Можно ли смесь греть в микроволновке: Почему опасно греть детское питание в микроволновке?

Содержание

Как правильно подогревать детскую смесь

— Полина Александровна, можно ли разогревать детскую смесь — что говорят врачи и производители?

— В общих рекомендациях запрета на разогрев смеси нет. Другой вопрос — как и зачем это делать. Смеси, которые продаются в готовом виде, естественно, разогреваются. Сухие смеси нужно разводить водой требуемой температуры, и необходимость в разогреве в таком случае теряется.

— А если ситуация вынуждает приготовить смесь заранее, что делать маме?

— Подогреть детскую смесь, которую развели в воде и не использовали в течение определенного времени, теоретически можно. Но этого момента нужно постараться избежать. Свежую порцию питания можно приготовить непосредственно перед кормлением ребенка при помощи отдельных контейнеров с дозатором для сухой смеси и термоса с достаточно горячей водой, чтобы она успела остыть до нужной температуры к моменту разведения смеси. При передвижениях на автомобиле имеет смысл использовать мобильные подогреватели для бутылочек с водой, они часто работают от автомобильного прикуривателя.

— Правда ли, что одни смеси можно разогревать, а другие нет?

— Разогревать можно и нужно готовые жидкие смеси, которые продаются в упаковках тетрапак. По-другому просто невозможно, холодную смесь ребенок есть не будет. На сухих молочных смесях нет маркировок с противопоказаниями к разогреву. Однако разводить смесь холодной водой и затем подогревать ее нелогично — в холодной воде она изначально разводится плохо. Сухую смесь лучше разводить водой той температуры, которая рекомендована производителем.

— Можно ли разогревать детскую смесь в микроволновке?

— Микроволновая печь не разрушает какие-либо элементы смеси. Но есть подводные камни, которые не сразу заметны. В микроволновке смесь прогревается неравномерно, и локально могут образоваться очень горячие участки. Соответственно, если температура повышается сверх меры, могут свернуться белки или разрушиться отдельные питательные вещества. Никто не может гарантировать, что произойдет в конкретной микроволновой печи, — все они имеют разные мощности и конфигурации.

— Тогда как лучше разогревать детскую смесь?

— Для того чтобы быть уверенными в том, что смесь разогрета правильно, в идеале следует использовать водяную баню. Даже в инструкциях производителей готовых к употреблению жидких смесей разогрев рекомендуется именно на водяной бане.

— Полина Александровна, можно ли греть детскую смесь повторно?

— Повторный разогрев не рекомендован. Если приготовленную смесь разогревали и она снова остыла, лучше развести свежую порцию.

Почему нельзя разогревать смесь в микроволновке. Можно ли разогревать детскую еду в микроволновке

Если у вас в семье есть дети в возрасте до полутора-двух лет, вы, возможно, тоже сталкивались с проблемой громких ночных кормлений. Обычный сценарий — ребенок проснулся среди ночи и кричит от голода, а мама в срочном порядке пытается приготовить ему еду на кухне. Полусонный папа в этот момент пытается всеми правдами и неправдами утихомирить разбушевавшееся чадо, внушая ему, что мама сейчас придет и принесет желанную бутылочку со смесью. Но мамы все нет, ребенок продолжает буйствовать, вон уже соседи начали в стенку стучать. Можно ли как-то решить эту проблему или хотя бы сократить время приготовления еды для ребенка?

Вообще есть разные варианты решения для разогрева. Например, можно использовать . В свое время у нас был такой прибор и он действительно сослужил нам добрую службу. Конечно, в нем не оставишь молоко на всю ночь — к утру под действием постоянной высокой температуры оно превратится в ряженку. Просто мы наливали в бутылочку воду, а порцию молочной смеси ставили рядом в специальном контейнере. Приготовить ночной перекус проснувшемуся и разревевшемуся ребенку было проще простого. Процесс занимал несколько секунд.

К сожалению я неоднократно слышал о ночных кошмарах, когда ребенок кричит от голода, а мама в это время на кухне пытается в пожарном порядке подогреть ледяную бутылочку из холодильника кипятком из-под крана. Бывает так, что от разницы температур стеклянная бутылочка может треснуть и приходится начинать все сначала.

А тут еще соседи начинают в стену стучать. Опять утром выскажут свое недовольство.

Микроволновка ! Вот что спасает в данной ситуации. Если у вас дома появился ребенок, то должна появиться и микроволновка, если, кончено, ее еще не было. Эта чудо-печка в считанные секунды разогревает смесь до нужной температуры.

Правда, иногда она «промахивается» и делает слишком горячую жидкость. Тут нужен опыт, со временем вы привыкните и будете устанавливать «правильное» время подогрева.

Но вот беда. От такого использования микроволновка постепенно выходит из строя. Причина — объема жидкости в бутылочке обычно недостаточно для нормальной работы печки. Вы ведь знаете, что если включить пустую микроволновку, она может выйти из строя. Не сразу, конечно, но рано или поздно это произойдет.

В чем причина? Для нормальной работы печке нужен некий продукт. И чем он массивнее, тем «проще» ей работать, если можно так выразиться. Следующие два совета позволят вам решить сразу две проблемы:

увеличить срок службы вашей микроволновой печи,
еще быстрее разогревать бутылочки со смесью,
(хоть я и обещал две) — сберечь свои нервы и нервы ребенка.

Чтобы не заниматься длинными описаниями, я просто сфотографировал свой собственный способ разогревания бутылочки в микроволновке:

Буквально несколько поясняющих слов.

Наверное вы знаете, что «лучи» микроволновой печи концентрируются в центре объема печки. Если бутылочку поставить просто на стеклянную подставку, то хорошо разогретой окажется резиновая соска, которая как раз будет «в фокусе». Смесь же останется прохладной. Но стоит приподнять бутылочку над поверхностью — я использовал для этого обычный пластмассовый стаканчик — и уже сама смесь попадает в поле зрения микроволн и, следовательно, разогревается быстрее.

И еще: видите стакан с водой в левом дальнем углу? Это специально сделано — мы добавили объем воды в стакане к мизерному объему смеси в бутылочки. Даже этой небольшой добавки достаточно, чтобы ваша печка не сошла с ума. только не забывайте время от времени добавлять воду. Она ведь высыхает.

