过氧化氢在有机化工合成的应用

刘军杰，索振华

（冀中工程技师学院，河北 邢台 054000）

0 引言

过氧化氢作为推动有机化工合成生产的主要化合物，要充分运用现有的生产技术条件，让过氧化氢在各类型的化学合成反应中发挥最大效用价值，不仅可以起到保护化学资源的绿色生态发展作用，也可以提高有机化工合成的生产效益。在有机化工合成的各类具体应用中，需要严格把控每一道生产工序，对过氧化氢在每种化学合成反应中的用量进行科学配比，按照规范化的生产标准进行有机化工合成。

1 概述

有机化工合成是将各类可以产生有效化学反应的化学物质放在特定条件中产生化学反应的技术应用过程，生产出用途更为广泛的复杂有机化学物质，作为各类生产行业的产品原材料。有机化工合成是化学生产常见的技术手段，过氧化氢则是在有机化工合成中常见的应用化学物质。

过氧化氢相比较其它化合物的优势在于，在特定的化学反应条件下，可以生产出高纯度的过氧化氢，运用过氧化氢参与化学反应，能够有效促进氧化产物的合成，适用于多个化学基本反应类型中，包括芳香烃的氧化反应，芳烃的臭氧化开环反应，羟基化合物的氧化反应，醇的氧化反应，烯烃的氧化反应，含氯、硫、磷等化合物的氧化反应等。

过氧化氢，H2O2，俗称双氧水。由过氧化氢的化学分子构成可以看出，过氧化氢具有较强的氧化性和还原性，经常作为催化剂应用于化学合成反应。在有机化工合成生产中，过氧化氢根据其化学特性可分为2 种类型，一种是在酸性介质中，过氧化氢的氧化性发挥要比碱性介质的发挥更加广泛；另一种是在碱性介质中，过氧化氢的还原性发挥要比酸性介质的发挥更加广泛。在不同介质中过氧化氢发挥着不同化学性质的用途，促进化学合成反应变化。过氧化氢的化学反应类型可以根据化学特性的2 种不同反应分为氧化化学反应和还原化学反应，在这2 种化学反应类型中，都能够生产出无污染、无毒性的水和氧气，推动有机化工合成的绿色生产发展。同时根据过氧化氢在有机化工合成中的具体应用，其产量需求大幅度提高，要配备足够产量的过氧化氢，将其应用到化工产业生产和研发的工序中，并进一步完善过氧化氢在有机化工合成中的应用深度，降低化工生产应用的潜在安全隐患，不断推动有机化工合成取得长足发展。

2 过氧化氢在有机化工合成中的具体应用

2.1 芳香烃的氧化反应

芳香烃作为主要化学反应物质在完成氧化反应时，可分为以下2 种表现形式。

（1）将金属离子作为参与反应的化学物质，过氧化氢会和芳香烃发生化学反应，在反应过程中根据反应物质的用量、浓度配比产生不同程度的化学反应，基本化学表现较为强烈，在金属离子参与的化学反应类型中，经过一系列化学物质的合成变化，所得合成产物中的化学分子构成种类较多，常见为混合物类型。化学反应机理的稳定性表现较差，要注意化学分子式的变化发展。

（2）将过氧化氢直接与芳香烃进行化学反应，在该化学类型表现中会加入一种物质为醋酸，帮助清理化学反应的过程环境，提高化学物质参与反应的纯净程度，获得高纯度的合成产物，提高有机化工合成的生产产物质量水平，在运用化学反应技术的条件下，优化有机化工合成产物的化学反应生产条件。

2.2 芳烃的臭氧化开环反应

芳烃类化合物中的苯环在过氧化氢的氧化反应中不容易被氧化，萘环在过氧化氢参与化学反应的过程中容易改变为开环的氧化状态，生成芳烃的臭氧化开环反应，比如用间甲酚、对硝基苯酚、对硝基苯胺等化学物质常用作参与臭氧化反应。

根据3 种不同芳香族化合物质的反应速率可以得到化学反应结果，在温度、pH 值相同的反应条件下，间甲酚的臭氧化反应速率较慢，对硝基苯胺的臭氧化反应速率与对硝基苯酚的臭氧化反应速率数值接近，对硝基苯胺的臭氧化反应速率较快。在酸性介质中，臭氧分解速率较慢，O3参与主要氧化过程；在碱性介质中，臭氧分解速率较快，羟基自由基参与主要氧化过程。

运用不同的芳香族化合物参与臭氧化化学反应，会得到不同的有机物合成产物结果，从中找出生产效益最佳的化学物质与过氧化氢参与化学合成反应。

2.3 羟基化合物的氧化反应

羟基化合物作为主要化学反应物质在完成氧化反应时，能够保持较为稳定的氧化性质，确保化学合成反应的合成产物稳定性。常见参与共同化学的化合物应用分为醛类化合物、醇类化合物、酮类化合物3 种。

醛类化合物，主要由羟基和醛基2 大类化合物质按照分子连接组成，同时醛类化合物的氧化性较强，解除密封后接触到外界空气就开始参与氧化反应过程，也可以在银氨溶液、氢氧化铜悬浊液的化学试剂溶液中完成氧化反应。

醛类化合物与过氧化氢完成化学反应后，可以合成羧酸类化合物。芳香醛作为醛类化合物中的一种，参与化学反应的过程中要保证其在碱性介质中完成与过氧化氢的化学反应，能够产生的合成产物为甲酸酯。

