有机化工合成中过氧化氢的应用

有机化工合成中过氧化氢的应用

董军辉

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摘要：目前,在有机及化学工程中的反应中,过氧化氢的运用已经非常普遍,比如在对芳香烃的氧化过程、轮烯的臭氧化开环过程以及对氧负离子化合物的氧化反应中均发挥了关键性作用,有很大的现实意义。过氧化氢是当前许多有机化工制备过程中不容忽视的关键元素,想要使得过氧化氢真正显示出它的应用价值,必须切实围绕着各个主要反应过程加以严格把关,仔细掌握化学的参数要求,防止可能产生的各种危险问题。

关键字:有机化工;合成;生产过氧化氢;

引言

石油化工领域可以说是当前中国经济社会发展中不容忽视的重要环节,它在许多方面都显示出了较为理想的作用效应,需要切实围绕着各个基本环节和过程实施详细控制,综合提高其整个石油化工制造技术水平。在化学工业中,有机化学工业合成是较为重要的一种基本类型,这种对有机化学工业合成反应的操作必须保证,它可以选用合适的材料并加以控制,过氧化氢的使用也较为频繁,在许多有机化学工业合成反应中均可以表现出较强的作用效应,因此应该受到高度重视。

一、过氧化氢应用概念分析

过氧化氢的化工式是H2O2,因此它在水溶液的情况下又称为双氧水。过氧化氢也有着自己特殊的功能,它不但具备抗氧化作用,而且还产生了还原性能,可作为催化剂在化工的领域得到了广泛应用。它在强酸介质中的抗氧化能力大于在碱类介质中的抗氧化能力;但相反,过氧化氢在碱类介质中的还原作用能大于在强酸介质中的还原作用能。

过氧化氢的氧化反应或还原反应后,就可以得到毫无危害、没有毒性的水和空气,可以说,是一个非常完美的绿色化学反应试剂。它在大自然中的植物和动物中也只有极少数的存在,例如:放屁甲虫。而过氧化氢最初也是通过用硝酸酸化的氧化钡生产而来,但随着人类社会的前进与发展,过氧化氢的世界生产能力现已达到了220万吨,同时其方式也已变为利用杂原子自氧化法(AO)生产。另外也有利用酸处理后的碳载体Au—Pd纳米催化剂催化O2和H2,也能进行制取过氧化氢,这些新方法都十分实用,而且也很好的规避了传统杂原子自氧化方法的环境污染大、消耗资源多的劣势。

在用氢氧直接制备过氧化氢的反应中,又有许多新的反应器的加入,这种全新的反应器,大大提高了制备反应的可靠性和能力。其中主要包括有:（1）膜催化反应器技术。这些致密无机薄膜,还能够把储氢材料的好氧活化成原子之间结合态或离子态,从而增加了化学反应的选择性,同时在无机薄膜的完全隔离情况下,使易燃易爆的反应物可以在薄膜的二端直接进料,这样就大大提高了化学反应的安全性。(2)介质阻隔释放的反应器。一种较新颖的介质阻隔释放方法,是通过将在释放区域中的绝缘介质的空气释放,从而将绝缘介质包覆在阴极上,在放电电极中施加到一定大的电流之后,阴极内的空气便会被穿透,从而形成了介质阻隔电流。(3)微通道反应器。这些较先进的反应器具备了优异的传热特性,因为其微通路的带宽和进深都较小,化学反应物能够在空气流动时迅速、完全的混合;合成过程使用的合成物质的数量也较低,因此对于昂贵、毒性高的人工合成物质的使用大幅度下降,对环境的危害程度也相应降低,从而奠定了环境友好工程综合应用的发展基础;在持续流动的模式下进行反应过程,则能够更有效的减少了反应物的反应时间。

二、过氧化氢的具体应用

2.1醇的实际应用

在醇系列的化学制备工程中,过氧化氢主要具有形成强氧化环境的功能,也是一个不可或缺的化学试剂,可作为合成的主要介质。并且醇系列还与其他的有机物都有本质的差异,能够在过氧化氢溶液的条件下可以比较方便的进行氧化反应,以便使整个氧化过程都能够在进行一个相对有序的环境里面进行。又比如说,如果可以把过氧化氢应用在乙酰丙胺当中,再通过适当的光照环境,可以充分发挥过氧化氢的分解功能,进一步提高了乙二醇的质量,从而可以使得产品达到很安全的反应阶段,对产品加以良好管理。