И еще: сразу после разогревания бутылочку надо как следует встряхнуть, чтобы перемешать содержимое. Вы ведь знаете, как неравномерно разогревается объем продукта. Поэтому в бутылочке могут быть одновременно и очень горячие и холодные части смеси.

Ребенок может обжечься, если ему попадется горячая область. Но если вы потрясете бутылочкой — проблема будет решена.

Вот, собственно, и все. Надеюсь, прочитав эту статью, вы будете действовать чуть более эффективно, а длительность ночных криков ребенка хотя бы чуть-чуть сократится. Удачи вам на этом нелегком пути.

Можно ли греть детское питание в микроволновке?

Ничего себе, это просто подогревание — как пишут в ответах другие авторы. Это не подогревание, это ускорение движение молекул воды, которые трутся друг о друга, отсюда возникает тепло. Но вода изменяет свою структуру. Потом все это в детский организм. Такое даже взрослым нежелательно.

Для маленького ребнка лучше готовить свежую смесь, а не разогревать старую. Но если уже нет времени приготовить новую смесь, то можно разогреть и старую, но лучше е греть на водяной бане на плите, а не в микроволновке, потому что излишние электромагнитные поля даже взрослым людям вредны, а не то что маленькому ребнку. Сейчас много пишут о вреде микроволновок и сотовых телефонах и компьютерах — все эти приборы должны быть в нашей жизни, но дозировано, чтобы вредное действие электромагнитного поля не была ежесекундной — нужно давать организму отдыхать от повышенных электромагнитных воздействий.

Если вы имеете ввиду молочные смеси — то их даже на 30 минут оставлять после еды нельзя. Если так готовите смесь — то лучше нагрейте в микроволновке воду и уже теплой залейте вашу смесь. Ну а если это кашку- супчики для уже самостоятельного человечка от 1 года и старше — то почему бы нет. Во всяком случае я именно так своим сыновьям еду часто разогреваю. А если вы излучения боитесь, то на фоне всех мобильных, телевизионных и других от имеющейся бытовой техники, это и не такие сильные лучи.

Если вы все же решили нагреть разведенную смесь в микроволновке, то взболтайте хорошо бутылочку для равномерного распределения тепла, чтобы ребенок не обжегся.

Можно. Микроволновка это обычное подогревание, то есть передача тепла продукту. Особенность ее сосотит лишь в том, что нагрев происходит сразу по всему объему, а не от соприкосновения с горячей поверхностью.

Также учитывайте, что в микроволновке не стоит сильно греть пластиковую посуду (кроме специальной детской), т. к. при нагревании из нее могут выделяться вредные вещества (на плиту ведь вы пластик не ставите). Лучше использовать керамику или стекло.

Наконец, имейте в виду, что в микроволновке возможен неравномерный прогрев особенно густой пищи (вроде каши), поэтому ее лучше после подогрева перемешать, а жидкость взболтать.

Всяким мифам о вреде микроволновок верить не надо, их распространяют некомпетентные люди и паникеры.

В современном обществе, каждая четвертая семья пользуется бытовыми приборами, ведь они здорово помогают нам экономить время. Например, СВЧ печь — незаменимая помощница для молодых мамочек. Ведь так удобно всего за несколько секунд подогреть в микроволновой печи детское пюре, смесь или грудное сцеженное молоко и накормить кроху.

Но что происходит с детским питанием под воздействием микроволн? Как еда из микроволновки влияет на организм ребенка? Эти и многие другие вопросы, касающиеся вреда и пользы от СВЧ-печки волнуют многих мамочек. Одни утверждает, что микроволны не наносят никакого вреда продуктам, другие считают, что они разрушают витамины, и лишают продукты полезных свойств.

Эту статью мы решили написать после того, как получили письмо от нашей постоянной читательницы, которая пишет…

“Здравствуйте, редакция сайта! Меня зовут Ирина. Четыре месяца назад, я стала мамой. Кормлю свою малышку грудным молоком, но с 6 месяцев, планирую вводить в рацион ребенка прикорм в виде пюре. И у меня возник вопрос: можно ли греть детское пюре в микроволновке или как наши бабушки, разогревать все на водяной бане? Для меня важно, понять, не теряет ли детское питание полезных свойств при разогреве в микроволновке, и не действуют ли негативным образом волны на продукты?”

Так все же можно ли греть детское пюре в микроволновке? Предлагаем вместе разобраться в этом нелегком вопросе и, возможно, развеять некоторые мифы. В любом случае, вам и только вам дорогие мамочки решать, прислушиваться к нашим рекомендациям или нет.

Миф #1 Микроволновая печь излучает радиоактивные волны.

Это ошибочное утверждение. Потому как волны относятся к группе неионизирующих, и никакого радиоактивного воздействия быть не может. Они никоим образом не влияют ни на продукты питания, ни на организм человека в целом.

Миф #2 Под воздействием микроволн изменяется молекулярная структура продуктов и они становятся канцерогенными.

К счастью, это тоже не правда. Делать продукт канцерогенным подвластно только рентгеновским или ионизирующим волнам. А еще канцерогенные вещества выделяются в случае обжаривания продуктов на раскаленном масле. Чего не происходит при разогреве детского пюре.

Миф #3 Магнитное излучение от микроволн

На самом деле, мы каждый день сталкиваемся с магнитным излучением: телевизоры, компьютеры, мобильные телефоны, радиоприемники и др. Микроволновка — не исключение. Да, ее волны мощнее, но, за счет «умного» устройства печи и экранизированным сеткам излучение остается внутри.

Ни стенки корпуса, ни дверцы, ни пища помещенная во внутрь не способны накапливать электромагнитное излучение микроволн. И как только печь перестает работать, микроволны исчезают. Нанести вред здоровью волны могут лишь при прямом воздействии на какую-то часть тела.

Мнения ученых о вреде и пользе микроволновки

На протяжении 25 лет ученые проводили исследования о влиянии волн на человеческий организм. В результате экспериментов было доказано, что пища приготовленная или разогретая в микроволновке нисколько не теряет полезных свойств. А в некоторых случаях, наоборот является более полезной и менее калорийной, поскольку не требует добавления масла при готовке, в отличие от пищи приготовленной на сковороде.

