有机过氧化物
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有机过氧化物
有机过氧化物是含有过氧化物官能团(ROOR’)的有机化合物。如果R’是氢,则这些化合物称为氢过氧化物,在该文章中进行了讨论。过酸酯是酯的过氧类似物并且具有一般结构RC(O)OOR。过氧化物的O-O键很容易断裂,产生RO•形式的自由基(点代表未配对的电子)。因此,有机过氧化物可用作某些类型聚合的引发剂,例如玻璃增强塑料中使用的环氧树脂。MEKP和过氧化苯甲酰通常用于此目的。然而,同样的性质也意味着有机过氧化物可以有意或无意地在具有不饱和化学键的材料中引发爆炸性聚合,这一过程已用于炸药。有机过氧化物,
有机过氧化物的种类
有机过氧化物的主要类别包括:
- 氢过氧化物,具有官能团ROOH(R=烷基)的化合物。
- 过氧酸和酯,具有RC(O)OOH和RC(O)OOR’(R,R’=烷基、芳基)官能团的化合物。
- 二酰基过氧化物,具有官能团RC(O)OOC(O)R(R=烷基,芳基)的化合物。
- 二烷基过氧化物,具有ROOR(R=烷基)官能团的化合物。
这些化合物在自然界中存在或可用于商业环境。还有其他更专业的过氧化合物是已知的。
有机过氧化物的特性
过氧化物中的O-O键长约为1.45Å,R-O-O角(R=H,C)约为110°(类水)。典型地,C−O−O−R(R=H,C)二面角约为120°。O-O键相对较弱,键解离能为45-50kcal/mol(190-210kJ/mol),不到C-C、C-H和C-O键强度的一半。
生物学
过氧化物在生物学中发挥着重要作用。生物降解或老化的许多方面都归因于由空气中的氧气形成的过氧化物的形成和衰变。对抗这些影响的是一系列生物和人工抗氧化剂。已知有数百种过氧化物和氢过氧化物衍生自脂肪酸、类固醇和萜烯。脂肪酸形成许多1,2-二恶烯。前列腺素的生物合成通过内过氧化物(一类双环过氧化物)进行。在萤火虫中,由萤光素酶催化的萤光素氧化产生过氧化合物1,2-二氧杂环丁烷。二氧杂环丁烷不稳定,会自发衰变为二氧化碳和激发的酮,它们通过发光(生物发光)释放多余的能量。
工业用途
准备
二烷基硫酸盐与碱性过氧化氢反应。该方法还可以产生环状过氧化物。四元二氧杂环丁烷可以通过氧与烯烃的2+2环加成得到。
反应
安全
过氧化物也是强氧化剂,很容易与皮肤、棉花和木浆发生反应。出于安全原因,过氧化物储存在凉爽、不透明的容器中,因为加热和光照会加速它们的化学反应。使用还原剂如硫酸铁(II)中和从储存或反应容器中出现的少量过氧化物。生产大量过氧化物的工厂的安全措施包括:1)设备位于钢筋混凝土结构内,带有铝箔窗,在发生爆炸时可以释放压力,不会碎裂。2)产品装在小容器中,合成后及时移至阴凉处。3)容器由不锈钢、一些铝合金或深色玻璃等非反应性材料制成。为了安全处理浓缩的有机过氧化物,一个重要的参数是样品的温度,它应保持在化合物的自加速分解温度以下。有机过氧化物的运输受到限制。美国交通部根据材料的浓度和物理状态在49CFR172.101危险材料表中列出了有机过氧化物运输限制和禁用材料: