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摘要:由于过氧化氢自身具有比较特殊的特点,因此在条件温和的情况下能够获得纯度比较高、专一性比较强、产量比较大的氧化产物。在反应过程中不仅能够生成干净无害的水,而且其在反应中产生的其他化合物还不会对环境造成不良影响,因此在有机化合成中,过氧化氢得到了广泛地应用。本文就此展开了论述,以供参阅。
关键词:有机化工合成;应用;过氧化氢;技术
化工行业可以说是当前我国社会发展中必不可少的重要环节,其在很多方面都表现出了较为理想的作用效果,应该切实围绕着各个基本环节和流程进行详细管控,综合提升其整体化工生产水平。在化工行业中,有机化工合成是比较关键的一个基本类型,这种有机化工合成反应的运行需要确保其能够选择合理的材料进行控制,过氧化氢的应用比较频繁,在很多有机化工合成反应中都能够体现出较强作用效果,值得引起高度关注。
1过氧化氢的基础概念
过氧化氢的化学式为H2O2,在液态下被称作双氧水。因为过氧化氢分子的独特性,决定其具有氧化的功能作用,并且还具有还原性,可以当成催化剂来使用。并且由有机化工所合成的过氧化氢,在碱性介质中的氧化性要稍微弱于酸性介质;但是过氧化氢在碱性介质中的还原性要明显优于在酸性介质中的还原性,所以根据有机化工合成的实际需要来进行过氧化氢的具体应用。由于过氧化氢具有无污染性,能经氧化和还原反应生成没有任何毒性的水和氧气等特点,属于绿色的反应试剂。随着近几年合成技术的改进,生产量提高,开始大量地应用到有机化工生产中去。
2过氧化氢在有机化工合成中的实践应用
2.1芳香烃氧化
在金属离子存在的情况下,过氧化氢能够与芳香化合物质产生强烈的反应,但是反应出来的产物具有很大的复杂性,主要包括有氧化偶联、羟基化、支链氧化等产物的混合物。例如,一个已经工业化并且具备一定制备价值反应为,在钴盐和铁的催化下,过氧化氢会与超过20%左右的苯酚产生化学反应,并生成70%左右的领苯二酚。过氧化氢与芳烃在乙酸中会产生出一种有效而清洁的制备法,并且还使得芳香化合物的侧链能够在过氧化氢中被氧化,生成酮、醛等反应,从而具有较高的工业应用价值。
2.2羟基化合物
过氧化氢在有机化工合成中的运用还能够在羟基化合物相关氧化反应中得到较好体现,其氧化效果较为明显,并且能够体现出较为理想的实用性,在工业生产以及人们日常生活中,都能够得到较为突出的体现。在具体有机化工合成生产过程中,羟基化合物的氧化和过氧化氢的匹配性是比较高的,能够实现对于原有化工合成中各类问题的有效规避,进而提升其高效性和准确性,有效解决可能存在的一些反应隐患。当然,对于具体羟基化合物的氧化处理,同样也需要关注于醛和醇的差异性,结合其具体化工反应需求进行分析,保障过氧化氢的添加能够具备更强的反应效率,能够促使氧化反应较为彻底,提升最终产物的纯度,对于后续实际运用也需要进行详细检测,避免其形成明显的威胁。
2.3醇氧化
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。
2.4烯烃氧化
过氧化氢在烯烃的氧化反应中则有着不同的重要性,且烯烃的应用在有机化工生产中属于重中之重,对其应用情况进行分析:在大分子的烯烃物质之中,过氧化氢主要是作为一种催化剂,且需要和其他种类的催化剂按照一定的比例混合后再进行使用,并设计好催化转移的环境。在进行有机化工合成时,过氧化氢充分发挥钨酸的先天条件,进行链烃氧化作用,然后开环经反应生成邻二醇,在过氧化氢的再一次催化作用下将其转化为顺式邻二醇。
3关于过氧化氢应用的安全建议