Помимо этого, продукты сохраняют в 2-3 раза больше витаминов, так как не подвергаются длительной термической обработке, а способ приготовления скорей напоминает паровой.

ВОЗ опровергла теорию о том, что микроволновка наносит вред здоровью. Тем не менее, некоторые производители детского питания не советуют подогревать в микроволновой печи детское пюре, смеси, молоко. Аргументируя тем, что СВЧ-печь разогревает продукты не равномерно. В результате чего образуются участки с высокой температурой, которые могут обжечь ребенка. Но согласитесь, неравномерно разогретое пюре можно просто перемешать, а обжечься ребенок может и об пищу разогретую любым другим способом, если не вы не уделите этому достаточное внимание. Так что этот аргумент, пожалуй, слабоват.

Можно ли разогревать грудное молоко в микроволновке?

А вот с грудным молоком все не так просто. Материнское молоко обладает уникальными витаминами, микроэлементами, которые не заменит ни одна даже самая лучшая смесь. И молодые мамы должны знать, что в участках с высокими температурами происходит разрушение полезных компонентов, таких как иммуноглобулины. Что делает грудное молоко менее полезным. Поэтому, материнское молоко, в отличие от детского пюре, будет лучше подогревать на водяной бане.

С неимоверным трудом я приоткрыла глаза, и попыталась посмотреть, который час, светящиеся цифры на электронных часах казались размытыми, и мне понадобилось время, чтобы сфокусировать зрение и разглядеть их, — пора кормить Артемку. Я медленно встала и пошла на кухню, разогревать детскую смесь. Дальше все помню, как в тумане, достала смесь, насыпала ее в детскую бутылочку, добавила воды и поставила в микроволновку, в тот момент, даже не задумываясь, а можно ли греть в микроволновке детскую смесь.

Но разобраться в этом вопросе, немного позже, мне все же пришлось, когда меня, за мою неосмотрительность отчитала мама, твердо убежденная в том, что использование СВЧ печки для разогрева детского питания, вредно и категорически не приемлемо. Вот мне и стало интересно, как оно на самом деле, можно ли греть в микроволновке детскую смесь, грудное молоко, пюре и другое детское питание?

Можно ли греть в микроволновке грудное молоко?

Пора уже себе признаться, что все рассказы о вреде микроволновок – это миф, и еда разогретая в ней не приносит вреда нашему здоровью. Однако, некоторые продукты, по различным причинам, греть в микроволновой печи все же не рекомендуется.

Одним их таких продуктов, разогревать которые в микроволновке не рекомендуется, и является грудное молоко.

Дело в том, что при нагревании в микроволновой печи часть иммуноглобулинов и витаминов, по содержанию которых грудному молоку нет равных, разрушается. И от этого, естественно, материнское молоко становится менее полезным.

Можно ли греть в микроволновке детскую смесь?

А вот в этом вопросе нужно обратить ваше внимание на то, что конкретно вы хотите сделать.

Если вам нужно подогреть в микроволновке воду и развести в ней детскую молочную смесь, то вы смело можете это сделать.

А вот разогревать заранее приготовленную смесь не стоит.

И дело тут совсем не в микроволновке, просто практически все производители детского питания на упаковках со смесью пишут, что употребить ее нужно сразу после приготовления. Оставлять молочную смесь на потом, пускай даже в холодильнике, а потом разогревать производители не рекомендуют.

Можно ли греть в микроволновке детское пюре?

Все мифы о том, что микроволновая печь излучает радиоактивные волны, меняет молекулярную структуру продуктов и делает их канцерогенными – полная чушь. Ни одного подтверждения этим мифам нет, и даже напротив, все проводимые последнюю четверть века исследования говорят об обратном.

Поэтому, хочется заверить всех мам, беспокоящихся о здоровье своих детей – греть в микроволновке детское пюре можно.

Единственно хочется напомнить о том, что перед тем, как начать кормить ребенка разогретым в микроволновке пюре, его обязательно нужно перемешать и попробовать, так как продукт может разогреться неравномерно, а малыш обжечься.

Можно ли греть в микроволновке молоко?

Греть в микроволновке молоко коровы можно.

Если вы решили подогреть в микроволновке коровье молоко, то можете быть спокойны, никакого вреда здоровью это не принесет. Но и пользы, скорее всего, тоже. И дело тут совсем не в микроволновке, а в том, что перед тем, как попасть на прилавок магазина молоко уже подвергается обработке и проходит процедуру пастеризации в условиях завода. И конечно, о его натуральности и полезности после этого говорить уже сложно.

Другое дело, если речь идет о грудном молоке, которое вы сцедили и теперь решили разогреть. Делать этого, конечно, не стоит. О том, почему, мы уже писали в этой статье, немного выше.

Можно ли греть в микроволновке кефир?

Если рассматривать вопрос, можно ли греть в микроволновке кефир, с точки зрения сохранения пользы продукта, а мы убеждены, что в приготовлении питания для ребенка это самый главный аспект.

То ответ будет отрицательный, греть кефир в микроволновке нежелательно.

Так как большинство полезных микроорганизмов, в том числе латкто и бифидобактерии, гибнут при нагреве. И даже такая небольшая температура, как 38-40 градусов, становится критичной для их выживания. А ведь в микроволновой печи продукт разогревается неравномерно, и в некоторых местах температура достигает, куда больших отметок.

Если же сохранение полезных свойств кефира не стоит для вас на первом месте, то вы можете подогреть его в микроволновке. При этом он, конечно, утратит часть своих полезных микроорганизмов, но все же не станет абсолютно бесполезным. Но запомните, что при быстром нагреве, кефир может свернуться. Поэтому при разогреве кефира в микроволновой печи не стоит делать это дольше 10-15 секунд. Если этого будет недостаточно, вы можете достать его из микроволновки, хорошенько перемешать и поставить еще на 10-15 секунд.

Можно ли греть в микроволновке творог?

