探討有機化工合成應用過氧化氫的技術

摘 要：過氧化氫在一定的條件下能夠促進有機化合物的合成，且在合成過程中主要生成純凈的水，不會對自然環境造成破壞和污染，也正是因為其具備的環保性能，使得過氧化氫在有機化工合成中得到較為廣泛的關注，并且在應用技術上取得較大的發展，逐漸被應用到多種類型的有機化工合成中，在當前社會中展現出巨大的應用價值。下面主要對其在有機化工合成中的實踐應用展開探討。

關鍵詞：有機化工；合成應用；過氧化氫

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.030

隨著人們環保意識的不斷提升，對于化工生產過程中的環保性能越來越重視，為促進化工生產行業的可持續性發展。在實際的化工生產中應當采用無污染的化學試劑和溶劑，實現綠色化工生產[1]。而過氧化氫也就成為了一種較為常見的綠色化工產品，被廣泛的應用到有機化工合成之中。

1 過氧化氫概述

過氧化氫（H2O2）是一種較為常見的過氧化物，其在實際生活中常常被用作氧化劑、漂白劑、消毒劑等進行使用。由于其自身的分子組成由過氧化物鍵組成，在穩定性方面顯得較差，當其處于堿性條件或者催化劑作用下時會被緩慢的分解。也正是由于其表現出來的這種不穩定性在，在對其進行存儲的過程中通常會與穩定劑、弱酸性溶液一起存儲，以免其質量受到影響。當前對過氧化氫進行運輸時主要采用ISO儲罐進行存儲，在當前實驗室中對過氧化氫的使用主要以30%的過氧化氫溶液為主，在特殊的商業使用中，也會出現濃度70%-98%的情況[2]。但是隨著其濃度的上升，當超過68%之后反應產生的水將完全轉化為水蒸氣，而且當濃度越高時，產生的蒸汽溫度也會越高，較容易引發一些安全事故。因此，對于高濃度的過氧化氫溶液進行存儲時，必須做好相應的安全防護工作，以免意外事故的發生。

2 有機化工合成中對過氧化氫技術的應用

在有機化工合成中對過氧化氫的應用較為廣泛，如較為常見的醇、烯烴、芳香烴、羥基化合物以及磷、氮、硫化合物等，在進行有機化工合成時都使用到過氧化氫，并且在合成中表現出較好的性能。

2.1 醇+過氧化氫→羥基化合物

在對醇系列化合物進行化工合成時，過氧化氫是一種較為常見的化學試劑，在實際生產合成中應用十分的廣泛。醇系列化合物在過氧化氫的氧化作用下，會與之生成羥基化合物，且在此合成期間沒有有害的物質產生，屬于一種綠色無污染的合成方式[3]。但是在實際的應用過程中也應當對醇的性質引起重視，其中有著許多醇系列的氧化反應具有特殊性，在進行化工合成的時候，需要對相關的條件進行嚴格的控制，從而讓醇與過氧化氫按照特定的合成方式進行，提升合成的有效性。

2.2 烯烴+過氧化氫→酮、芳香醛

烯烴與過氧化氫在特殊的條件下也會發生合成反應，生成酮、芳香醛等有機化合物。如烯烴與過氧化氫在鎢酸作用下，過氧化氫會對烯烴進行氧化，然后產生鄰二醇；如果對其進一步催化氧化，那么過氧化氫會將烯烴輕基化，使得烯烴中的鏈烯遭受破壞，生成順式鄰二醇[4]。如果接下來能夠滿足相應的反應條件，將可以讓生成的鄰二醇再次被氧化，進而生成酮和醛式酸。正是由于烯烴和過氧化氫的這些反應特性，在當前的市場中將其廣泛用于芳香醛的生產，例如使用茴香腦制作茴香醛就充分利用了過氧化氫技術對其合成。

2.3 芳香烴+過氧化氫→酮、醛

過氧化氫在芳香烴中也得到較為廣泛的應用。將過氧化氫與芳香烴混合，加入適量的乙酸后，會使得過氧化氫與芳香烴發生較為強烈的氧化反應，進而生成酮和醛，在當前社會中表現出巨大的應用價值。除此之外，過氧化氫與芳香化合物在金屬離子存在的條件中也會發生劇烈的氧化反應，反應后將會得到多種類型的產物，雖然這些產物種類都不相同，但是在其結構上卻表現較強的特殊性，反應后生成的產物主要有氧化偶聯、羥基化、支鏈氧化等混合物。

