecimento de potência pode ser um “National Power Generator Model NL 10320” e o magnetrom uma unidade de 1,2 kW, 2450 MHz. As microondas geradas por um magnetrom 11 são conduzidas para o invólucro de cavidade de microondas 13 através de um guia de ondas 12, O invólucro 13 pode incluir um dispositivo de coincidência de carga 14, ligado a um botão de ajustamento 64 (ou um agitador de modo, ligado a um motor eléctrico 65, como mostrado na Fig. 2). O invólucro de microondas 13 contém um vaso de reacção 15, que tem uma cobertura 16, a qual suporta vários meios de monitorização e controlo. Estes meios de monitorização e controlo (os quais vão ser descritos em pormenor abaixo) incluem uma disposição de medição de pressão 17, um conjunto de válvula de segurança 18, uma aparelhagem de amostragem 19 e uma disposição de medição 6 87/167 ΕΡ Ο 725 678 / ΡΤ de temperatura 20. As disposições de medição tanto de pressão como de temperatura podem ser ligadas a um computador 21, para registo de dados (de notar que a Fig. 1 não representa a disposição de medição de pressão como estando ligada ao computador 21). O invento engloba também o controlo por computador do fornecimento de potência com base nas medições de temperatura e/ou pressão de realimentação. Isto é, o aparelho pode incluir aparelhagens de controlo, as quais permitem a pré-selecção de um valor de temperatura e/ou de pressão da energia de entrada, dependente de tal(is) valor(es) seleccionado(s). O vaso de reacção 15 pode incluir uma barra de agitador 22 para minimizar os gradientes térmicos dentro de uma mistura de reacção 23. A barra é accionada magneticamente por um magneto 22a, o qual é rodado por um motor 22b. Tais agitadores magnéticos adequados são descritos no pedido de patente internacional n°. PCT/AU92/00454 (n°. de publicação internacional 93/05345). O magneto 22a, se está localizado dentro do campo de microondas, por exemplo, como mostrado na Fig. 2, deve ser protegido do campo de microondas. A cobertura 16 do vaso de reacção 15 suporta também meios de permuta de calor 24, os quais se prolongam através da cobertura e para dentro do vaso 15, para imersão dentro da mistura de reacção 23. A Fig. 2 é uma vista em corte que mostra os pormenores da construção do vaso de reacção e da cavidade de microondas. É necessário que a construção seja tal de modo a aguentar as altas pressões que se podem desenvolver dentro do vaso de reacção vedado. Como representado na Fig. 2, o invólucro de microondas 13 inclui um cilindro de alumina 25, que se prolonga entre as aberturas nas suas paredes de topo e de fundo. A extremidade de fundo do cilindro 25 é suportada na cobertura 26, a qual se encaixa dentro de uma abertura na chapa 27, que cobre a parede de fundo do invólucro 13, adjacente ao cilindro 25 e que envolve o mesmo. A cobertura 26 está fixa à chapa 27 (por exemplo, por parafusos, que passam através de uma flange periférica 26a da cobertura 26, que se sobrepõe à chapa 27. Tais parafusos não estão representados, mas devem estar localizados nas posições referenciadas por 27a). Um veio 28, por exemplo, de PTFE, passa através da cobertura 26 e faz o acoplamento de um motor eléctrico 22b a um magneto 22a, para accionamento de uma barra de agitador 22, dentro do vaso de reacção 15. A cobertura 26 suporta também um pedestal de alumina 29, para suporte do fundo do vaso de reacção 15.

/ 87 467 ΕΡ Ο 725 678 / ΡΤ A parede de topo do invólucro 13, adjacente ao cilindro de alumina 25 e que envolve o mesmo, está coberta por uma chapa 30, semelhante à chapa de fundo 27. As vigas transversais 31 e 32, as quais se prolongam através da chapa 30, e as vigas transversais 33 e 34, as quais se prolongam através da chapa 27, prolongam-se para além das paredes laterais do invólucro 13, de tal modo que as mesmas podem ser aparafusadas entre si por pernos roscados longos em cada lado do invólucro 13. Assim, as vigas 31 e 33 são ligadas por pernos roscados 35 e as vigas 32 e 34 são ligadas por pernos roscados 36 em cada lado do invólucro. Será apreciado que as chapas 27 e 30 e as vigas transversais ligadas 31 e 33, 32 e 34 proporcionam uma estrutura reforçada na vizinhança do vaso de reacção tanto para auxiliar a aguentar as altas pressões dentro do vaso de reacção como para conter qualquer explosão que possa ocorrer. Em ligação com isto, a abertura central da chapa 30, proporcionada para o vaso de reacção 15, inclui um recesso 37a, no qual esta assente o rebordo de topo do cilindro de alumina 25. O vaso de reacção 15 é suportado num pedestal 29 dentro do cilindro de alumina 25. O diâmetro externo do vaso 15 é apenas ligeiramente menor do que o diâmetro interno do cilindro 25 e a espessura da parede do cilindro 25 deve ser de espessura suficiente para proporcionar suporte adequado para o vaso 15 aguentar as altas pressões desenvolvidas dentro do vaso, durante uma reacção química. Em alternativa, pode ser utilizada uma disposição para fornecimento de pressão de uma fonte externa para a superfície exterior do vaso 15 igual à pressão interna desenvolvida na mesma, no lugar de um componente estrutural, tal como o cilindro de alumina 25. O vaso 15 inclui um lábio 15a, que assenta sobre a superfície de rebordo de topo do cilindro 25. O vaso 15 deve, de preferência, ser construído num material inerte, por exemplo, poliéter éter cetona (PEEK). A cobertura 16 do vaso de reacção 15 compreende um domo 37 de material inerte, por exemplo, PEEK, mantido preso entre duas chapas 38 e 39, as quais estão fixas em conjunto por parafusos 40. O domo 37 está assente dentro de uma abertura na chapa de fundo 39 e a chapa de topo 38 prolonga-se sobre tanto a chapa 39 como o domo 37, assim a chapa 38 inclui uma secção em forma de domo central, que corresponde à forma do domo 37. Como representado na Fig. 2A, uma superfície de fundo do domo 37 prolonga-se sobre a superfície superior do rebordo 15a do vaso 15 e um vedante tórico anelar 62 está interposto entre as duas, dentro de um espaço criado por um chanfro 27b no domo de PEEK 37. Esta estrutura 8 87 467 ΕΡ Ο 725 678 / ΡΤ assegura que as superfícies de contenção do vaso de reacção são compostas por material inerte. Também, como mostrado na Fig. 2A, um vedante tórico anelar 62 está interposto entre o cilindro de alumina 25 e a chapa 30, dentro do recesso 37a. Um chanfro 25a, no rebordo exterior do cilindro 25 permite o espaço para o vedante 62. O conjunto de cobertura 16 pode ser fixo no lugar por parafusos removíveis (não mostrados) que passam através das chapas 38 e 39 para a chapa 30. Será apreciado que o domo 37 e as chapas 38 e 39, que compreendem a cobertura 16, devem ter a resistência suficiente para aguentarem as altas pressões que serão geradas dentro do vaso 15.