Практически все кисломолочные продукты содержат в себе полезные бактерии – пробиотики. Именно они повышают активность иммунных клеток, вырабатывают антитела против болезнетворных бактерий и подавляют рост вредных микробов, создавая тем самым равновесие кишечной микрофлоры.

К сожалению, при нагревании пробиотики погибают, поэтому греть в микроволновке творог для ребенка нежелательно.

Подогревание в микроволновой печи творога значительно снижает полезные свойства продукта. Кроме того, в этом нет особой необходимости, ведь немногим детям нравится творог в теплом виде. Будет вполне достаточно, просто достать творог из холодильника и дать ему постоять 30-40 минут при комнатной температуре.

Можно ли греть в микроволновке йогурт?

Впрочем, как и кефир, творог, и любые другие кисломолочные продукты. Об этом мы уже писали немного выше, – все дело в полезных бактериях, которые погибают при воздействии высоких температур.

Если вы все же решите воспользоваться микроволновкой для разогрева йогурта, не забудьте снять с его упаковки крышечку, на внутренней стороне которой нанесена фольга. Фольга – это по сути тонкий слой металла, а использование металлических предметов в микроволновой печи не допустимо, и может повлечь за собой ее поломку.

Можно ли греть в микроволновке детскую бутылочку?

Ну вот, какие продукты можно греть в микроволновке, а какие нет, мы вроде разобрались. Но у любой мамы, рано или поздно, возникнет вопрос, а можно ли греть питание для ребенка прямо в детской бутылке? К сожалению, однозначного ответа на этот вопрос нет, тут нужно исходить из рекомендаций производителя указанных на упаковке.

Но хочется вас заверить, что в наше время большинство производителей детских бутылочек используют исключительно качественные материалы и пластик, которые разрешено греть в микроволновке.

Обратить на это внимание стоит еще во время покупки, это убережет вас от ненужных проблем в скором будущем и серьезно облегчит жизнь.

В наше современное время, почти в каждой семье имеется микроволновка, которой очень удобно пользоваться на кухне. В ней очень быстро можно подогревать пищу и даже готовить. Многие мамы обеспокоены, ?

Результаты исследований показывают, что разогретая еда ничем не отличается от разогревания обычным способом и витамины, содержащиеся в продуктах, не теряют своей полезности.
Электромагнитные излучения никак не влияют на пищу и не остаются на ней.
Благодаря быстрому разогреву, еда сохраняет все витамины и полезные вещества еще лучше, чем разогревание на сковородке.
Существенным плюсом использования микроволновой печи является то, что в еду можно не добавлять жиры и масло.

Так все таки полезна или вредна микроволновая печь, можно ли разогревать детское питание в микроволновке и есть ли от нее действительно польза?

Питание ребенка из микроволновки

Все выше сказанное относится к обычной пище. А вот если речь идет о подогреве молочка для новорожденных, то здесь все обстоит немного по-другому. Подогревать и готовить детское питание в микроволновке не рекомендуется. Особенно если это грудное молоко.

Дело в том, что в его составе содержатся аминокислоты L-пролина, которые при воздействии микроволн превращаются в D-изомеры и приводят к деформации нервной системы и ядовиты для почек.

Поэтому лучше всего подогревать малышу еду по старому способу, опуская бутылочку в горячую воду. Так молочко сохранит все свои полезные свойства, которые необходимы вашему ребенку.

Можно ли разогревать детское питание в микроволновке каждый решает для себя сам. Но не стоит забывать, что здоровье малыша зависит от правильного питания и ухода за ним.

Правильное разогревание

Если вам необходимо быстро подогреть детское питание или пюре в банке, снимите металлическую крышку. Обязательно перемешайте пюре, так как в микроволновой печи неравномерное прогревание.

Для разогревания пюре, лучше будет поместить его в глубокую емкость и накрыть крышкой из пластмассы.

Молоко разогревать следует в стеклянной или пластмассовой бутылочке, без соски.

Обязательно дайте настояться смеси около двух минут, встряхните и проверьте температуру молока.

В микроволновке можно производить и стерилизацию детских бутылочек и сосок. Главное пользоваться специализированной посудой, предназначенной для нагрева в микроволновых печах.

Можно много спорить вредна ли микроволновка или полезна, но иногда она очень необходима в хозяйстве. А вот пользоваться ли ей, выбор каждого на свое усмотрение.

Выбор растворителя для микроволнового синтеза

Чем эффективнее растворитель взаимодействует с микроволновой энергией, тем быстрее повышается температура реакционной смеси.

Растворители играют очень важную роль в органическом синтезе. Большинство реакций протекают в растворе, поэтому выбор растворителя может иметь решающее значение для исхода реакции. Одной из важнейших характеристик растворителя является его полярность. При микроволновом нагреве это становится более важным компонентом, поскольку микроволны напрямую взаимодействуют с молекулами, присутствующими в реакционной смеси. Чем более полярна реакционная смесь, тем больше ее способность взаимодействовать с микроволновой энергией. Как обсуждалось в предыдущей главе, это взаимодействие приводит к быстрому повышению температуры и увеличению скорости реакции. В этой главе будет обсуждаться теория полярности растворителя и то, как она относится к отдельным растворителям, их физическим константам и тому, как они ведут себя в микроволновом поле. Кроме того, в последнем разделе будет обсуждаться, как выбрать растворитель для органической реакции, усиленной микроволнами.

Как микроволны нагревают растворитель

Многие факторы характеризуют полярность растворителя. По сути, диэлектрическая проницаемость, дипольный момент, диэлектрические потери, дельта тангенса и время диэлектрической релаксации влияют на поглощающие характеристики отдельного растворителя. Диэлектрическая проницаемость (ε), также известная как относительная диэлектрическая проницаемость растворителя, измеряет его способность накапливать электрические заряды. Математически это отношение электрической емкости конденсатора, заполненного растворителем, к электрической емкости вакуумированного конденсатора (ε=Cзаполнено/Cоткачано). Это значение при измерении зависит как от температуры, так и от частоты.