醇也是羟基化合物中的重要组成部分，在烃类化合物中，通过运用羟基化学物质参与反应的变化过程来替换烃类化合物中的氢原子，获得醇类化合物。醇类化合物和羟基化合物在一般情况下处于稳定饱和状态，在羟基和苯环相连的情况下，可以变化合成烯醇类化合物，由此得到参与氧化反应的化合物质，将醇类化合物和烯醇类化合物共同和过氧化氢完成化学氧化反应。

酮类化合物在羟基化合物的氧化反应中的稳定性最佳，对有机化工合成的氧化剂氧化含量的要求更高，要投入较大产量的过氧化氢，即选择强氧化剂用于参与化学反应，才能够获得有机化工物质的合成结果。

在特定化学反应条件中，设定好温度、pH 值，运用过氧化氢参与化学反应，所得合成化合物能够在其它化学合成反应中作为催化剂进行使用。由于酮类化合物与氧化性较强的过氧化氢参与反应，所得化合产物的分子构成式也较为复杂，需要较强的化工生产技术条件作为现实支撑。

2.4 醇的氧化反应

醇系列化合物只需要少量的过氧化氢就能发挥氧化作用完成化学反应，过氧化氢作为醇系列化合物参与化学合成反应的水溶剂，将醇系列化合物的氧化反应作用发挥到最大化。

醇系列化合物作为经常用于生产溶剂、燃料原材料的主要化学物质之一，其中一些醇系列化合物与过氧化氢参与化学反应后能够转化成醛类化合物、酮类化合物。比如将过氧化氢与甲醇共同作用于有机化工合成的化学反应，可以生成多种化学合成物。

常见的化学合成物分为乙二醇和甲醛2 类。

（1）乙二醇。需要在光线条件较为明亮的情况下完成氧化反应，所得产物为乙二醇。乙二醇是化工生产中常见的产品原材料化学物质，可以与水分子进行化学反应，降低作用物质的凝固点，比如将乙二醇广泛应用于防冻装置中。

值得注意的是，甲醇参与氧化反应中，因甲醇化学反应中所需过氧化氢含量较低，要特别重视过氧化氢的用量选择，确保有机化工合成中生产过程的安全性和稳定性。

（2）甲醛。甲醛产物需要对甲醇进行催化氧化，由于甲醛具有刺激性气味，吸入过多可对人体器官机能健康产生危害，在化学合成过程中也需要特别注意生产安全。醇系列化合物与过氧化氢参与反应合成的常见醛类化合物中，包括有仲醇、伯醇等，此类化合物不具备参与氧化反应的条件。

2.5 烯烃的氧化反应

烯烃与过氧化氢共同作用于参与有机化工合成反应，是化工生产中的重要生产工序。比如在大分子烯烃化合物中，过氧化氢的用途是作为催化剂与其它催化剂按照规范用量比例进行配比融合后作用于大分子烯烃化合物的氧化反应，在烯烃化合物中包含的长链不饱和脂肪酸醋，经过过氧化氢的催化作用，能够应用到塑料的生产工艺中。

过氧化氢配合钨酸的应用，能够将长链进行氧化，产生开环反应，然后合成邻二醇，首先过氧化氢作为氧化剂发生化学作用，合成邻二醇，然后再发挥催化剂的化学作用，将烯烃氢基转化为顺式邻二醇。

过氧化氢在烯烃的氧化反应中要明确何时作为氧化剂发挥主要作用，何时作为催化剂发挥主要作用，将产生不同的有机化合物质，经过一系列的氧化和催化完成合成反应。

2.6 含氯、硫及磷等化合物的氧化反应

含氯化合物在过氧化氢条件的支持下，常与胺系列化合物完成有机化工合成，所得合成物质是硝基、亚硝基类化合物等，可以应用到各类生产行业的污水处理方面，消除污水中的各类有机污染物，使得污水排放达到环保标准，降低对自然环境的污染危害，起到净化大气层环境的保护作用。

含硫化合物参与氧化反应中的化学表现较不稳定，在过氧化氢条件下，常见所得合成物质亚砜类化合物。比如硫酸与过氧化氢共同参与完成化学反应，可以生成亚砜类化合物；硫醚类化合物也能够在过氧化氢的氧化反应中生成亚砜类化合物。另外在酸性介质中，甲酸盐可以经过化学氧化反应后作为杀虫剂的生产原材料，所得合成物为一类二硫化合物。

含磷化合物与过氧化氢参与化学反应时，在碱性介质中，含磷化合物能够经过过氧化氢产生耦合反应，所得产物为烯烃类化合物，可以用于生产胡萝卜素，能够有效促进烯烃类化合物在有机化工合成中的技术应用。

3 结语

在有机化工合成中的过氧化氢具体应用是根据不同化学反应的具体表现展开研究，结合现代化化学技术在有机化工合成中的实践应用，将过氧化氢作为主要化合物拓展化工生产渠道。同时大部分化工生产领域从生产环境、生产技术、生产设备等方面都在不断优化，为过氧化氢的化学合成反应创造更加便利的生产条件，在确保生产安全的前提下对不同化学合成反应进行灵活性的创新应用，开拓过氧化氢的应用新价值。