Os meios de permuta de calor 24, suportados pela cobertura 16, como representado na Fig. 2, compreendem uma estrutura de “haste de refrigeração”. Esta consiste num tubo 41, por exemplo, de quartzo ou de outro material adequado inerte, que passa através do domo 37 e se prolonga para dentro do vaso de reacção 15, de tal modo que ficará imerso dentro da mistura de reacção 23. A extremidade inferior do tubo 41 está fechada e a porção superior é suportada dentro de uma base tubular 42, que tem uma porção inferior 42a, que está aparafusada dentro da chapa 38 da cobertura 16. O tubo de quartzo 41 contém um tubo para condução de um meio de permuta de calor (por exemplo, água fria) a partir de uma extremidade de entrada 41a para a extremidade inferior fechada do tubo 41, de cuja extremidade o meio sobe dentro do tubo 41 (que fica dentro da passagem anular entre o tubo de entrada e a haste de quartzo 41) para sair dos meios de permuta de calor em 41b.

Em vez do tipo de haste de refrigeração representado dos meios de permuta de calor, o invento pode utilizar outras estruturas tais como, por exemplo, um permutador de calor com serpentina. Isto pode ter a vantagem de proporcionar uma área de superfície maior para refrigeração, mas concomitantemente pode causar mais incómodo; isto é, pode ser mais difícil de limpar e assim pode dar origem a um risco maior de contaminação de uma mistura de reacção dentro do vaso 15, quando utilizado subsequentemente. Em geral, o tipo de haste de refrigeração de permutador de calor é preferido a outros tipos. Podem ser também utilizados materiais diferentes do quartzo para o permutador de calor, por exemplo, pode ser utilizado um metal tal como o aço inoxidável nalgumas circunstâncias. É importante que os meios de permuta de calor sejam construídos num material que não afecte ou contamine uma reacção química dentro do vaso 15. 9 87 467 ΕΡ Ο 725 678/ΡΤ

Além dos meios de permuta de calor 24, a cobertura 16 contém também uma disposição de medição de pressão 17, um conjunto de válvula de segurança 18, uma aparelhagem de amostragem 19 e uma disposição de medição de temperatura 20. De notar que a vista em corte mostrada na Fig. 2 não mostra a válvula de segurança 18 ou a disposição de medição de temperatura 20. A disposição de medição de temperatura 17 está representada na Fig. 3A e compreende um acessório tubular 43, aparafusado na chapa de cobertura 38 em 43b. O acessório tubular 43 contém uma camisa 44, por exemplo, de PEEK, que tem uma passagem central 44a, em comunicação com o vaso 15 através da passagem 48 no domo de PEEK 37. O acessório 43 inclui uma secção de cabeça alargada 43a, dentro da qual é assente uma porção de cabeça alargada 44b da camisa 44. A porção de cabeça alargada 44b da camisa 44 define uma câmara 45, que comunica com a passagem 44a. Uma parede da câmara 45 é definida por um diafragma 46, por exemplo, de um material inerte, tal como polímero de fluoroetileno, montado entre o acessório 43 e um outro acessório 47 por parafusos 47a. O acessório 47 está adaptado para a montagem de um transdutor de pressão 17a (o qual é mostrado na Fig. 2, mas não na Fig. 3A). A cavidade entre o diafragma 46 e o transdutor de pressão 17a está cheia com um líquido, tal como água.

Será apreciado da Fig. 3A que todas as superfícies de contenção do conteúdo do vaso, associadas à disposição de medição de pressão, são compostas por material inerte. A detecção da pressão que é desenvolvida dentro do vaso 15 é através das passagens 48 e 44a, câmara 45 e diafragma 46 para conversão através do transdutor 17a.

