摘要：过氧化氢是一种具有自身特性的产品，它在适宜的温度之下对化合物进行反应，可以产生高纯度、极强的专一性的氧化产物，在过氧化氢的有机化工合成应用过程中，可以生成纯净无公害的水，而且不会对环境造成恶性不良影响，得到了研究学界和有机化工合成领域的普遍关注和广泛的应用。在我国化工行业快速发展的态势下，过氧化氢应用于有机化工合成的技术正在不断成熟和先进，具有极为重要的实践应用价值和意义。
关键词：有机化工合成；应用；过氧化氢；技术
在我国化工产业快速发展的形势之下，人们意识到化学污染的治理难度及其不可逆的后果，为此，在环保绿色的社会可持续发展理念之下，绿色化学的概念应运而生，人们在制造和应用化学产品的过程中，要避免使用有毒或危险性的试剂和溶剂，过氧化氢就成为了绿色化学中的极为重要的绿色化工产品，它运用新型的反应器，并基于过程集成与强化的视角，将氢氧直接合成过氧化氢的工艺与其他生产工艺相集成，从而实现了过氧化氢在有机化工合成应用中的安全性和环保性。
1过氧化氢应用概念分析
过氧化氢的化学式为H2O2，它在溶液的状态下被称为双氧水。过氧化氢具有自身独特的特性，它既具有氧化功能，同时还具有还原性能，可以当作催化剂在化工合成中加以应用。它在酸性介质中的氧化性能强于在碱性介质中的氧化性能；而恰恰相反，过氧化氢在碱性介质中的还原性能强于在酸性介质中的还原性能。过氧化氢的分子结构如下图所示：过氧化氢的氧化反应或还原反应，都会生成没有污染、没有毒性的水和氧气，可以说，是一种极为理想的绿色化学反应试剂。它在自然界中的植物和动物之中有少量的存在，如：放屁甲虫。过氧化氢最早是采用硝酸酸化过氧化钡制备而成，随着时代的进步和发展，过氧化氢的全球产量已经超过了220万吨，并且其制备方法也改为蒽醌自氧化法（AO）制备。还有采用酸处理的碳载体Au—Pd纳米催化剂催化O2和H2，即可以直接合成过氧化氢，这种新型方式极为经济，也较好地避免了蒽醌自氧化法的污染大、能耗高的劣势。随着过氧化氢的绿色化特性的不断实现，普遍性地应用于社会各个领域，如：纺织、造纸、电子、卫生、军工等。在过氧化氢中的催化活性组分，主要表现为：（1）Pd基催化剂。它在氢气和氧化的直接合成过氧化氢的技术运用中，极为普遍。相较而言，单金属Pd催化剂则无法获得这种高选择性和高产率的过氧化氢。这种Pd基催化剂掺杂有第二金属活性组分，如：Pt、Ce、La、Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Zn、Cd、Cu等，这些不同的第二金属组份可以极大地提升Pd催化剂的活性，但是对催化剂活性的影响却不尽相同。（2）Au基催化剂。Au催化剂对于氢氧直接合成过氧化氢的过程，具有一定的活性影响。如：SiO2—Al2O3、Al2O3、ZnO、MgO等载体，都可以产生对过氧化氢的催化活性影响。在氢氧直接合成过氧化氢的反应中，还有诸多新型的反应器的参与，这些新型的反应器，极大地提高了合成反应的安全性和生产能力。它们主要包括有：（1）膜催化反应器。在这种新型的膜催化反应器之中，主要是由膜分离技术和催化反应技术合成，在这个新型的反应器之中，可以使反应物选择性地穿透膜，进入到反应区内，实现对某一反应物或产物的浓度调节。这种致密无机膜还可以将氢气和氧气活化为原子态或离子态，提高反应的选择性，并在无机膜的隔离作用之下，使易燃易爆的反应物从膜的两侧进料，从而极大地提高了反应的安全性。（2）介质阻挡放电型反应器。