Дипольный момент, измеряемый в единицах Дебая (D), также является математическим выражением. Это произведение расстояния между центрами заряда в молекуле растворителя на величину этого заряда. Одно уравнение, используемое для определения дипольного момента: T = pE (T = крутящий момент, p = дипольный момент и E = напряженность поля). Величина также может быть определена как: μ = Qr (μ = дипольный момент, Q = заряд и r = расстояние между зарядами). Молекулы с большими дипольными моментами также имеют большие диэлектрические постоянные. Это связано с тем, что поляризация зависит от вращения диполя — способности диполя молекулы выравниваться с быстро меняющимся электрическим полем.17

Способность вещества преобразовывать электромагнитную энергию в тепло при заданной частоте и температуре определяется следующим уравнением: tan δ = εʺ/ε. Тангенс дельта (δ), или тангенс угла потерь, представляет собой коэффициент рассеяния образца или то, насколько эффективно микроволновая энергия преобразуется в тепловую энергию. Он определяется как отношение диэлектрических потерь или комплексной диэлектрической проницаемости (εʺ) к диэлектрической проницаемости (ε). Диэлектрические потери — это количество входной микроволновой энергии, которая теряется в образце, рассеиваясь в виде тепла. Именно это значение εʺ лучше всего дает химику-органику информацию об эффективности связывания конкретного растворителя. Это будет обсуждаться более подробно в следующем разделе.

Тангенс угла потерь
Уравнение
tan δ = εʺ/ε

Три основных диэлектрических параметра, тангенс дельта, диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери, связаны со способностью растворителя поглощать микроволновую энергию. Большое влияние на эти параметры оказывает время молекулярной релаксации. Время диэлектрической релаксации — это время, которое требуется молекуле, чтобы достичь 63% своего возврата в рандомизированный беспорядок из организованного состояния после удаления приложенного микроволнового поля. 1 Функциональные группы, температура, частота и объем будут влиять на время релаксации растворитель. Большинство коммерческих микроволновых систем настроены на частоту 2450 МГц. На этой частоте единственное, что может изменить три параметра, — это температура. При повышении температуры растворителя будет наблюдаться уменьшение времени его релаксации и диэлектрических параметров, а следовательно, и эффективности его связи. Есть несколько исключений, но в целом это тенденция. Графическое представление этого эффекта для значений дельты тангенса, диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь 17 распространенных растворителей показано на рисунках 10-12 соответственно.

Рис. 10: Тангенс дельты в зависимости от температуры

Рис. 11: Диэлектрическая проницаемость в зависимости от температуры

Рис. 12: Диэлектрические потери в зависимости от температуры

Органические растворители для микроволнового синтеза теперь химик должен понимать, что точки кипения становятся менее важным фактором при принятии этого решения.

Энергия микроволн (300 Вт) позволяет достичь и обойти точку кипения большинства растворителей за считанные секунды. Использование реакционных сосудов под давлением обеспечивает более широкое использование растворителей с более низкой температурой кипения, которые обычно игнорируются в обычных высокотемпературных реакциях. В качестве альтернативы, одним из факторов, который становится более важным, является то, насколько эффективно молекулы в растворителе или смеси растворителей взаимодействуют с приложенным микроволновым полем.

Энергия микроволн достигает точки кипения большинства растворителей за считанные секунды.

Как мы установили в предыдущем разделе, все три основных диэлектрических параметра влияют на способность растворителя поглощать микроволновую энергию, но они делают это совершенно по-разному. Таблица 1 была разработана, чтобы показать эту разницу в тридцати распространенных растворителях. Имеется три основных столбца (диэлектрическая проницаемость, тангенс δ и диэлектрические потери соответственно), которые обозначены жирными линиями. Данные, измеренные при комнатной температуре и на частоте 2450 МГц, показаны в порядке убывания. как быстро растворитель достигнет желаемой температуры. В целом, чем выше число, тем эффективнее растворитель преобразует микроволновую энергию в тепловую и, следовательно, тем быстрее будет повышаться температура.

Таблица 1: Диэлектрическая проницаемость (ε), тангенс δ и диэлектрические потери (εʺ) для 30 распространенных растворителей (измерено при комнатной температуре и частоте 2450 МГц)

Растворители в таблице 1 можно легко разделить на три разные группы: растворители с высокой, средней и низкой абсорбцией. Изучив значения диэлектрических потерь из третьего столбца таблицы, можно увидеть, где присутствуют значительные пробелы между числами (жирные линии). К растворителям с высокой поглощающей способностью относятся растворители с диэлектрическими потерями более 14,00. Средние поглотители обычно имеют значения диэлектрических потерь от 1,00 до 13,9.9, а молекулы с низким поглощением имеют диэлектрические потери менее 1,00. Высокопоглотители, такие как спирты с небольшой цепью, диметилсульфоксид (ДМСО) и нитробензол, имеют большие диэлектрические потери, поэтому они очень быстро нагреваются в микроволновой камере. Обычные органические растворители, которые относятся к средним поглотителям, включают диметилформамид (ДМФА), ацетонитрил, бутанолы, кетоны и воду. Они тоже нагреваются очень эффективно, но им требуется больше времени для достижения желаемой температуры. Кроме того, хлороформ, дихлорметан, этилацетат и, как и ожидалось, простые эфиры и углеводороды являются растворителями с очень низким поглощением микроволн. Их можно нагреть до температур, значительно превышающих их точки кипения, но на это уходит гораздо больше времени.

Вода, например, имеет самую высокую диэлектрическую проницаемость (80,4) из тридцати растворителей, но ее значения тангенса дельты и диэлектрических потерь не занимают первые места в соответствующих списках. Если бы мы рассматривали только диэлектрическую проницаемость, мы бы предположили, что вода является наиболее полярным растворителем в микроволновом поле. Это не вариант. Его следует классифицировать как средний поглотитель, и именно здесь его классифицируют во втором и третьем столбцах (тангенс δ и диэлектрические потери). В другом примере ацетонитрил занимает довольно высокое место в столбце диэлектрической проницаемости со значением 37,5. Глядя на значения тангенса дельты, ацетонитрил резко падает почти до дна на уровне 0,062. Итак, что за растворитель ацетонитрил? Еще раз обратимся к третьему столбцу, где ацетонитрил находится в середине со значением диэлектрических потерь 2,325. Ацетонитрил следует рассматривать как средний поглотитель.

