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        探討有機化工合成應(yīng)用過氧化氫的技術(shù)

        2020-10-21 15:31:37孟維成
        名城繪 2020年1期
        關(guān)鍵詞:過氧化氫技術(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)該切實圍繞著各個基本環(huán)節(jié)和流程進行詳細管控,綜合提升其整體化工生產(chǎn)水平。在化工行業(yè)中,有機化工合成是比較關(guān)鍵的一個基本類型,這種有機化工合成反應(yīng)的運行需要確保其能夠選擇合理的材料進行控制,過氧化氫的應(yīng)用比較頻繁,在很多有機化工合成反應(yīng)中都能夠體現(xiàn)出較強作用效果,值得引起高度關(guān)注。

        關(guān)鍵詞:有機化工合成;過氧化氫;技術(shù)

        隨著我國化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程的推進,這讓人們慢慢認識到化學(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)。事實上,要想對化學(xué)污染進行治理,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)有機化工合成的實際需要來進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,屬于綠色的反應(yīng)試劑。隨著近幾年合成技術(shù)的改進,生產(chǎn)量提高,開始大量地應(yīng)用到有機化工生產(chǎn)中去。

        2有機化工合成應(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(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。

        2.2芳香烴+過氧化氫→酮、醛

        對于過氧化氫的實際運用來看,其最為突出的特點和價值就是氧化性能比較高,進而也就能夠?qū)崿F(xiàn)對于很多化學(xué)物質(zhì)的養(yǎng)護處理,比如芳香烴的養(yǎng)護處理中就可以借助于過氧化氫來實現(xiàn)。芳香烴氧化工作運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化合反應(yīng)過程中,其產(chǎn)物更是需要進行詳細把關(guān),了解其基本性能,促使其能夠形成理想的后續(xù)實際運用,比如羥基化以及氧化偶聯(lián)等,都需要進行詳細分析,將這些復(fù)合有機化合物的作用發(fā)揮到最大。在整個有機化工合成處理中,其往往還需要切實圍繞著過氧化氫材料的添加時機以及相關(guān)參數(shù)進行嚴格管控,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用,也需要進行詳細控制,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)出較強實效性,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(chǎn)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。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

        對于有機化工合成中過氧化氫材料的有效運用,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,進而促使其形成的新產(chǎn)物能夠具備更強的作用價值。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)大量的實踐應(yīng)用表明,過氧化氫能夠?qū)?、氮、硫的化合物進行氧化作用,然后生成相應(yīng)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(zhì);而在堿性環(huán)境中,將過氧化氫與含硫的化合物進行混合,同樣能夠發(fā)生氧化反應(yīng),然后生成出有機化合物硫醚,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,在進行有機化工合成的實際操作時,需要對H2O2的濃度進行很好的控制,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,并對溫度進行適當(dāng)調(diào)節(jié)從而確保反應(yīng)的安全性,對熱氣進行妥當(dāng)?shù)奶幚恚⑦M行轉(zhuǎn)移,確保過氧化氫反應(yīng)的穩(wěn)定性。然后就是在進行H2O2反應(yīng)時,會不可避免的與氧氣釋放、參與過程有聯(lián)系,需要進一步促進反應(yīng)的發(fā)生,采用惰性保護,并把握好有機溶劑的使用量,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),生成需要的有機化合物。

        參考文獻:

        [1]于東錦.有機化工合成中過氧化氫的應(yīng)用分析[J].化工管理,2018(06):76.

        [2]譚碩望.有機化工合成應(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:濟南金達藥化有限公司)

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