这种新型的介质阻挡放电，是指在放电区域内插入绝缘介质的气体放电，并使绝缘介质覆盖于电极之上，当放电电极间施加有足够高的电压时，电极间的气体就会被击穿，而生成介质阻挡电压。（3）微通道反应器。这种新型的反应器具有良好的传热性能，由于其微通道的宽度和深度较小，反应物可以在流动中快速、充分地融合；合成反应中的反应物的用量也较少，对于昂贵、有毒的反应物的用量大量减少，对环境的污染也随之减少，提供了环境友好合成研究的技术平台；在连续流动的方式下实现反应过程，可以精准地控制反应物的反应时间。尤其适应用于异常激烈的合成反应，可以较好地规避爆炸的风险。
2过氧化氢人名反应简述
2.1过氧化氢的Fenton反应这种反应是在过氧化氢和亚铁盐的条件下，将α—羟基酸氧化为α—酮酸、1，2—乙二醇氧化为羟基醛。其化学反应式如下所示：2.2过氧化氢的Ruff—Fenton降解反应这种反应可以应用于糖类的减链或脱羧，将过氧化氢、铁盐与醛糖酸进行反应，可以得到减少了一个羧基的醛糖。其化学反应式如下所示：2.3过氧化氢的Baeyer—Villiger氧化反应这种反应可酮或环酮转化成酯或内酯，这种合成反应要在过酸下实现。其化学反应式如下所示：2.4过氧化氢的Harries臭氧化反应这种反应将烯烃双键断开，并在还原条件下获得醇或羰基化合物；在氧化条件下获得羧酸和酮。其化学反应式如下所示：2.5过氧化氢的Dakin氧化反应这种反应是在碱性过氧化氢的存在前提下，将芳甲基醛或酮氧化转变成酚。它的化学反应式如下所示：2.6过氧化氢的Algar—Flynn—Oyamada反应这种反应可以在碱性过氧经氢的氧化反应条件下，将2—羟基查尔酮转变为2—芳基—3—羟基四氢苯并吡喃—4—酮。其化学反应式如下所示：2.7过氧化氢的Milas烯烃羟基化反应这种反应是指烯烃在紫外光的照射下、钒或铬氧化物的催化条件下，被过氧化氢氧化，转变为顺式邻二醇。其化学反应式如下所示：2.8过氧化氢的Baudisch反应这种反应是在过氧化氢和铜盐的存在条件前提下，将苯转化得到邻位亚硝基苯酚。其化学反应式如下所示：2.9过氧化氢的Brown硼氢化反应这种反应属于烯的硼氢化—氧化反应，通常应用于醇的化工合成。其化学反应式如下：由上可知，过氧化氢的有机合成人名反应，应用极其广泛，具有极为重要的研究价值和意义。
3过氧化氢在有机化工合成中的实践应用分析
过氧化氢在有机合成的中的实践应用，自二十世纪九十年代开始，就有一些绿色介质如：临界流体、氟相、离子液体等参与其中。过氧化氢在有机合成中的应用有多种如：氧化反应、羟基化反应、氧卤化反应等，并从反应起始物和目标分子而言，可以应用于如下有机物的合成过程：（1）过氧化氢在醇的氧化应用在醇系列的化工合成过程中，过氧化氢是必不可少的化学试剂，由于醇系列如：仲醇、脂肪族伯等产物，极易与过氧化氢试剂产生氧化反应，因而应用极为广泛而重要。醇在过氧化氢的合成作用之下，便会生成羟基化合物，形成良好的循环状态。然而，醇的氧化与其他化合物不同，在钨、锰、硒的化合物之中，醇系列产物起到了“催化剂”的作用。甲醇是常用的醇系列产物，它在光照的条件下，可以生成乙二醇。由此可见，醇系列的氧化反应有其常见性和特殊性，需要在化工生产中加以严格而有效的控制，使其产品与市场的安全标准相契合。（2）过氧化氢在烯烃的氧化应用过氧化氢在烯烃中的氧化应用也是极为常见的类型。在不同的反应条件前提下，过氧化氢可以实现对烯烃的氧化，生成类型不同的混合物，在反应过程中使用催化剂，则可以对氧化反应条件实施有效的控制，使烯烃在过氧化氢的反应作用下，转变为环氧化物。