В дополнение к эффективности связывания растворителя химик должен также знать давление, которое создается при определенных температурах в герметичной трубке для этого растворителя. Среда под давлением может быть очень выгодной для многих различных видов химии. По мере того, как температура растворителя становится выше точки кипения, давление в реакционном сосуде возрастает. В экспериментах только с растворителем давление, создаваемое при определенной температуре, не зависит от отношения объема растворителя к свободному пространству. (Газовое пространство — это объем напорной трубки емкостью 10 мл, который не занят растворителем при комнатной температуре). продолжительность реакции.

Схема 1

Вода становится более интересным растворителем при более высоких температурах и давлениях. В нормальных условиях вода поддерживает очень высокую диэлектрическую проницаемость и устойчивые водородные связи. По мере повышения температуры и давления воды она начинает действовать как органический растворитель. Она превращается из очень полярной жидкости в почти неполярную, а органические соединения становятся более растворимыми. В этих улучшенных условиях вода имеет повышенную кислотность, пониженную плотность и более низкую диэлектрическую проницаемость. С помощью микроволн сверхкритические уровни воды (Tc = 374 ° C, Pc = 218 атм = 3204 фунта на квадратный дюйм = 221 бар), при которых сосуществуют газообразная и жидкая вода, не совсем достигаются. Тем не менее повышенные температуры и давления могут быть выгодны для органического синтеза в водной среде.

Многие растворители разлагаются на опасные компоненты при длительном воздействии высоких температур. Прежде чем выбрать органический растворитель, химик должен знать о стабильности этого растворителя при высоких температурах. Эта информация представлена в Разделе 10 (Стабильность и реакционная способность) Паспорта безопасности материала (MSDS) для данного конкретного растворителя. Например, некоторые из наиболее часто используемых растворителей могут разлагаться до опасных компонентов при высоких температурах. Дихлорметан, 1,2-дихлорэтан и хлороформ входят в число хлорсодержащих растворителей и разлагаются на соляную кислоту (HCl), монооксид углерода (CO) и диоксид углерода (CO2). Кроме того, как дихлорметан, так и хлороформ также дают высокотоксичный фосген (ClCOCl). Диметилформамид (DMF), диметилацетамид (DMA), ацетонитрил, триэтиламин, пиридин и N-метилпирролидинон (NMP) разлагаются на монооксид углерода (CO), диоксид углерода (CO2) и оксиды азота (NxOy). Следует отметить, что изменение цвета ДМФА может привести к выходу из строя сосуда и выделению токсичных паров. Кроме того, пиридин и ацетонитрил могут образовывать цианиды. Диметилсульфоксид (ДМСО) также разлагается на токсичные компоненты при высоких температурах. Он может давать диоксид серы (SO2), формальдегид (Ch3O), метилмеркаптан (MeSH), диметилсульфид (Me2S), диметилдисульфид (Me2S2) и бис(метилтио)метан (Ch3(SMe)2). При воздействии высоких температур гексаметилфосфорамид (HMPA) становится мутным желто-оранжевым. При термическом разложении HMPA образуются токсичные пары фосфинов и оксидов фосфора. Это всего лишь несколько вопросов безопасности, о которых химик-органик должен знать при проведении высокотемпературных реакций в сосудах под давлением.

Ионные жидкости

Ионные жидкости становятся многообещающими и полезными заменителями стандартных органических растворителей. Они не только безвредны для окружающей среды, но и обладают уникальными химическими и физическими свойствами.19 Как видно из их названия, ионные жидкости состоят только из ионов и могут также называться расплавленными солями. Обычно эти сплавленные соли содержат один положительно заряженный ион и один отрицательно заряженный ион. Они имеют широкий диапазон температур жидкости почти 300 ° C, от -9от 6 °C до 200 °C (в отличие от воды, диапазон температур которой составляет всего 100 °C). Хотя они обычно состоят из плохо координирующих ионов, ионные жидкости очень полярны, нелетучи и легко растворяют как органические, так и неорганические соединения. Все эти характеристики весьма полезны для синтетических химиков-органиков.

Ионные жидкости представляют собой либо органические соли, либо смеси, состоящие как минимум из одного органического компонента. Их обычно получают метатезисом галогенидной соли желаемого катиона с металлом группы 1 или аммониевой солью желаемого аниона. Рисунок 39показаны наиболее распространенные соли, которые представляют собой катионы алкиламмония, алкилфосфония, N-алкилпиридиния и N,N-диалкилимидазолия соответственно. Анион может быть органическим или неорганическим, и есть несколько вариантов на выбор: Ch4COO-, CF3COO-, F-, Cl-, Br-, I-, BF4-, PF6-, NO3-, AlCl4-, FeCl4 -, NiCl3-, ZnCl3- и SnCl5-. На рис. 40 показаны распространенные ионные жидкости, некоторые из которых даже имеются в продаже.

Рисунок 39: Катионы обычных ионных жидкостей

Ионные жидкости, также известные как расплавленные соли, содержат один положительно заряженный ион и один отрицательно заряженный ион. 9Рис. 40. Обычные ионные жидкости обычное приготовление ионных жидкостей довольно трудоемко, так как может потребоваться до 7 дней кипячения с обратным холодильником; таким образом, микроволновое облучение является предпочтительным методом для активации и ускорения синтеза ионной жидкости.20,21 Khadilkar et al. синтезировали как 1-бутил-3-метилимид-азолийхлорид [bmim][Cl], так и 1-бутилпиридинийхлорид [bpy][Cl] за 60 и 22 минуты соответственно при микроволновом нагреве (схема 2).21–