随着有机化工合成的成绩不断提升,国内针对化工行业的重视空前提升。过氧化氢是目前常用的化工原料,在氧化反应方面的作用相对突出。但是,由于过氧化氢本身的性质和氧化反应的特性,建议在今后的有机化工合成中,过氧化氢的应用需注意以卜几点安全问题:第一,过氧化氢浓度越高,就越易分解,其稳定性差,风险程度高。有文献报道,含量65%以上的过氧化氢自身就可以发生爆炸。所以在化工生产中使用的过氧化氢浓度尽可能要低。含量30%可以的就不要使用50%的。第二,使用到过氧化氢的反应一般都是过氧化或氧化反应,这些反应往往都易分解易放热,具有相当风险。所以在使用过程特别需要注意温度的控制和气体的释放风险,在进行后处理时需要使用还原剂进行去除反应体系的氧化性,再进行物料转移、升温等操作;第三,过氧化氢在应用过程中,因氧气的释放,很难进行有效的惰性保护。所以在进行此类反应中尽可能少使用有机溶剂,保持水的适当比例,以降低有机溶剂的爆炸极限。第四,过氧化氢的使用过程中,要尽可能避免与重金属进行接触。因重金属的存在使得过氧化物极不稳定,很容易使化学反应过程变得不可控。所以除非有特殊情况,应在过氧化氢的应用过程中,应尽量避免使用到重金属。最后,还需要注意其他的安全措施,如过氧化氢的转移中存在的风险,整个化学反应过程中的紧急释放系统设置,搅拌的转速,静电问题等等,这些若不加注意均可能引发安全事故。
4结束语
根据以上分析可以得知,在有机化工合成过程中,过氧化氢发挥着非常重要的功效,将其作为一种氧化剂,可以在芳香烃等化合物当中进行广泛的应用,继而让其在有机化工合成中的应用范围得到了有效的拓展,并对氧化氢的性能进行了明显的改善,而且可以让化学有机合成在氧化反应的作用下,有着更高的安全性和环保性,对绿色化学理念进行了最大程度的倡导和践行,此化学物质具有较高的清洁性,这对于我国清洁生产而言有着非常重要的作用和意义。
参考文献:
[1]杨冰.探讨有机化工合成應用过氧化氢的技术[J].山东工业技术.2018(08).
[2]谭硕望.有机化工合成应用过氧化氢的技术研究[J].当代化工研究.2017(12).
(作者单位:山东金城柯瑞化学有限公司)
关键词:有机化工合成;应用;过氧化氢;技术
化工行业可以说是当前我国社会发展中必不可少的重要环节,其在很多方面都表现出了较为理想的作用效果,应该切实围绕着各个基本环节和流程进行详细管控,综合提升其整体化工生产水平。在化工行业中,有机化工合成是比较关键的一个基本类型,这种有机化工合成反应的运行需要确保其能够选择合理的材料进行控制,过氧化氢的应用比较频繁,在很多有机化工合成反应中都能够体现出较强作用效果,值得引起高度关注。
1过氧化氢的基础概念
过氧化氢的化学式为H2O2,在液态下被称作双氧水。因为过氧化氢分子的独特性,决定其具有氧化的功能作用,并且还具有还原性,可以当成催化剂来使用。并且由有机化工所合成的过氧化氢,在碱性介质中的氧化性要稍微弱于酸性介质;但是过氧化氢在碱性介质中的还原性要明显优于在酸性介质中的还原性,所以根据有机化工合成的实际需要来进行过氧化氢的具体应用。由于过氧化氢具有无污染性,能经氧化和还原反应生成没有任何毒性的水和氧气等特点,属于绿色的反应试剂。随着近几年合成技术的改进,生产量提高,开始大量地应用到有机化工生产中去。
2过氧化氢在有机化工合成中的实践应用
2.1芳香烃氧化
在金属离子存在的情况下,过氧化氢能够与芳香化合物质产生强烈的反应,但是反应出来的产物具有很大的复杂性,主要包括有氧化偶联、羟基化、支链氧化等产物的混合物。例如,一个已经工业化并且具备一定制备价值反应为,在钴盐和铁的催化下,过氧化氢会与超过20%左右的苯酚产生化学反应,并生成70%左右的领苯二酚。过氧化氢与芳烃在乙酸中会产生出一种有效而清洁的制备法,并且还使得芳香化合物的侧链能够在过氧化氢中被氧化,生成酮、醛等反应,从而具有较高的工业应用价值。