2.3芳香烃的实际应用

在芬芳烃的强氧化环境中与过氧化氢的反应速度特别剧烈,而且在这种化学反应中还需要有金属分子的加入,在化学反应过后生成了复杂的芬芳烃产品,因此后期的生产管理的难度也很大,带有一定重复性。在开展工业合成产品时,对芳香烃采用了氧化反应,将过氧化氢加入到当中,然后再与大于20%的酚类发生化学反应,因为它同属芳香物质,其侧链上也同时的得到了过氧化氢的氧化作用,进而得到了酮类等产物,充分的显示了H2O2在有机化学工业中合成的优越效果。

2.4羟基化合物的具体合成应用

羟基物质在有机化工的制备工作中具有很大的利用率和利用价值,对实际制备工作也有很大帮助,这主要是由于过氧化氢直接增加了氧负离子化合物的氧化速度,从而导致有机化学工业中制备的效率也提高,从而使得化学反应中生成的效率也大大地提高。羟基衍生物在完成抗氧化反映的过程中,在强过氧化氢影响下能够保持良好的抗氧化能力。例如在羟基衍生物中的芳香醛,有着相当的特点,在强碱性的条件中和过氧化氢发生反应速度,就可以得到甲酸,所以使它大量地使用在化学产品中去。

2.5过氧化氢在含磷、氮、硫物质中的氧化过程

在强碱式有一定的要求情况下,含有磷、氮、硫的物质与会过氧化氢形成化学反映,获得了生产性能较好的硫醚,但硫醚也可能被氧化物成亚磷或砜,由在氧化过程中所获得的二硫代官能团胺甲酸盐和过氧化氢进行反映,就可获得四烷基秋兰姆化二硫。硫醇、胺等在和过氧化氢的氧化反应速度下面,也能够进行偶联化学反应,而这些抗氧化反应速度通常用来生产炎黄酰胺。

卤化反应

一般情况下,假若仅仅用催化剂的作用来对芳香烃与卤族元素进行结合得到了芳香烃的卤化物,那么卤族元素的利用率就会大打折扣,因为当中很多的卤族元素都由于得到了卤族元素的氢化物而破坏掉,不过如果说芳香烃的卤化反应过程是在过氧化氢的参加下完成的,在化学反应进程中所得到的卤族元素的氢化物也会被过氧化氢氧化,这样就大大提高了卤族元素的利用率。

2.2烯烃的应用

在进行有机化学工业合成时,过氧化氢充分发挥了钨酸的先天条件,首先进行长链烃氧化过程,而后以开环式经化学反应得到型邻二醇,在过氧化氢的再一个催化作用下使之转变为顺型邻二醇。但必须先与其他类型的催化剂按照按规定的配比混匀之后再加以应用

结束语

从上表可以得知,过氧化氢在有机化工制备中有着不能缺少的巨大作用,它是一个氧化剂,能够广泛应用在醇、烯烃、芳香烃、过氧负离子、黄酮类物质等当中,进而扩大了在有机化学工业制备中的使用领域,提高了过氧化氢的化学稳定性,同时在环境氧化反应作用下,能够实现在环境有机合成中的高安全度和安全性,从而有力的提出并实践了环保化工的概念,是一个清洁、绿色、环保型的化学品,对当前的环境化学反应研究和清洁制造中有着无法取代的巨大意义和作用。在有机化学工业生产制备中的过氧化氢具体运用是指针对不同基本类别的具体表现进行深入研究,并根据现代化化学工程技术在有机化学工业生产制备中的实际运用情况,将过氧化氢作为主要物质以拓展化工产品渠道。同时,整个化工制造领域在生产环境、制造技术、生产装置等方面都在进一步优化,为过氧化氢的化学合成反应提供了更为便捷的制造条件,在保证产品安全性的前提下对不同化能合反应做出更灵活多样的创造应用,从而打造了过氧化氢的使用创新价值。

参考文献

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