Микроволновое облучение также используется для усиления органических реакций, в которых ионная жидкость используется в качестве растворителя. Как обсуждалось во введении, двумя основными механизмами передачи энергии от микроволн к нагреваемому веществу являются либо вращение диполя, либо ионная проводимость. Ионные жидкости очень хорошо поглощают микроволновое излучение и быстро передают энергию за счет ионной проводимости. На рисунках 41 и 42 представлены кривые температуры и давления для двух ионных жидкостей в 2 мл гексана (1M [emim][PF6] и 1M [emim][BF4] соответственно) по сравнению с 2 мл контрольного гексана. Каждый образец запускали со следующим запрограммированным методом: 100 Вт, время линейного изменения 5 мин, время выдержки 5 мин, 250 °C, 250 фунтов на кв. дюйм. Все опыты проводились в пробирках под давлением объемом 10 мл. Как видно из графиков, гексановый контроль не достиг максимальной установленной температуры, и ему потребовалось девять минут, чтобы даже достичь 120 °C. В обоих 1M растворах ионной жидкости температура была достигнута и превышена менее чем за 40 секунд. Дополнительные эксперименты с ионными жидкостями в растворителях недавно были опубликованы Ледбитером и др. 22

Следующее 1,3-диполярное циклоприсоединение является примером усиленной микроволнами органической реакции в ионной жидкости (схема 3). 23 На схеме 4 показана индуцированная микроволновым излучением реакция конденсации Кнёвенагеля между производным малоната (EWG = электроноакцепторная группа ) и привитой фазы ионной жидкости.24,25 После того, как реакция произошла, фазу ионной жидкости можно удалить, а затем регенерировать для будущего использования.

Схема 3

Схема 4

Выбор растворителя

Важным шагом перед проведением органической реакции, усиленной микроволнами, является выбор растворителя. Как обсуждалось ранее в этой главе, эффективность связывания растворителя очень важна для исхода реакции. Чем эффективнее растворитель взаимодействует с микроволновой энергией, тем быстрее повышается температура реакционной смеси. В таблице 27 приведены некоторые распространенные органические растворители, которые классифицируются как вещества с высокой, средней или низкой степенью поглотительной способности. Это сокращенная версия Таблицы 1. Кроме того, среда под давлением может быть очень полезной при выполнении многих различных химических процессов. Энергия микроволн (300 Вт) позволяет достичь и обойти точку кипения (таблицы 2-26) большинства растворителей за считанные секунды. Использование реакционных сосудов под давлением обеспечивает более широкое использование растворителей с более низкой температурой кипения, которые обычно игнорируются в обычных высокотемпературных реакциях.

Таблица 27: Растворители с высокой, средней и низкой абсорбцией

Рисунок 42: Сравнение кривых температуры и давления для 1M раствора [emim][BF4] в гексане (2 мл) и 2 мл контрольного раствора в гексане

Выбор растворитель может быть дилеммой. Первый вопрос, который следует задать, заключается в том, нужна ли высокая температура, высокое давление или высокая энергия. При использовании обычного тепла химики обычно обращают внимание на температуру и соответственно выбирают растворитель. Сосуды под давлением и масляные бани используются с растворителями с более высокой температурой кипения, чтобы максимизировать повышение температуры. Достижение высоких температур с помощью микроволн здесь не является задачей; они могут сделать это практически без усилий. Если требуется высокая температура, то выбирайте растворитель, который будет достигать заданной температуры. Если все, что требуется для поддержания высокого давления, установите высокую максимальную температуру для растворителя с низкой температурой кипения. Давление будет быстро увеличиваться по мере того, как температура продолжает подниматься выше точки кипения. Это классические требования, которые легко может обеспечить микроволновая энергия.

Высокая энергия отличается. Вот почему микроволны дали чрезвычайно благоприятные результаты и причина, по которой микроволновая энергия так полезна для органического синтеза, в отличие от обычного нагрева, который намного медленнее. Передача энергии в реакции с помощью микроволн происходит невероятно быстро: энергия передается каждую наносекунду, в течение которой она применяется. При проведении микроволновой реакции пользователь может запрограммировать мощность, температуру, время и, в некоторых случаях, предел давления. Когда температура достигает входного значения, мощность снижают, чтобы реакционная смесь не превышала заданное значение. Затем она остается на более низком уровне, чтобы поддерживать заданную температуру на протяжении всей реакции. Именно мощность или энергия является наиболее важной переменной в реакции, усиленной микроволнами. Недавние эксперименты показали, что одновременное охлаждение реакционного сосуда во время реакции обеспечивает постоянный высокий уровень мощности для прямого молекулярного нагрева. Это резко повлияло на скорость реакции и почти удвоило процент выхода некоторых реакций с более низким выходом.18

Можно было бы предположить, что неполярные растворители (например, гексан, бензол, толуол) обычно не используются в органических реакциях с использованием микроволнового излучения. В таблице 1 все эти растворители находятся в нижней части трех столбцов, обладая очень низкими значениями диэлектрической проницаемости, значениями тангенса δ и значениями диэлектрических потерь. Они не очень эффективно взаимодействуют с микроволновым излучением и, следовательно, не будут очень хорошо нагревать реакцию. И наоборот, неполярный растворитель может действовать как поглотитель тепла. Реакционные смеси, чувствительные к температуре, значительно выиграют от этой возможности. Когда в реакцию добавляют микроволны, неполярный растворитель, не взаимодействующий с излучением, помогает отводить тепло, выделяемое полярными реагентами. Реакция все еще получает энергию активации, но ее внутренняя температура остается низкой. Одновременное охлаждение микроволнового резонатора может улучшить условия реакции и обеспечить постоянный высокий уровень мощности.

Общие правила синтетической органической химии по-прежнему применяются к химическим реакциям с использованием микроволн. Независимо от того, проводится ли реакция нуклеофильного замещения, электрофильного замещения или отщепления, тип растворителя для каждого из них остается одним и тем же. Существуют протонные и апротонные растворители, и каждый из них может быть применим или неприменим для определенных видов химии. Протонные растворители обладают способностью сольватировать или взаимодействовать как с катионами, так и с анионами, тогда как апротонные могут только сольватировать катионы. Растворители каждого типа разбросаны по всей таблице 1. Химики должны использовать комбинацию ранее обсужденной информации из этой главы, чтобы определить свои условия реакции.