Uma disposição de medição de temperatura 20 para a cobertura 16, está representada na Fig. 3B. Esta compreende um tubo de pequeno diâmetro 58, por exemplo, de quartzo, que tem uma extremidade vedada 58a, localizada dentro do vaso de reacção 15. O tubo de quartzo 58 passa através de um acessório tubular 59 e é suportado pelo mesmo, que está aparafusado na chapa 38 da cobertura 16. O tubo 58 é mantido dentro do acessório 59 por uma sede de borracha 60. recebida dentro de uma extremidade externa do acessório 59. A sede de borracha 60 inclui uma pequena abertura 61, que abre dentro do interior do tubo 58 para passagem de uma fibra óptica (não mostrada na Fig. 3B) do termómetro de fibras ópticas. 10 87 467 ΕΡ Ο 725 678/ΡΤ A fibra óptica prolonga-se para dentro do vaso de reacção 15 dentro do tubo 58 e inclui uma ponta de fósforo sensível ao calor para detecção da temperatura. A outra extremidade da fibra está ligada a uma unidade de analisador/exibição 20a (ver a Fig. 1), a qual pode, por sua vez, ser ligada a um computador 21. Um termómetro fluoróptico de canais múltiplos Lustron modelo 755 é adequado para utilização no invento. Outros tipos de termómetro, no entanto, os quais são adequados para localização dentro de um campo de microondas, tais como uma disposição de detecção de infravermelhos, um termopar com bainha ou um termómetro de gás, podem ser utilizados no invento. A Fig. 3C representa uma aparelhagem de amostragem 19 para o vaso de reacção 15. Esta aparelhagem compreende um tubo de pequeno diâmetro 54 (tendo um diâmetro exterior de, por exemplo, cerca de 1,6 mm) de material inerte, por exemplo, de PEEK, que passa através de um acessório tubular 55, aparafusado na chapa 38. Uma extremidade de uma camisa 57 de material inerte, por exemplo, PEEK, está assente dentro de um recesso dentro do domo 37 e uma porca 56, a qual é aparafusada dentro da extremidade exterior do acessório 55, apoia-se na outra extremidade da camisa 57, para assegurar um encaixe hermético de pressão à camisa dentro do domo 37. O tubo de PEEK 54 prolongar-se-á para dentro de uma mistura de reacção dentro do vaso 15 (ver a Fig. 1). A porção externa do tubo 54 está vedada por uma válvula (ver 19a na Fig. 1). A aparelhagem de amostragem 19 permite que algo de uma mistura de reacção seja retirado do vaso 15 pela abertura da válvula 19a, enquanto que a mistura está a ser irradiada pelas microondas e está a decorrer uma reacção química. Em alternativa, a mesma permite que um reagente ou solvente seja adicionado à mistura durante uma reacção. Uma tal adição de um reagente ou solvente requererá que seja aplicada pressão ao tubo 54 mais alta do que a pressão dentro do vaso de reacção 15, a fim de forçar o aditivo para dentro do vaso. A aparelhagem de amostragem 19 pode ser utilizada como uma entrada de gás inerte. As disposições para se conseguir isto são bem conhecidas pelos especialistas na técnica e, consequentemente, não são descritas aqui em pormenor. A cobertura 16 pode incluir mais do que uma aparelhagem de amostragem 19. Por exemplo, quando duas de tais aparelhagens estão incluídas é possível, enquanto está a decorrer uma reacção química dentro do vaso 15, adicionar um 11 87 467 ΕΡ Ο 725 678 / ΡΤ reagente ou solvente à mistura de reacção através de um tubo de amostragem e extrair os produtos da reacção através do outro tubo de amostragem.

Uma disposição de válvula de segurança está representada na Fig. 3D. Esta é um tipo padrão de disposição, que compreende uma disposição de pressão de mola ajustável 49, que actua numa sede de válvula 50, cuja superfície oposta está em comunicação com a região de alta pressão através de uma passagem 52 através do domo 37. Um aspecto importante da disposição é que todas as superfícies de contenção são compostas por material inerte. Assim, como representado na Fig. 3D, a disposição inclui uma camisa 53 de material inerte (por exemplo, PEEK) que se prolonga entre o domo 37 e a sede de válvula 50. A sede de válvula 50 é também feita de material inerte, por exemplo, PTFE.

Dado que serão desenvolvidas altas pressões dentro do vaso de reacção 15, durante a reacção química, é necessário que os componentes do vaso de reacção 15 e da cobertura 16 e os acessórios nos mesmos sejam efectivamente vedados, para além de terem suficiente resistência para aguentarem tais pressões. Como representado nas Figs. 2 e 3, tal vedação pode ser efectuada pela utilização de juntas tóricas anelares 62, as quais são feitas de um material inerte adequado. Em geral as juntas tóricas anelares 62 devem ser utilizadas para vedar entre o vaso 15 e o domo 37 da cobertura 16 e entre o domo 37, os acessórios e peças postiças de parafuso dentro da cobertura 16. Para além disso, as altas temperaturas e pressões desenvolvidas dentro do vaso de reacção aumentam o risco de contaminação de uma reacção vinda dos materiais com os quais os reagentes podem entrar em contacto. Consequentemente, como é mencionado acima, todos esses materiais não devem ser contaminantes para qualquer reacção particular que é realizada utilizando o aparelho. Em geral, todos os componentes, com os quais os reagentes podem entrar em contacto, devem ser feitos de materiais inertes tais como, por exemplo, PEEK, quartzo ou PTFE. Outros componentes, tais como a cobertura 26, as chapas 27 e 30 e os componentes de cobertura (as chapas 38 e 39, os acessórios 42, 43, 55, 59, etc.) podem ser feitos de aço inoxidável.

Referindo de novo a Fig. 2, a abertura do guia de ondas dentro do invólucro de microondas 13 é mostrada em 63 e um agitador de modo para a cavidade está representado em 14. O agitador de modo 14 pode ser accionado continuamente, de maneira conhecida, por um motor 65. Em alternativa, o mesmo pode ser ligado a um botão ajustável à mão (por exemplo, o botão 64, mostrado na Fig. 1) para regulação de um ângulo particular, como determinado por, por exemplo, a medição

87 467 ΕΡ Ο 725 678 / ΡΤ da potência das microondas de entrada e reflectida dentro do guia de ondas 12. Isto é, o guia de ondas 12 pode incluir dispositivos com medidores associados, para medição da potência das microondas de entrada e reflectida, para permitir o ajustamento do agitador de modo 14 pelo botão 64, numa posição em que a potência de entrada seja maximizada e a potência reflectida minimizada.