2.2羟基化合物
过氧化氢在有机化工合成中的运用还能够在羟基化合物相关氧化反应中得到较好体现,其氧化效果较为明显,并且能够体现出较为理想的实用性,在工业生产以及人们日常生活中,都能够得到较为突出的体现。在具体有机化工合成生产过程中,羟基化合物的氧化和过氧化氢的匹配性是比较高的,能够实现对于原有化工合成中各类问题的有效规避,进而提升其高效性和准确性,有效解决可能存在的一些反应隐患。当然,对于具体羟基化合物的氧化处理,同样也需要关注于醛和醇的差异性,结合其具体化工反应需求进行分析,保障过氧化氢的添加能够具备更强的反应效率,能够促使氧化反应较为彻底,提升最终产物的纯度,对于后续实际运用也需要进行详细检测,避免其形成明显的威胁。
2.3醇氧化
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。
2.4烯烃氧化
过氧化氢在烯烃的氧化反应中则有着不同的重要性,且烯烃的应用在有机化工生产中属于重中之重,对其应用情况进行分析:在大分子的烯烃物质之中,过氧化氢主要是作为一种催化剂,且需要和其他种类的催化剂按照一定的比例混合后再进行使用,并设计好催化转移的环境。在进行有机化工合成时,过氧化氢充分发挥钨酸的先天条件,进行链烃氧化作用,然后开环经反应生成邻二醇,在过氧化氢的再一次催化作用下将其转化为顺式邻二醇。
3关于过氧化氢应用的安全建议
随着有机化工合成的成绩不断提升,国内针对化工行业的重视空前提升。过氧化氢是目前常用的化工原料,在氧化反应方面的作用相对突出。但是,由于过氧化氢本身的性质和氧化反应的特性,建议在今后的有机化工合成中,过氧化氢的应用需注意以卜几点安全问题:第一,过氧化氢浓度越高,就越易分解,其稳定性差,风险程度高。有文献报道,含量65%以上的过氧化氢自身就可以发生爆炸。所以在化工生产中使用的过氧化氢浓度尽可能要低。含量30%可以的就不要使用50%的。第二,使用到过氧化氢的反应一般都是过氧化或氧化反应,这些反应往往都易分解易放热,具有相当风险。所以在使用过程特别需要注意温度的控制和气体的释放风险,在进行后处理时需要使用还原剂进行去除反应体系的氧化性,再进行物料转移、升温等操作;第三,过氧化氢在应用过程中,因氧气的释放,很难进行有效的惰性保护。所以在进行此类反应中尽可能少使用有机溶剂,保持水的适当比例,以降低有机溶剂的爆炸极限。第四,过氧化氢的使用过程中,要尽可能避免与重金属进行接触。因重金属的存在使得过氧化物极不稳定,很容易使化学反应过程变得不可控。所以除非有特殊情况,应在过氧化氢的应用过程中,应尽量避免使用到重金属。最后,还需要注意其他的安全措施,如过氧化氢的转移中存在的风险,整个化学反应过程中的紧急释放系统设置,搅拌的转速,静电问题等等,这些若不加注意均可能引发安全事故。
4结束语
根据以上分析可以得知,在有机化工合成过程中,过氧化氢发挥着非常重要的功效,将其作为一种氧化剂,可以在芳香烃等化合物当中进行广泛的应用,继而让其在有机化工合成中的应用范围得到了有效的拓展,并对氧化氢的性能进行了明显的改善,而且可以让化学有机合成在氧化反应的作用下,有着更高的安全性和环保性,对绿色化学理念进行了最大程度的倡导和践行,此化学物质具有较高的清洁性,这对于我国清洁生产而言有着非常重要的作用和意义。
参考文献:
[1]杨冰.探讨有机化工合成應用过氧化氢的技术[J].山东工业技术.2018(08).
[2]谭硕望.有机化工合成应用过氧化氢的技术研究[J].当代化工研究.2017(12).
(作者单位:山东金城柯瑞化学有限公司)