Успех реакций нуклеофильного замещения (SN2, SN1 и т. д.) в значительной степени зависит от воздействия растворителя. Стабильность или нестабильность переходного состояния в растворителе сильно влияет на исход реакции. Кроме того, для реакций SN2 важным фактором также является стабилизация или дестабилизация реагента-нуклеофила. Как показано на схеме 5, реакции SN2 можно разделить на четыре типа (I, II, III и IV), и для них обычно требуются апротонные соединения (гексан, бензол, Et2O, CHCl3, этилацетат, ацетон, HMPA, ДМФ, ДМСО, ацетонитрил)26. Протонные растворители в этих реакциях нежелательны, так как уровень энергии основного состояния атакующего нуклеофила снижается в результате сольватации. Другими словами, нуклеофил стабилизируется сольватацией и, следовательно, менее реакционноспособен по отношению к электрофилу. Также важна полярность апротонного растворителя. Единственный тип на схеме 5, который преуспевает в высокополярных растворителях, — это тип II, поскольку реагенты не заряжены. В реакциях типов I, III и IV присутствует по крайней мере один заряженный реагент, и реакции фактически препятствует очень полярный растворитель.

Схема 5

Протонные растворители сольватируют или взаимодействуют как с катионами, так и с анионами. Апротонные растворители взаимодействуют только с катионами.

Стабильность переходного состояния в реакциях SN1 чрезвычайно важна. Используемый растворитель сильно влияет на эту стабильность. Реакции SN1 обычно протекают быстрее в высокополярных протонных растворителях, чем в апротонных и неполярных растворителях, хотя есть и исключения. Энергетический уровень переходного состояния, которое приводит к промежуточному карбокатиону, снижается сольватацией. Представьте, что молекулы растворителя ориентируются вокруг катиона таким образом, что богатые электронами концы диполей растворителя обращены к положительному заряду. Это описано в постулате Хаммонда, который гласит, что любой фактор, стабилизирующий промежуточный карбокатион, должен увеличивать скорость реакции.26 Спирты, вода и муравьиная кислота являются хорошими растворителями для SN1, но также известно, что ГМФА, ДМФА и ДМСО работают хорошо, так как они полярны.

Эффекты растворителя, необходимые для успешных реакций электрофильного замещения, немного отличаются от тех, которые только что обсуждались для нуклеофильных замещений. Механически SE2 аналогичен SN2, где новая связь образуется по мере разрыва старой. Одно отличие заключается в предпочтительности растворителя. Скорость реакции увеличивается с увеличением полярности растворителя. Механизм реакции SE1 аналогичен реакции SN1: при разрыве связи происходит медленная ионизация с последующим образованием новой связи. Как и реакция SN1, реакции SE1 протекают быстрее и успешнее в высокополярных растворителях.

Реакции отщепления (двойная связь образуется в результате одновременного (Е2) или последовательного (Е1) отщепления группы и отщепления протона) аналогичны нуклеофильным заменам, Е2 на SN2 и Е1 на SN1. Интересно, что во многих случаях реакция E2 будет конкурировать с SN2 в одной и той же реакционной смеси. Оба содержат нуклеофил, который с радостью отрывает протон или атакует электрофильный углерод. Как правило, увеличение полярности растворителя будет способствовать замещению, а не устранению. В качестве альтернативы элиминация будет более благоприятной, если растворитель не ионизирующий и в присутствии сильного основания. Для реакций E1 более полярный растворитель увеличит скорость механизма, особенно тот, который включает ионное промежуточное соединение, как это было в случае с другими двухстадийными механизмами реакции (SN1, SE1).

Таким образом, растворители играют чрезвычайно важную роль в органической химии, усиленной микроволнами. Используя значения диэлектрических потерь из Таблицы 1 в сочетании с общими правилами органической химии, ранее описанными в этой главе, химики теперь могут разработать конкретные условия, оптимизирующие их синтетические усилия.

термодинамика — Что делает сыр настолько эффективным в поглощении микроволн?

Твердая структура сыра помогает предотвратить потерю пара

Вода хорошо поглощает микроволны, в первую очередь на границах, поскольку вода на границах поглощает большую часть микроволн до того, как они проникают глубже в толщу воды. Если вы нагреваете только воду, ее границы получают большую часть тепла; затем пар может выйти, что приведет к потере большей части поглощенного тепла. Это приводит к мощному охлаждающему эффекту, называемому испарительным охлаждением.

Испарительное охлаждение является важным эффектом микроволн. Например, если вы получаете обед, приготовленный в микроволновой печи, он часто предлагает вам вырезать щель в обертке, фактически не удаляя содержимое. Прорезь позволяет пару немного выходить, поэтому давление не приводит к взрыву пакета, но при этом удерживает больше пара, помогая сохранять тепло. Это уменьшает испарительное охлаждение.

Твердая структура сыра должна иметь аналогичный эффект. Это означает, что вода не может просто уйти в виде пара, поэтому тепло, которое она захватывает, не так легко теряется.

Не совсем о том, что жиры и вода работают вместе

Ответ, за который проголосовали в настоящее время, утверждает, что сыр и жиры работают вместе, используя разные уровни поглощения микроволн и теплоемкости, чтобы нагреваться быстрее, чем каждый из них по отдельности.

К сожалению, это не может быть правдой, потому что это полностью механизм первого порядка. Жиры и вода будут нагреваться с некоторой скоростью, пропорциональной поглощению микроволн, деленному на их теплоемкость, т.е. $$\frac{\text{d}T}{\text{d}t}{\propto}{\frac{\left[\text{поглощающая способность}\right]}{\left[\text{теплоёмкость }\справа]}}$$ Если вы объедините их без эффекта второго порядка, то их комбинированная поглощающая способность и теплоемкость будут средневзвешенными чистыми значениями для каждого, т.е. $ $ {\ влево. \ frac {\ text {d} T} {\ text {d} t} \ right |} _ {\ text {сыр}} {\ propto} {\ frac {{x} _ {\ text{вода}}{\left[\text{поглощающая способность}\right]}_{\text{вода}}+{\left(1-{x}_{\text{вода}}\right)}{ \left[\text{поглощающая способность}\right]}_{\text{жир}}}{{{x}_{\text{вода}}\left[\text{теплоемкость}\right]}_{ \text{вода}}+{\left(1-{x}_{\text{вода}}\right)}{\left[\text{теплоёмкость}\right]}_{\text{жир}} }}$$ Затем предположим, что поглощающая способность и теплоемкость постоянны как для жира, так и для воды (что на самом деле не так, а является разумным упрощением).