2.4 醛+過氧化氫→羥酸

醛相較于醇來講更加容易被氧化和氫氧化，其能夠在不需要催化劑的情況下與過氧化氫發生氧化反應，生成羥酸。醛與醇在與過氧化氫反應存在不同的是，醛物質具有較高的特殊性，其在酸環境下和堿環境下與過氧化氫發生反應有著非常大的不同。首先，在堿性環境下，醛與過氧化氫發生反應，會生成甲酸酯，然后溶解到水之中，得到一種新物質酚。其次，在酸性環境下，醛與過氧化氫發生反應，會生成二聚環烷和三聚環烷等物質，如果對得到的物質進行適當的加熱，其會發生分解，得到大環烷烴，這種方法也常常被用作大環化合物的制備，但是從實際應用效果來看，在生產效率上較為低下。除此之外，在醛與過氧化氫發生反應生成羥酸的反應中，加入適量的酸性物質對其進行催化，可以生成過氧酸，而且生成的這種酸會進一步與醛物質發生氧化反應，過氧酸在氧化作用性能上相較于過氧化氫更強。

2.5 磷、氮、硫化合物+過氧化氫→硫醚、硝基、亞硝基

經大量的實踐應用表明，過氧化氫能夠對含磷、氮、硫的化合物進行氧化作用，然后生成相應的有機化合物。如將過氧化氫與含氮化合物進行混合，能夠在氧化作用下生成出硝基 、亞硝基等物質；而在堿性環境中，將過氧化氫與含硫的化合物進行混合，同樣能夠發生氧化反應，然后生成出有機化合物硫醚，而且通過該合成方式在產率上表現得較高；將磷葉立德與過氧化氫在弱堿環境下進行混合，能夠產生出對烯烴，而且這種制備方法在產量上也較高，將其用到β-胡蘿卜素的制作中能夠具有較高的效率[5]。

3 實際應用安全建議

當前在有機化工合成中應用過氧化氫技術已經十分的普遍，但是在應用過程中還有著許多值得引起注意的地方。第一，當過氧化氫的濃度越高時，其穩定性會顯得越低，由此帶來的風險程度也更高。據相關的研究數據顯示，當過氧化氫的濃度超過65%時，其穩定會變得非常差，一旦控制不好，其自身可能引發爆炸的情況。因此，在當前的有機化工合成生產中，能夠使用低濃度的過氧化氫進行生產，就盡量采用低濃度，以免在生產過程中引發安全事故。第二，在應用過程中需要加強對溫度的控制和氣體的釋放控制。由于過氧化氫與有機化工發生的合成反應通常都為氧化反應，在此反應過程中會釋放出較多的氣體和大量的熱量，如果對其進行控制不當，將可能引發危險事故的發生[6]。第三，在對過氧化氫進行應用的時候，還需要盡可能的避免過氧化氫與重金屬接觸，當具有重金屬存在的情況下，會使得生成出來的過氧化物穩定性極差，較容易引起整個反應過程失去控制。因此，除非在一些十分特殊的情況，需要使用重金屬做催化劑，其它情況應當盡量避免讓其與過氧化氫接觸。第四，在使用過氧化氫的過程中還有著許多其它值得注意的地方。如：在運輸轉移的過程中存在著較多的風險因素，應當做好相應的防護措施；在反應過程中對物質進行攪拌時，應當控制好攪拌的速度，這樣可能引發安全事故；在生產過程中注重對靜電問題的防護等。在對這些因素的控制中，如果沒有

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引起充分的重視，將可能引起較為嚴重的安全事故。

4 結語

綜上所述，過氧化氫在我國當前的有機化工合成生產中有著極其重要的作用，其能夠與許多的化合物發生氧化反應，生成需要的有機化合物。而且該物質在與其它化合物進行反應的過程中，不會生成其它污染氣體，對環境造成較大的破壞，可以在很大程度上保障有機化工合成的安全性和環保性，進而實現綠色化工生產。

參考文獻：

[1]于東錦.有機化工合成中過氧化氫的應用分析[J].化工管理，

2018（06）：76.

[2]譚碩望.有機化工合成應用過氧化氫的技術研究[J].當代化工研究，2017（12）：35-36.

[3]王程昌.過氧化氫在有機化工合成中的應用探究[J].化工管理，2016（17）：183.

[4]張孝遠，李嚴會.過氧化氫在有機化工合成中的應用研究[J].科技與企業，2016（03）：247.

[5]孫偉民.有機化工合成中過氧化氫的應用芻議[J].化工管理，

2015（19）：201-202.

[6]趙逸云，高誠偉，張曉梅，楊金忠.過氧化氫在有機化工合成中的應用[J].云南化工，1997（04）：55-57.

作者簡介：楊冰（1979-），男，山西沁源人，工學學士，助教，研究方向：有機化學合成。