然而，对于分子量较大的烯烃来说，其氧化反应又有所不同，烯烃要与钨酸盐、磷酸盐、转移催化剂按照1：2：1的比例，加以混合反应。在这个反应过程中，转移催化剂主要是采用常见的甲级三辛基氯化铵的环氧化催化剂。在这个氧化反应中，由于长链不饱和脂肪酸酯的环氧化物是塑料的增塑剂，因而显现出氧化反应的重要性。在氧化反应之中，由于钨酸的作用，过氧化氢对链烯的氧化，可以开环生成邻二醇，随后在催化的反应作用条件下，过氧化氢又将烯烃轻基化，使之成为顺式邻二醇，在这个反应中，过氧化氢对链烯具有立体的选择性，当生成顺式邻二醇之后，如果条件充足，邻二醇还可以被进一步氧化，生成酮和醛式酸，实现对植物生长的合理调节，并可以广泛应用于对芳香醛的制备生产过程之中。如：茴香脑制茴香醛。（3）过氧化氢在芳香烃中的氧化应用在金属离子存在的前提下，过氧化氢可以与芳香化合物在氧化环境内，产生极为剧烈的反应，其反应后生成的产物错综复杂，具有较强的特殊性，这些反应后生成的产物主要有氧化偶联、羟基化、支链氧化等混合物。在化工企业的冬麦制备芳香烃产品的过程之中，如果需要在制备条件具备的条件下，获得最好的产品，就需要使过氧化氢与芳香烃产物充分结合，具体的方法是先利用钴盐、铁实现催化作用，在过氧化氢参与的条件下，与20%～30%的苯酚产生化学反应；随后，当化学反应终止之后，即会生成70%～80%的邻苯二酚。这种化学反应极为迅速，也可以获得较多的合成产物。另外，在乙酸存在的条件前提下，过氧化氢可以与芳香烃反应，使芳香烃物质的侧链与过氧化氢产生氧化反应，生成酮、醛的化学反应，具有极为重要的工业价值和现实意义。（4）过氧化氢在羟基化合物中的氧化应用醛是相较于醇而言的更易被过氧化氢氧化的化合物，它可以在缺少催化剂的环境下，与过氧化氢发生反应作用而被氧化，并生成羟酸。但是，醛与醇不同的一点在于，芳香醛物质是极为特殊的物质，它在碱性环境下可以与过氧化氢产生“达金反应”，在这个环境作用下所生成的甲酸酯会在水的溶解下，得到比原料少一个碳的酚。它在酸性环境下，可以与过氧化氢产生反应，对环酮进行反应处理，生成二聚环烷和三聚环烷的过氧化物，在对其进行加热和分解之后，又可以生成大环烷烃和内酯，这是制备大环化合物的重要方法，但是产率较低。另外，在酸催化的条件前提下，羟酸可以与过氧化氢产生反应，生成过氧酸，并且在反应过程中一旦产生酸，则会迅速与反应物发生反应。这种过氧酸具有比过氧化氢更为优良的氧化作用。（5）过氧化氢在含磷、氮、硫化合物中的氧化应用在碱性存在的条件前提下，含磷、氮、硫的化合物与会过氧化氢产生化学反应，得到产率较高的硫醚，硫醚还可以被氧化为亚砜或砜，在氧化反应中生成的二硫代氨基甲酸盐与过氧化氢发生反应，便会生成四烷基秋兰姆化二硫。硫醇、胺在与过氧化氢的氧化反应之下，可以发生偶联反应，这种氧化反应通常用于制备炎黄酰胺。
4结束语
由上可知，过氧化氢在有机化工合成中具有不可缺少的重要功效，它作为一种氧化剂，可以应用于醇、烯烃、芳香烃、羟基、酮等化合物之中，从而拓宽在有机化工合成中的应用范围，改善过氧化氢的性能，并且在氧化反应作用之下，可以确保化学有机合成过程的环保性和安全性，充分地倡导和践行了绿色化学的理念，是一种清洁、绿色、环保的化外文经济期刊学物质，甘肃职称对于我国的绿色化学反应和清洁生产具有不可替代的重要价值和意义。
作者：沈寒晰 单位：陕西省石油化工研究设计院
