彭亮亮

中鹽江西蘭太化有限公司

過(guò)氧化氫在有機(jī)化工合成中的應(yīng)用剖析

彭亮亮

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過(guò)氧化氫是一種這有自身特性的物質(zhì)，他在適宜的溫度之下對(duì)化合物進(jìn)行有效的反應(yīng)，從而可以產(chǎn)生高純度與很強(qiáng)的專一性的氧化產(chǎn)物，在過(guò)氧化氫的有機(jī)化工合成應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，可以生成純凈無(wú)公害的水，并且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成不好的影響，得到了研究學(xué)界與有機(jī)化工合成領(lǐng)域的廣泛關(guān)注與運(yùn)用。在我國(guó)化工行業(yè)快速發(fā)展的形式下，過(guò)氧化氫運(yùn)用于有機(jī)化工合成的技術(shù)正在快速的發(fā)展，具有工程重要的實(shí)踐運(yùn)用價(jià)值與意義。

有機(jī)化工合成；應(yīng)用；過(guò)氧化氫；技術(shù)

前言

在我國(guó)化工產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的形式之下，人們意識(shí)到化學(xué)污染的治理難度與其不可逆的后果，為此，在環(huán)保綠色的社會(huì)可持續(xù)發(fā)展理念之下，綠色化學(xué)的概念應(yīng)運(yùn)而生，人們?cè)谥圃炫c使用化學(xué)產(chǎn)品的過(guò)程當(dāng)中，要避免使用有毒或者危險(xiǎn)性的試劑與溶劑，過(guò)氧化氫就成為了綠色化學(xué)中的最為重要的綠色化工產(chǎn)品，它運(yùn)用新型的反應(yīng)器，并且給予過(guò)程集成和強(qiáng)化的視角，將氫氧直接合成為過(guò)氧化氫的工藝和其他生產(chǎn)工藝相集成，從而來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)氧化氫在有機(jī)化工合成應(yīng)用當(dāng)中的安全性與環(huán)保性。

1、過(guò)氧化氫應(yīng)用概念分析

過(guò)氧化氫的化學(xué)式為H2O2，它在溶液的狀態(tài)下被稱為雙氧水。過(guò)氧化氫具有自身獨(dú)特的特性，它既具有氧化功能，同時(shí)還具有還原性能，可以當(dāng)作催化劑在化工合成中加以應(yīng)用。它在酸性介質(zhì)中的氧化性能強(qiáng)于在堿性介質(zhì)中的氧化性能；而恰恰相反，過(guò)氧化氫在堿性介質(zhì)中的還原性能強(qiáng)于在酸性介質(zhì)中的還原性能。

2、過(guò)氧化氫在有機(jī)化工合成中的實(shí)踐應(yīng)用分析

過(guò)氧化氫在有機(jī)合成的中的實(shí)踐應(yīng)用，自二十世紀(jì)九十年代開(kāi)始，就有一些綠色介質(zhì)如：臨界流體、氟相、離子液體等參與其中。過(guò)氧化氫在有機(jī)合成中的應(yīng)用有多種如：氧化反應(yīng)、羥基化反應(yīng)、氧鹵化反應(yīng)等，并從反應(yīng)起始物和目標(biāo)分子而言，可以應(yīng)用于如下有機(jī)物的合成過(guò)程：

2.1 過(guò)氧化氫在醇的氧化應(yīng)用

在醇系列的化工合成過(guò)程中，過(guò)氧化氫是必不可少的化學(xué)試劑，由于醇系列如：仲醇、脂肪族伯等產(chǎn)物，極易與過(guò)氧化氫試劑產(chǎn)生氧化反應(yīng)，因而應(yīng)用極為廣泛而重要。醇在過(guò)氧化氫的合成作用之下，便會(huì)生成羥基化合物，形成良好的循環(huán)狀態(tài)。然而，醇的氧化與其他化合物不同，在鎢、錳、硒的化合物之中，醇系列產(chǎn)物起到了“催化劑”的作用。甲醇是常用的醇系列產(chǎn)物，它在光照的條件下，可以生成乙二醇。由此可見(jiàn)，醇系列的氧化反應(yīng)有其常見(jiàn)性和特殊性，需要在化工生產(chǎn)中加以嚴(yán)格而有效的控制，使其產(chǎn)品與市場(chǎng)的安全標(biāo)準(zhǔn)相契合。

2.2 過(guò)氧化氫在烯烴的氧化應(yīng)用

在氧化反應(yīng)之中，由于鎢酸的作用，過(guò)氧化氫對(duì)鏈烯的氧化，可以開(kāi)環(huán)生成鄰二醇，隨后在催化的反應(yīng)作用條件下，過(guò)氧化氫又將烯烴輕基化，使之成為順式鄰二醇，在這個(gè)反應(yīng)中，過(guò)氧化氫對(duì)鏈烯具有立體的選擇性，當(dāng)生成順式鄰二醇之后，如果條件充足，鄰二醇還可以被進(jìn)一步氧化，生成酮和醛式酸，實(shí)現(xiàn)對(duì)植物生長(zhǎng)的合理調(diào)節(jié)，并可以廣泛應(yīng)用于對(duì)芳香醛的制備生產(chǎn)過(guò)程之中。如：茴香腦制茴香醛。