Na concretização representada na Fig. 2, as dimensões da cavidade 13 são: altura 175 mm, largura 200 mm e comprimento 400 mm. O cilindro de alumina 25 tem um diâmetro externo de 70 mm e um comprimento de 200 mm. O vaso de reacção 15 tem uma capacidade nominal de 100 ml com as dimensões: diâmetro externo 50 mm, diâmetro interno 44 mm e comprimento 103 mm. A cobertura 16 tem um diâmetro externo de 130 mm, uma espessura de 15 mm e um raio interno de 65 mm para a porção de domo. As dimensões da haste de refrigeração 41 são: 15 mm de diâmetro externo, 1,5 mm de espessura de parede e 160 mm de comprimento para a porção de haste e 20 mm de diâmetro externo e 60 mm de comprimento para a porção de cabeça. Com esta concretização foram atingidas dentro do vaso 15 temperaturas de 250°C e pressões de 10 000kPa (100 atm). Deve ser concebido que o invento, no entanto, não está limitado pelas dimensões ou parâmetros operativos acima indicados, embora sejam claramente limites práticos para a capacidade do vaso de reacção e o regime de temperatura e pressão máximo do aparelho de acordo com o invento, como determinado pelos materiais utilizados e factores de segurança. O gráfico da Fig. 4 representa a capacidade de aquecimento e de refrigeração de um reactor descontínuo de acordo com a concretização da Fig. 2. Este gráfico mostra que o conteúdo do vaso (água) é rapidamente aquecido a uma temperatura de 230°C em cerca de 2½ minutos, mantido a esta temperatura durante cerca de 6½ minutos e depois rapidamente refrigerado a cerca de 30°C (isto é, uma diminuição de temperatura de cerca de 200°C) em cerca de 2 minutos, pela passagem de um refrigerante através do permutador de calor de haste de refrigeração. Além disso, para a refrigeração do conteúdo do vaso, após a reacção, os meios de permuta de calor podem também ser utilizados para pré-aquecer o conteúdo do vaso. Um tal passo de pré-aquecimento é em particular útil para substâncias, as quais não são boas absorvedoras de energia de microondas até serem aquecidas.

Um outro modo de utilização para o permutador de calor de haste de refrigeração, em particular com substâncias que ser tornam boas absorvedoras de

87 467 ΕΡ Ο 725 678 / ΡΤ 13 energia de microondas apenas quando aquecidas, é encher o permutador de calor com uma substância tal como a água, a qual é uma boa absorvedora da energia de microondas à temperatura ambiente, montar o aparelho de tal modo que o permutador de calor cheio (por exemplo, com água) e a(s) substância(s) para reacção estão contidas no vaso 15 e irradiar o conjunto com microondas. Neste modo de utilização, a substância dentro do permutador de calor é, em primeiro lugar, aquecida e isto, por sua vez aquece por condução ou por convecção a(s) substância(s) para a reacção dentro do vaso, de tal modo que a mesma (ou as mesmas) se tornam suficientemente absorventes de microondas, de modo a serem aquecidas directamente pelas microondas. O aquecimento continuado da(s) substância(s) dentro do vaso 15 pelas microondas provoca então uma reacção química nessa ou nessas substâncias.

Em qualquer dos modos de utilização acima descritos, os meios de permuta de calor de haste de refrigeração podem ser esvaziados do seu conteúdo por meios de sifão ou por meios de pressão para “sopragem para fora” do conteúdo.

Tipicamente, uma reacção realizada numa escala de 100 mL a 200°C durante 5 minutos num reactor de acordo com o invento pode ser trabalhada após um tempo total de apenas 10 minutos, requerendo cada um dos processos de aquecimento e de refrigeração apenas cerca de 2,5 minutos.

Para exemplificar a utilidade do invento, são agora descritos exemplos de reacções que utilizam o aparelho tal como mostrado na Fig. 2.

Exemplo 1 - Utilização da haste de refrigeração (41) para arrefecimento Preparação de 2-alilfenol

Uma mistura de éter alilfenílico (2,0 g) e água (60 ml) foi adicionada a um vaso de PEEK equipado com um agitador magnético. O vaso foi colocado no reactor, e a cobertura vedada. A mistura foi aquecida a 242°C (pressão de 3,3 MPa) em 10 minutos e mantida a esta temperatura durante 10 minutos, depois arrefecida rapidamente até 50°C utilizando a haste de refrigeração. A mistura resultante foi extractada com éter dietílico (3x50 ml). O extracto orgânico foi seco (MgS04) e concentrado, para proporcionar 2-alilfenol (1,7 g) com pureza de 87%, tal como determinado por CG/EM e espectroscopia de 1H RMN. 87 467 t

EP 0 725 678/PT 14 CG/EM: m/z (rei. int. %) 134(M+,100), 133(41), 119(38), 115(41), 107(25), 105(30), 91(63), 89(11), 79(29), 78(27), 77(55), 66(11), 65(15), 63(18), 55(11), 53(16), 52(14), 51(38), 50(20).

Exemplo 2- Utilização da haste de refrigeração (41) oara arrefecimento Sacarificação de biomassa de casca de tremoco

Uma suspensão de casca de tremoço seca (tamanho de partícula de 500 μπι, 10 g, contendo 52% em peso de celulose) em H2S04 aquoso a 1% (100 ml) foi aquecida sob condições de microondas com agitação. A temperatura foi elevada de 30°C a 215°C em 120 segundos, mantida durante 30 segundos (pressão cerca de 2MPa), e depois rapidamente diminuída por meio da haste de refrigeração até 50°C. O tempo gasto acima de 200°C foi de 1 minuto. A conversão de celulose a glucose foi de 39%.

