探討有機(jī)化工合成應(yīng)用過氧化氫的技術(shù)

孟維成

摘要：當(dāng)今時代，我國化工行業(yè)取得了很大進(jìn)步與發(fā)展，并在多方面表現(xiàn)出非常理想的效果，應(yīng)該切實(shí)圍繞著各個基本環(huán)節(jié)和流程進(jìn)行詳細(xì)管控，綜合提升其整體化工生產(chǎn)水平。在化工行業(yè)中，有機(jī)化工合成是比較關(guān)鍵的一個基本類型，這種有機(jī)化工合成反應(yīng)的運(yùn)行需要確保其能夠選擇合理的材料進(jìn)行控制，過氧化氫的應(yīng)用比較頻繁，在很多有機(jī)化工合成反應(yīng)中都能夠體現(xiàn)出較強(qiáng)作用效果，值得引起高度關(guān)注。

關(guān)鍵詞：有機(jī)化工合成;過氧化氫;技術(shù)

隨著我國化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程的推進(jìn)，這讓人們慢慢認(rèn)識到化學(xué)污染治理的難度。而且隨著我國對環(huán)保綠色理念的提出，由此綠色化學(xué)背景開始出現(xiàn)。事實(shí)上，要想對化學(xué)污染進(jìn)行治理，就需要人們在制造化學(xué)產(chǎn)品，并且對其應(yīng)用時，盡可能的不要使用有毒的試劑等。為了推廣綠色化學(xué)理念，這讓過氧化氫成為了一個非常重要的綠色化工產(chǎn)品，其通過和其他生產(chǎn)工藝集成的方式，可以讓有機(jī)化工合成中過氧化氫所應(yīng)用的安全性和環(huán)保性得到了有效的保障。

1過氧化氫的基礎(chǔ)概念

過氧化氫的化學(xué)式為H2O2，在液態(tài)下被稱作雙氧水。因為過氧化氫分子的獨(dú)特性，決定其具有氧化的功能作用，并且還具有還原性，可以當(dāng)成催化劑來使用。并且由有機(jī)化工所合成的過氧化氫，在堿性介質(zhì)中的氧化性要稍微弱于酸性介質(zhì);但是過氧化氫在堿性介質(zhì)中的還原性要明顯優(yōu)于在酸性介質(zhì)中的還原性，所以根據(jù)有機(jī)化工合成的實(shí)際需要來進(jìn)行過氧化氫的具體應(yīng)用。由于過氧化氫具有無污染性，能經(jīng)氧化和還原反應(yīng)生成沒有任何毒性的水和氧氣等特點(diǎn)，屬于綠色的反應(yīng)試劑。隨著近幾年合成技術(shù)的改進(jìn)，生產(chǎn)量提高，開始大量地應(yīng)用到有機(jī)化工生產(chǎn)中去。

2有機(jī)化工合成應(yīng)用過氧化氫的技術(shù)

2.1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(fā)生氧化反應(yīng)，生成羥酸。醛與醇在與過氧化氫反應(yīng)存在不同的是，醛物質(zhì)具有較高的特殊性，其在酸環(huán)境下和堿環(huán)境下與過氧化氫發(fā)生反應(yīng)有著非常大的不同。首先，在堿性環(huán)境下，醛與過氧化氫發(fā)生反應(yīng)，會生成甲酸酯，然后溶解到水之中，得到一種新物質(zhì)酚。其次，在酸性環(huán)境下，醛與過氧化氫發(fā)生反應(yīng)，會生成二聚環(huán)烷和三聚環(huán)烷等物質(zhì)，如果對得到的物質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜?，其會發(fā)生分解，得到大環(huán)烷烴，這種方法也常常被用作大環(huán)化合物的制備，但是從實(shí)際應(yīng)用效果來看，在生產(chǎn)效率上較為低下。除此之外，在醛與過氧化氫發(fā)生反應(yīng)生成羥酸的反應(yīng)中，加入適量的酸性物質(zhì)對其進(jìn)行催化，可以生成過氧酸，而且生成的這種酸會進(jìn)一步與醛物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，過氧酸在氧化作用性能上相較于過氧化氫更強(qiáng)。

2.2芳香烴+過氧化氫→酮、醛

對于過氧化氫的實(shí)際運(yùn)用來看，其最為突出的特點(diǎn)和價值就是氧化性能比較高，進(jìn)而也就能夠?qū)崿F(xiàn)對于很多化學(xué)物質(zhì)的養(yǎng)護(hù)處理，比如芳香烴的養(yǎng)護(hù)處理中就可以借助于過氧化氫來實(shí)現(xiàn)。芳香烴氧化工作運(yùn)用過氧化氫材料能夠發(fā)揮理想作用價值，尤其是在存在金屬離子的有機(jī)化合反應(yīng)過程中，其產(chǎn)物更是需要進(jìn)行詳細(xì)把關(guān)，了解其基本性能，促使其能夠形成理想的后續(xù)實(shí)際運(yùn)用，比如羥基化以及氧化偶聯(lián)等，都需要進(jìn)行詳細(xì)分析，將這些復(fù)合有機(jī)化合物的作用發(fā)揮到最大。在整個有機(jī)化工合成處理中，其往往還需要切實(shí)圍繞著過氧化氫材料的添加時機(jī)以及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格管控，促使其形成高效穩(wěn)定的反應(yīng)，能夠較好降低可能形成的各類不良反應(yīng)威脅，對于鈷鹽或者是鐵等材料的運(yùn)用，也需要進(jìn)行詳細(xì)控制，促使其催化反應(yīng)效果較為突出，避免相互之間存在明顯威脅。在芳香烴的氧化處理中，其具體酮系列化學(xué)反應(yīng)以及醛系列化學(xué)反應(yīng)都能夠表現(xiàn)出較強(qiáng)實(shí)效性，工業(yè)價值極為突出。

