過(guò)酸又稱(chēng)之為過(guò)氧酸（peroxy acid），是分子中含有過(guò)氧基 －O－O－ 的酸類(lèi)。過(guò)酸可以分為無(wú)機(jī)化合物過(guò)氧酸和有機(jī)過(guò)氧酸兩類(lèi)。過(guò)酸的氧化性很高，在有機(jī)氧化還原反應(yīng)中是一種常見(jiàn)的氧化劑。同時(shí)過(guò)酸也是很好的殺菌劑、化學(xué)消毒劑。
簡(jiǎn)介
過(guò)酸，溴化鉺為peracid，其不僅僅是一種酸性化合物，也是很好的氧化劑，氧化性能好。過(guò)酸也是殺菌劑、消毒劑，用于合成環(huán)氧化物和羥基化物等。生活中常見(jiàn)的84消毒液就有過(guò)酸的成分。過(guò)酸結(jié)構(gòu)中一般含有過(guò)氧（-O-O-）基團(tuán)。根據(jù)過(guò)酸的組成分類(lèi)，可以分為無(wú)機(jī)類(lèi)過(guò)酸和有機(jī)類(lèi)過(guò)酸。重要的有過(guò)二硫酸、過(guò)氧甲酸、過(guò)氧乙酸、過(guò)氧苯甲酸。在一定程度上我們也可以把過(guò)氧化氫當(dāng)成過(guò)酸。
無(wú)機(jī)過(guò)氧酸
過(guò)氧酸（鹽）主要由碳族、氮族和氧族元素的含氧酸（鹽）所衍生出。但周期表中，第三至第七族的許多元素皆能生成過(guò)氧酸或過(guò)氧酸鹽，包括硼、；碳、鍺、錫、鈦、鋯、鉿；氮、磷、、釩、、；硫、、、鉻、、鎢；錳等。
無(wú)機(jī)過(guò)氧酸（鹽）的一些例子有：
??過(guò)一硫酸（H2SO5）
??過(guò)二硫酸（H2S2O8）及其鹽類(lèi)
??過(guò)硝酸（HNO4）
??過(guò)一磷酸（H3PO5）
??過(guò)二磷酸（H4P2O8）
除過(guò)二硫酸外，大多數(shù)的過(guò)氧酸皆可由過(guò)氧化氫與相應(yīng)的正酸（或酸酐或其鹽）作用而制得。所有過(guò)氧酸或過(guò)氧酸鹽用硫酸進(jìn)行酸化時(shí)都能放出過(guò)氧化氫。
一個(gè)檢驗(yàn)過(guò)氧酸及其鹽的方法是 Riesenfeld 反應(yīng)，即用碳酸氫鈉把30%碘化鉀溶液的pH值調(diào)到 7.5～8，然后加入待測(cè)試液。若試液含有過(guò)氧酸或過(guò)氧酸鹽，則在條件下即將碘化鉀氧化為碘。
有機(jī)過(guò)酸
有機(jī)過(guò)氧酸一般是有機(jī)酸中的 －OH 被 －OOH 替換后形成的化合物，即過(guò)氧化氫中的一個(gè)氫原子被基所取代后形成的化合物。最常見(jiàn)的有機(jī)過(guò)氧酸是過(guò)氧羧酸，通式為 R-C(O)-O-OH。它又可大致分為脂肪族有機(jī)過(guò)氧酸以及芳香族和環(huán)狀有機(jī)過(guò)氧酸兩類(lèi)。
有機(jī)過(guò)氧酸的一些例子有：
??過(guò)氧丙酸
??過(guò)氧丁酸
??過(guò)氧異戊酸
??長(zhǎng)鏈過(guò)氧脂肪酸
??硝基過(guò)氧苯甲酸
??單過(guò)氧鄰苯二甲酸
制備方法及用途