Exemplo 3 - Utilização da haste de refrigeração /41) para arrefecimento Isomerização de carvona

Aqueceu-se a 180°C durante 35 minutos uma mistura de ácido p-toluenossulfónico (1,4 g) e carvona (11,3 g) em clorobenzeno:1,4-dioxano (4:1 em volume, 75 ml), e depois arrefeceu-se rapidamente utilizando a haste de refrigeração, e extractou-se com solução de NaOH a 10% (3x100 ml). O extracto aquoso combinado foi lavado com CH2CI2 (2x100 ml), neutralizado pela adição gota a gota de H2SO4 conc., e extractado com CH2CI2 (3x100 ml). O extracto orgânico foi lavado com NaHC03 sat. (100 ml), seco com MgS04 e concentrado em vácuo para originar carvacrol (9,6 g; 85%).

Exemplos da reacção de Willqerodt

Exemplo 4 - Preparação de fenilacetamida a partir de acetofenona

A uma suspensão de enxofre (15 g, 58,4 mmol) em piridina (15 ml, 14,67 g, 185,5 mmol) e amónia aquosa (28%, 20 ml) adicionou-βθ acetofenona (10 g, 83,3 mmol). A mistura agitada foi aquecida rapidamente a 185°C, mantida a esta temperatura durante 10 minutos e depois arrefecida rapidamente utilizando a haste de refrigeração. A concentração (pressão reduzida) proporcionou um sólido (32 g) que foi suspenso em éter (80 ml) e depois filtrado, o sólido recolhido, lavado com éter (2x10 ml), e depois suspenso em água em ebulição (cerca de 1 I) e filtrado. O 15 87 467 ΕΡ Ο 725 678 / ΡΤ filtrado obtido foi extractado continuamente com diclorometano (500 ml) e a fase orgânica evaporada. O resíduo foi recristalizado em diclorometano (carvão activado) e seco (vãcuo/PzOs) para proporcionar a acetamlda como flocos incolores, p.f. 157-158°C (8,1 g, 72%). vmax 3364m, 3192m, 1640s, 1498w, 1456w, 1418m, 1290m, 1204w, 1184w, 1156w, 1136w, 1136w, 1074w, 746m, 700m, 583w, 534w, 474w cm'1. 1H RMN (d6 DMSO): δ 3,37, s; 6,91, s largo; 7,1-7,35, m; 7,48 s largo. 13C RMN (de DMSO): δ 42,22; 126,34; 128,03; 128,95; 136,39; 172,16.

Espectro de massa (IQ): rrt/z 136 (M+1,100%), 92(17), 91(17).

Exemplo 5 - Preparação de fenilacetamida a partir de estireno

Uma mistura de enxofre (15 g, 58,4 mmol) em piridina (15 ml, 14,67 g, 185,5 mmol), amónia aquosa (28%, 20 ml), estireno (8,66 g, 83,3 mmol) e 4-f-butilcatecol (0,23 g, 1,69 mmol) foi aquecida a 170°C durante 10 minutos e depois arrefecida rapidamente utilizando a haste de refrigeração. A fenilacetamida foi obtida no processamento (5,7 g, 51%). Não foram detectadas impurezas nos espectros de 1H RMN e 13C RMN.

Exemplo 6 - Preparação de 4’-hidroxifenilacetamida

Uma mistura de enxofre (15 g, 58,4 mmol), /-propanol (15 ml, 11,78 g, 196 mmol), amónia aquosa (28%, 20 ml) e 4’-hidroxiacetofenona (11,30 g, 83,1 mmol) foi aquecida a 210°C durante 20 minutos e depois arrefecida rapidamente utilizando a haste de refrigeração, e a mistura resultante concentrada sob pressão reduzida. O resíduo foi triturado com éter (3x50 ml) e o sólido obtido triturado com água em ebulição (1x500 ml, 2x250 ml). A fase aquosa combinada foi evaporada e o resíduo foi recristalizado em água (carvão activado). Os cristais foram recolhidos por filtração, lavados com água fria (20 ml), éter (20 ml) e depois secos (vácuo/PaOs) para proporcionar a 4’-hidroxifenilacetamida como um pó amarelo, p.f. 171-173°C (7,35 g, 59%). vmax (bolacha de KBr) 3700-2200sl, 1635s, 1510m, 1430s, 1360m, 1310w, 1290m, 1230S, 1200m, 1175m, 1115m, 1100m, 1015w, 925w, 885m, 855m, 820s, 795s, 670s, 565w, 525m, 495w cm'1. 1H RMN (d6 DMSO): δ 3,27, s; 6,71, m; 6,85, s largo; 7,08, m; 7,39, s largo; 9,26 s largo. 13C RMN (d6 DMSO): δ 41,44; 114,93; 126,62; 129,94; 155,81; 172,86. 16 87 467 ΕΡ Ο 725 678 / ΡΤ

Espectro de massa (IQ): mJz 152 (M+1,100%), 135(9), 134(5), 121(6), 107(45).

Exemplo 7 - Síntese de 4’-hidroxifenilacetamida

Uma mistura de enxofre (15 g, 58,4 mmol), /-propanol (15 ml, 11,78 g, 196 mmol), amónia aquosa (28%, 20 ml) e 4’-acetoxiacetofenona (14,83 g, 83,3 mmol) foi aquecida a 210°C durante 20 minutos e depois arrefecida rapidamente utilizando a haste de refrigeração. O processamento e a recristalização proporcionaram 4’-hidroxifenilacetamida (7,6 g, 61%).