2.3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(fā)生合成反應(yīng)，生成酮、芳香醛等有機(jī)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(jìn)行氧化，然后產(chǎn)生鄰二醇;如果對其進(jìn)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。如果接下來能夠滿足相應(yīng)的反應(yīng)條件，將可以讓生成的鄰二醇再次被氧化，進(jìn)而生成酮和醛式酸。正是由于烯烴和過氧化氫的這些反應(yīng)特性，在當(dāng)前的市場中將其廣泛用于芳香醛的生產(chǎn)，例如使用茴香腦制作茴香醛就充分利用了過氧化氫技術(shù)對其合成。

2.4醇+過氧化氫→羥基化合物

對于有機(jī)化工合成中過氧化氫材料的有效運(yùn)用，醇的氧化處理同樣也是比較常見的一類基本表現(xiàn)類型，其能夠?qū)崿F(xiàn)對于醇系列化合物的徹底氧化，進(jìn)而促使其形成的新產(chǎn)物能夠具備更強(qiáng)的作用價值。當(dāng)前幾乎所有的醇系列物質(zhì)都能夠和過氧化氫發(fā)生較為明顯的反應(yīng)，其能夠形成后續(xù)生產(chǎn)或者生活所需要的各類羥基化合物，如此也就能夠有助于提升其應(yīng)用價值，并且在生產(chǎn)過程中還能夠表現(xiàn)出較強(qiáng)的良性循環(huán)效果。比如對于當(dāng)前比較常見的甲醇，其在日光下就能夠和過氧化氫發(fā)生反應(yīng)，生成乙二醇，作為新型材料發(fā)揮應(yīng)有作用價值。當(dāng)然，隨著當(dāng)前醇氧化要求的提升，過氧化氫的應(yīng)用也需要進(jìn)行恰當(dāng)協(xié)調(diào)配置，促使其能夠在一些特殊環(huán)節(jié)中，借助于一些催化劑進(jìn)行處理，滿足于市場發(fā)展需求。

2.5磷、氮、硫化合物+過氧化氫→硫醚、硝基、亞硝基

經(jīng)大量的實(shí)踐應(yīng)用表明，過氧化氫能夠?qū)?、氮、硫的化合物進(jìn)行氧化作用，然后生成相應(yīng)的有機(jī)化合物。如將過氧化氫與含氮化合物進(jìn)行混合，能夠在氧化作用下生成出硝基、亞硝基等物質(zhì);而在堿性環(huán)境中，將過氧化氫與含硫的化合物進(jìn)行混合，同樣能夠發(fā)生氧化反應(yīng)，然后生成出有機(jī)化合物硫醚，而且通過該合成方式在產(chǎn)率上表現(xiàn)得較高;將磷葉立德與過氧化氫在弱堿環(huán)境下進(jìn)行混合，能夠產(chǎn)生出對烯烴，而且這種制備方法在產(chǎn)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。

3在有機(jī)化工合成中的H2O2安全性

我們一般都知道如果過氧化氫的濃度過高就會導(dǎo)致穩(wěn)定性較差，容易出現(xiàn)爆炸的風(fēng)險，當(dāng)其含量高于65%后爆炸的風(fēng)險就會明顯增加。因此，在進(jìn)行有機(jī)化工合成的實(shí)際操作時，需要對H2O2的濃度進(jìn)行很好的控制，并逐漸的降低H2O2的濃度。其次是H2O2在參與反應(yīng)時釋放了熱量，需采取一定的有效措施來幫助熱量釋放，并對溫度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)從而確保反應(yīng)的安全性，對熱氣進(jìn)行妥當(dāng)?shù)奶幚?，并進(jìn)行轉(zhuǎn)移，確保過氧化氫反應(yīng)的穩(wěn)定性。然后就是在進(jìn)行H2O2反應(yīng)時，會不可避免的與氧氣釋放、參與過程有聯(lián)系，需要進(jìn)一步促進(jìn)反應(yīng)的發(fā)生，采用惰性保護(hù)，并把握好有機(jī)溶劑的使用量，可以盡可能的減少爆炸風(fēng)險。

4結(jié)語

綜上所述，過氧化氫在我國當(dāng)前的有機(jī)化工合成生產(chǎn)中有著極其重要的作用，其能夠與許多的化合物發(fā)生氧化反應(yīng)，生成需要的有機(jī)化合物。

參考文獻(xiàn)：

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[2]譚碩望.有機(jī)化工合成應(yīng)用過氧化氫的技術(shù)研究[J].當(dāng)代化工研究，2017（12）：35-36.

（作者單位：濟(jì)南金達(dá)藥化有限公司）