2.3 過(guò)氧化氫在芳香烴中的氧化應(yīng)用

在金屬離子存在的前提下，過(guò)氧化氫可以與芳香化合物在氧化環(huán)境內(nèi)，產(chǎn)生極為劇烈的反應(yīng)，其反應(yīng)后生成的產(chǎn)物錯(cuò)綜復(fù)雜，具有較強(qiáng)的特殊性，這些反應(yīng)后生成的產(chǎn)物主要有氧化偶聯(lián)、羥基化、支鏈氧化等混合物。在化工企業(yè)的冬麥制備芳香烴產(chǎn)品的過(guò)程之中，如果需要在制備條件具備的條件下，獲得最好的產(chǎn)品，就需要使過(guò)氧化氫與芳香烴產(chǎn)物充分結(jié)合，具體的方法是先利用鈷鹽、鐵實(shí)現(xiàn)催化作用，在過(guò)氧化氫參與的條件下，與20%～30%的苯酚產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)；隨后，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)終止之后，即會(huì)生成70%～80%的鄰苯二酚。這種化學(xué)反應(yīng)極為迅速，也可以獲得較多的合成產(chǎn)物。另外，在乙酸存在的條件前提下，過(guò)氧化氫可以與芳香烴反應(yīng)，使芳香烴物質(zhì)的側(cè)鏈與過(guò)氧化氫產(chǎn)生氧化反應(yīng)，生成酮、醛的化學(xué)反應(yīng)，具有極為重要的工業(yè)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

2.4 過(guò)氧化氫在羥基化合物中的氧化應(yīng)用

醛是相較于醇而言的更易被過(guò)氧化氫氧化的化合物，它可以在缺少催化劑的環(huán)境下，與過(guò)氧化氫發(fā)生反應(yīng)作用而被氧化，并生成羥酸。但是，醛與醇不同的一點(diǎn)在于，芳香醛物質(zhì)是極為特殊的物質(zhì)，它在堿性環(huán)境下可以與過(guò)氧化氫產(chǎn)生“達(dá)金反應(yīng)”，在這個(gè)環(huán)境作用下所生成的甲酸酯會(huì)在水的溶解下，得到比原料少一個(gè)碳的酚。它在酸性環(huán)境下，可以與過(guò)氧化氫產(chǎn)生反應(yīng)，對(duì)環(huán)酮進(jìn)行反應(yīng)處理，生成二聚環(huán)烷和三聚環(huán)烷的過(guò)氧化物，在對(duì)其進(jìn)行加熱和分解之后，又可以生成大環(huán)烷烴和內(nèi)酯，這是制備大環(huán)化合物的重要方法，但是產(chǎn)率較低。

另外，在酸催化的條件前提下，羥酸可以與過(guò)氧化氫產(chǎn)生反應(yīng)，生成過(guò)氧酸，并且在反應(yīng)過(guò)程中一旦產(chǎn)生酸，則會(huì)迅速與反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)。這種過(guò)氧酸具有比過(guò)氧化氫更為優(yōu)良的氧化作用。

2.5 過(guò)氧化氫在含磷、氮、硫化合物中的氧化應(yīng)用

在堿性存在的條件前提下，含磷、氮、硫的化合物與會(huì)過(guò)氧化氫產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，得到產(chǎn)率較高的硫醚，硫醚還可以被氧化為亞砜或砜，在氧化反應(yīng)中生成的二硫代氨基甲酸鹽與過(guò)氧化氫發(fā)生反應(yīng)，便會(huì)生成四烷基秋蘭姆化二硫。硫醇、胺在與過(guò)氧化氫的氧化反應(yīng)之下，可以發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，這種氧化反應(yīng)通常用于制備炎黃酰胺。

3、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，過(guò)氧化氫在有機(jī)化工合成當(dāng)中具有不可或缺的重要作用，它作為一種氧化劑，可以運(yùn)用在醇、烯烴、芳香烴、羥基、酮等化合物當(dāng)中，從而來(lái)拓寬在有機(jī)化工合成當(dāng)中的運(yùn)用范圍，并且有效改善過(guò)氧化氫的性能，還能在氧化反應(yīng)的作用下，可以保障化學(xué)有機(jī)合成過(guò)程的環(huán)保性與安全性，從而充分倡導(dǎo)與踐行了綠色化學(xué)的理念，是一種清潔與環(huán)保的化學(xué)物質(zhì)，對(duì)于我國(guó)的綠色化學(xué)反應(yīng)與清潔生產(chǎn)具有不可代替的作用與意義。

[1]虞超.選擇性綠色催化氧化硝基甲苯[D].南京理工大學(xué),2014.

[2]祝楊飛.鄰硝基苯甲醛的合成工藝研究[D].南京理工大學(xué),2010.

[3]孫偉民.有機(jī)化工合成中過(guò)氧化氫的應(yīng)用芻議[J].化工管理,2015(19).

[4]劉洋,曾慶樂(lè),唐紅艷,等.綠色化學(xué)試劑過(guò)氧化氫在有機(jī)合成中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].有機(jī)化學(xué),2011(7).