Exemplo 8 - Preparação de 4,-metoxifenilacetamida

Uma mistura de enxofre (15 g, 58,4 mmol), /-propanol (15 ml, 11,78 g, 196 mmol), amónia aquosa (28%, 20 ml) e 4’-metoxiacetofenona (12,50 g, 83,3 mmol) foi aquecida a 210°C durante 20 minutos e depois arrefecida rapidamente utilizando a haste de refrigeração. A mistura reaccional arrefecida foi concentrada e o semi-sólido residual foi triturado com éter (3x30 ml). A recristalização do sólido remanescente em água (carvão activado) proporcionou 4’-metoxifenilacetamida, como lâminas incolores que foram secas sob pressão reduzida (8,5 g, 62%). 1H RMN (d6 DMSO): δ 3,31, s; 3,74, s; 6,85, m; 7,19, m; 7,43. 13C RMN (d6 DMSO): δ 41,28; 54,89; 113,49; 128,34; 129,94; 157,76; 172,62.

Espectro de massa (IQ): m/z 166 (M+1,100%), 151(5), 149(6).

Exemplo 9 - Preparação de 4’-etoxifenilacetamida

Uma mistura de enxofre (15 g, 58,4 mmol), piridina (15 ml), amónia aquosa (28%, 20 ml) e 4’-etoxiacetofenona (13,65 g, 83,3 mmol) foi aquecida a 190°C durante 20 minutos e depois arrefecida rapidamente utilizando a haste de refrigeração. A mistura resultante arrefecida foi concentrada e o semi-sólido residual foi triturado com éter (3x30 ml). O sólido residual foi suspenso em água em ebulição (5x300 ml) e filtrado. As fases aquosas combinadas foram então continuamente extractadas com diclorometano. O resíduo obtido após remoção do solvente foi então recristalizado em etanol (carvão activado) para proporcionar 4’-etoxifenilacetamida (9,2 g, 62%). 1H RMN (d6 DMSO): δ 1,36, t; 3,32, s; 4,02, q; 6,88, m; 7,18, m; 7,45. 17 87 467 ΕΡ Ο 725 678/ΡΤ 13C RMN (d6 DMSO): δ 14,68; 41,62; 62,89; 114,08; 128,31; 130,01; 167,46; 172,64.

Espectro de massa (IQ): m/z 166 (M+1,100%), 151(5), 149(6).

Exemplo 10 -Utilização de uma aparelhagem de amostragem (19)

Preparação de (2-metoxietil)benzeno

Uma mistura de (2-bromoetil)benzeno (2,0 g) e metanol (60 ml) foi colocada num vaso de PEEK equipado com um agitador magnético, e cobertura vedada. A mistura foi agitada e aquecida a 149°C (1,08 MPa) em 10 minutos e mantida a esta temperatura durante 2 horas. Foram retiradas a analisadas amostras periodicamente. A mistura foi depois arrefecida. Após 1 hora, a conversão a (2-metoxietil)benzeno era de 50%, subindo para 80% após 2 horas. CG/EM: m/z (rei. int. %) 136(M+,13), 104(8), 91(28), 77(6), 65(11), 63(4), 51(9), 50(4), 45(100). 1H RMN (CDCI3; 200 MHz): δ 7,23, m, 5H, Ar; 3,6, t, 2H, -CH2-O-CH3; 3,4, s, 3H, -O-CH3; 2,9, t, 2H, Ar-CH2-.

Exemplo 11 -Adição e subtraccão de substâncias durante uma reacção (e.a. via aparelhagem de amostragem 19)

Preparação de 6-bromo-hex-1-eno

Colocou-se 1,6-dibromo-hexano (30 ml, 48 g) num vaso reaccional de PTFE junto com um agitador magnético. O reactor foi equipado com um tubo de saída de 3 mm de d.e. ligado à montagem de cobertura. O dibrometo foi aquecido a cerca de 150°C e adicionou-se triamida de hexametilfósforo (HMPTA, cerca de 3 ml) através de um segundo tubo ligado à montagem de cobertura, por meio de uma seringa. O conteúdo do vaso foi aquecido então a 200°C e adicionou-se HMPTA (42 ml) gota a gota pela seringa. O produto bruto destilado através do tubo de saída foi recolhido em frascos refrigerados e depois redestilado para originar 6-bromo-hex-1-eno (15,6 g, 49%). 1H RMN (CDCI3; 200 MHz): δ 1,56, m, 2H, CH2; 1,85, m, 2H, CH2; 2,10, m, 2H, CH2; 3,41, t, J=7Hz, 2H, CH2Br; 4,85-5,10, m, 2H, =CH2; 5,80, m, 1H, =CH, de acordo com o relatado por Kenneth J. Shea e Jang-Seob Kim em “Influence of strain on Chemical reactivity, relative reactivity of torsionally distorted double bonds in MCPBA epoxidations”, Journal of The American Chemical Society, vol. 114, N°8, 1992, pp. 3044-3051. 18 87 467 ΕΡ Ο 725 678 / ΡΤ

Exemplo 12 -Utilização da haste de refrigeração como pré-aquecedor Desidratação de 4-f-butilciclo-hexanóis (a) Com líquido na haste de refrigeração a ser aquecido pela energia de microondas aplicada (i.e. actuando como um susceptor) O reactor de microondas foi configurado do mesmo modo que para a preparação de 6-bromo-hex-1-eno, com a excepção de ter sido mantida uma atmosfera de azoto no vaso reaccional. A haste de refrigeração de quartzo foi carregada com água e o vaso reaccional de PTFE foi carregado com uma mistura finamente moída de c/s- e fra/7S-4-f-butilciclo-hexanol (40 g, 256,4 mmol) e pirossulfato de potássio (20 g). Foi depois aplicada energia de microondas para aquecer a água nas haste de refrigeração até ebulição e a temperatura reaccional começou então a subir. A reacção foi aquecida até 175°C pela energia de microondas e manteve-se este valor enquanto era recolhido um destilado de duas fases, durante cerca de 10 minutos. Durante a destilação, a água na haste de refrigeração foi servindo como “carga fictícia”, absorvendo o excesso de energia de microondas aplicada e diminuindo a energia reflectida. A fase orgânica foi separada, lavada com água (4x10 ml) e depois seca (MgS04). O produto (22,3 g) consistia em 4-f-butilciclo-hexeno (89% por CG) e 3-f-butilciclo-hexeno (11 % por CG). 13C RMN (CDCI3; 50 MHz): para 4-f-butilciclo-hexeno δ 23,93; 26,71; 26,78; 27,11; 32,22; 44,11; 126,78; 127,31; para 3-f-butilciclo-hexeno δ 22,87; 24,43; 25,22; 27,43; 32,67; 45,90; 127,91; 129,25. (b) Com líquido pré-aquecido externamente a passar através da haste de refrigeração O reactor de microondas foi configurado tal como para o Exemplo 12(a). O vaso foi carregado com uma mistura de cis- e frans-4-f-butilciclo-hexanol (40 g) e pirossulfato de potássio (20 g). Foi passado líquido quente (150-160°C) através da haste de refrigeração para aquecer o conteúdo do vaso até 75°C, e depois foi aplicada energia de micrnondas. A reacção foi aquecida a 175°C por energia de microondas e manteve-se esta temperatura enquanto era recolhido um destilado. O procedimento como no Exemplo 12(a) proporcionou um líquido (27 g) com 4-f-butilciclo-hexeno como componente principal. 19 87 467 ΕΡ Ο 725 678 /ΡΤ

Exemplo 13 -Utilização da haste de refrigeração em arrefecimento para controlo da temperatura de uma reaccão Oxidação de 4-f-butilciclo-hexanóis a 4-f-butilciclo-hexanona

Uma solução de óxido de crómio (VI) (10 g, 100 mmol) em ácido acético (50 ml) e água (10 ml) foi colocada no vaso reaccional de microondas. Foi circulado líquido (-35°C) através da haste de refrigeração e quando a temperatura do conteúdo do vaso era cerca de -5°C, foi adicionada uma solução de 4-f-butilciclo-hexanóis (9 g, 64,1 mmol) em ácido acético (25 ml). A circulação de fluido de refrigeração foi mantida através da haste de refrigeração e a temperatura reaccional foi aumentada para 25°C pela aplicação de energia de microondas. A temperatura foi mantida na gama de 25-28°C durante 1 hora, depois o fluido refrigerante foi desligado e o conteúdo do vaso reaccional foi aquecido até 110°C durante 15 minutos, e depois arrefecido a 20°C. Foram então adicionados metanol (5 ml) e água (20 ml). Foi conduzida a destilação de vapor do produto e o procedimento do destilado com CH2CI2 proporcionou 4-f-butilciclo-hexanona como cristais brancos. O produto mostrou o seguinte espectro EI/EM (a 70 eV): 154 (M+,11%), 98(54), 83(21), 69(16), 57(100).

Para comparação, uma solução de 4-f-butilciclo-hexanóis (4,5 g) em ácido acético (15 ml) foi adicionada a uma solução de óxido de crómio (VI) (5 g) em água (5 ml) e ácido acético (25 ml) a temperatura ambiente, sem arrefecimento. Ocorreu uma reacção exotérmica vigorosa e descontrolada, e a temperatura da mistura aumentou para 105°C em 10 segundos.

Será apreciado que o invento aqui descrito é susceptível de variações ou modificações diferentes das que foram descritas especificamente, e deve ser entendido que o invento inclui todas essas variações ou modificações que sejam abarcadas pelo espírito e âmbito do invento, tal como definido nas reivindicações em anexo.

Lisboa,

Por COMMOMWEALTH SCIENTIFIC AND INDUSTRIAL RESEARCH ORGANISATION - O AGgJmQfJ.

_________i JO&O

QA CUNHA FERREIRA Ag. Ol· Pr. M-Rua das Flores, 74.-4.' 1200-195 USBOA

Claims

87 467 ΕΡ Ο 725 678 / ΡΤ 1/4 REIVINDICAÇÕES 1 - Reactor para execução das reacções químicas sob a influência da radiação de microondas, que compreende um vaso para contenção das substâncias para uma reacção química, estando o dito vaso adaptado para aguentar as pressões internas geradas pelas ditas substâncias, durante o decurso de uma reacção química, incluindo a dita adaptação a previsão de uma cobertura, que contém meios para medição de, pelo menos, uma da temperatura ou pressão do conteúdo do vaso, quando é aplicada energia de microondas ao mesmo, e em que a cobertura suporta também meios de permuta de calor para imersão no conteúdo do vaso.
2 - Reactor de acordo com a reivindicação 1, em que os meios de permuta de calor consistem num tipo de permutador de calor de haste de refrigeração.
3 - Reactor de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que os meios de permuta de calor compreendem um tubo de permuta de calor, que tem uma extremidade fechada.
4 - Reactor de acordo com a reivindicação 3, em que o dito tubo contém um tubo de entrada de diâmetro mais pequeno, o qual termina próximo da dita extremidade fechada, destinando-se o dito tubo de entrada à condução de um fluido de permuta de calor para dentro dos meios de permuta de calor, em que o dito fluido de permuta de calor sai dos meios de permuta de calor através de uma passagem anelar, definida entre o dito tubo de entrada e o tubo de permuta de calor envolvente.
5 - Reactor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que o dito tubo de permuta de calor se prolonga substancialmente perpendicular a partir da dita cobertura.
6 - Reactor de acordo com a reivindicação 3, 4 ou 5, em que o dito tubo de permuta de calor inclui uma porção em serpentina.
7 - Reactor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que os meios de medição de pressão compreendem um acessório que é aparafusado dentro da cobertura e um transdutor de pressão montado no acessório, em que o 87 467 ΕΡ Ο 725 678 / ΡΤ 2/4 acessório inclui uma passagem para comunicação da pressão entre o interior do dito vaso e o dito transdutor.
8 - Reactor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que os meios de medição de temperatura compreendem um acessório que é aparafusado dentro da cobertura e no qual é montado um tubo de pequeno diâmetro, que tem uma extremidade vedada, que está localizada dentro do vaso, contendo o dito tubo de pequeno diâmetro uma fibra óptica de um termómetro de fibras ópticas.
9 - Reactor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que a dita cobertura inclui adicionalmente um conjunto de válvula de segurança operável por pressão.
10 - Reactor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que a dita cobertura inclui adicionalmente meios de amostragem para adição de substâncias ao dito vaso ou para subtracção de substâncias do mesmo, durante o aquecimento por microondas.
11 - Reactor de acordo com a reivindicação 10, em que os ditos meios de amostragem compreendem um acessório que é aparafusado dentro da dita cobertura e no qual é montado um pequeno tubo de pequeno diâmetro com as extremidades abertas, que passa dentro do vaso, prolongando-se o dito tubo a partir do dito acessório, para ligação aos meios de válvula fora do dito vaso para vedação do tubo.
12 - Reactor de acordo com a reivindicação 10 ou 11, em que a cobertura inclui dois meios de amostragem, pelo que pode ser adicionada um substância ao vaso através de um dos ditos meios de amostragem simultaneamente com a extracção dos produtos da reacção do vaso através dos ditos outros meios de amostragem, durante o decurso de uma reacção química.
13 - reactor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que o dito vaso está contido dentro de uma cavidade de microondas, estando a dita cobertura localizada fora da dita cavidade. 87 467 ΕΡ Ο 725 678 / ΡΤ 3/4
14 - Reactor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que a dita cobertura inclui adicionalmente meios para a introdução de radiação de microondas no interior do vaso.
15 - Reactor de acordo com a reivindicação 13, em que a dita cavidade inclui meios estruturais para reforço da cavidade na região do dito vaso e da dita cobertura.
16 - Reactor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que uma adaptação do dito vaso para aguentar a dita pressão interna, inclui a colocação do vaso dentro de meios de suporte envolventes.
17 - Reactor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que a adaptação do dito vaso para aguentar a dita pressão interna, inclui meios para a colocação sob pressão da superfície exterior do vaso.
18 - Processo para execução de uma reacção química que compreende: (i) o carregamento de um vaso, o qual está adaptado para aguentar uma alta pressão e uma alta temperatura, com, pelo menos, um reagente ou uma mistura de reagente e solvente, em que o reagente ou o solvente ou um susceptor misturado com o mesmo, é capaz de absorver a energia de microondas, (ii) a aplicação de energia de microondas ao vaso, suficiente para ocorrer uma reacção química, e (iii) a refrigeração rápida dos produtos de reacção, enquanto os mesmos estão ainda contidos no vaso sob pressão, através de meios de permuta de calor imersos nos mesmos.
19 - Processo de acordo com a reivindicação 18, em que a reacção química é uma reacção de Willgerodt.
20 - Processo para execução de uma reacção química que compreende: (i) o carregamento de um vaso, o qual está adaptado para aguentar uma alta pressão e uma alta temperatura, com, pelo menos, um reagente ou uma mistura de reagente c solvente, o qual quando aquecido reagirá 87 467 ΕΡ Ο 725 678 / ΡΤ 4/4 exotermicamente e em que o reagente ou o solvente ou um susceptor misturado com o mesmo é capaz de absorver a energia de microondas, (ii) a aplicação de energia de microondas suficiente para ocorrer uma reacção química exotérmica, e (iii) a refrigeração do conteúdo do vaso, durante o decurso da reacção, enquanto o mesmo está contido no vaso sob pressão, através de meios de permuta de calor imersos no mesmo.
21 - Processo para execução de uma reacção química que compreende: (i) o carregamento de um vaso, o qual está adaptado para aguentar uma alta pressão e uma alta temperatura, com, pelo menos, um reagente ou uma mistura de reagente e solvente, o qual é um absorvedor fraco da energia de microondas à temperatura ambiente, e um bom absorvedor da energia de microondas quando aquecido, (ii) a imersão de meios de permuta de calor no conteúdo do vaso e a vedação do vaso, em que os meios de permuta de calor estão carregados com um meio absorvente de microondas, (iii) a aplicação de energia de microondas ao vaso suficiente para aquecer o meio, dentro dos meios de permuta de calor, e para assim aquecer o conteúdo do vaso, pelo que o dito conteúdo absorve cada vez mais a energia de microondas, (iv) a continuação da aplicação de energia ao conteúdo do vaso suficiente para ocorrer uma reacção química. Lisboa, Por COMMOMWEALTH SCIENTIFIC AND INDUSTRIAL RESEARCH ORGANISATION - O AGENTE OFICIAL -

Eng.° ANTÓNIO JOÂO DA CUNHA FERREIRA Ag. Of. Pr. Ind. Rua das Flores, 74-4.° __ 1200-595 LISBOA