1、脂肪族過(guò)氧酸最普遍和成熟的制備方法，是用30～98%濃度的過(guò)氧化氫與羧酸在酸催化下反應(yīng)制取。這個(gè)方法最早是由 D'Ans 等人在20世紀(jì)初為制備短鏈水溶性過(guò)氧酸而研制開(kāi)發(fā)的。水溶性羧酸在酸催化劑存在下，與過(guò)氧化氫充分混合即可得到相應(yīng)的過(guò)氧酸。酸性催化劑最好是硫酸或磺酸型陰離子交換樹(shù)脂，但酸性較強(qiáng)的羧酸如甲酸在不存在酸催化劑的條件下，也會(huì)很快與過(guò)氧化氫發(fā)生反應(yīng)。這是一個(gè)可逆反應(yīng)，工程上一般用真空共沸氣提方法將反應(yīng)產(chǎn)生的水帶走，使產(chǎn)率增高。有時(shí)也加入金屬失活劑或穩(wěn)定劑以減少過(guò)氧酸的分解。
對(duì)于芳香族過(guò)氧羧酸來(lái)說(shuō)，芳香酸一般與過(guò)氧化氫相互不溶，故難以發(fā)生反應(yīng)。而且若向其中加入硫酸，常會(huì)引起劇烈的芳環(huán)氧化反應(yīng)而易發(fā)生事故。1970年代時(shí)誕生了一種新的合成工藝，即先將反應(yīng)物用水稀釋?zhuān)⒓尤?a href="/hebeideji/1151623706496004610.html">甲磺酸進(jìn)行反應(yīng)，接著用苯萃取和水洗，以除去過(guò)量的甲磺酸和過(guò)氧化氫，這樣就可以直接得到芳香過(guò)氧酸溶液。這種方法也適用于一些不溶于水的芳香過(guò)氧酸的制取。
2、一些芳香過(guò)氧酸也可以通過(guò)液相中芳香醛的自由基引發(fā)的自氧化反應(yīng)來(lái)制備。
3、通過(guò)有機(jī)過(guò)氧化物在強(qiáng)堿存在下水解來(lái)制備相應(yīng)的過(guò)氧酸。這是一種較為古老的方法，但迄今為止僅用于一些芳香過(guò)氧酸的制備。
4、酸酐與30～98.5%濃度的過(guò)氧化氫反應(yīng)生成過(guò)氧酸。此法用于制取單過(guò)氧鄰苯二甲酸。
5、酰鹵、過(guò)氧化鈉或過(guò)氧化氫與堿反應(yīng)生成過(guò)氧酸。
6、硼酸與羧酸酐與過(guò)氧化氫作用，得到很高產(chǎn)率的碘化鈉過(guò)氧酸。這種方法可用于制備過(guò)氧乙酸、過(guò)氧丙酸、過(guò)氧丁酸、過(guò)氧硬脂酸和過(guò)氧軟脂酸等。
7、過(guò)硼酸鈉與酸酐（或二冰醋乙酰過(guò)氧化物）作用生成過(guò)氧乙酸和單過(guò)氧苯二酸。
8、乙烯酮與過(guò)氧化氫作用得到過(guò)氧化物。工業(yè)上用這種方法制取無(wú)水過(guò)氧乙酸已獲得成功。
9、臭氧催化下，經(jīng)過(guò)紫外線引發(fā)，通過(guò)羧酸與氧氣反應(yīng)直接合成過(guò)氧酸。
10、臭氧化物與脂肪族羧酸作用并經(jīng)溶劑分解得到過(guò)氧酸。
用途：有機(jī)過(guò)氧酸是烯烴環(huán)氧化反應(yīng)、Baeyer-Villiger氧化重排反應(yīng)、硫醚氧化等其他氧化反應(yīng)中的試劑。
舉例：間氯過(guò)氧苯甲酸的合成
在三頸瓶中加入適量的氫氧化鉀、蒸餾水，開(kāi)啟攪拌器使堿溶解，加入相關(guān)的穩(wěn)定劑。等溫度無(wú)明顯的變化后（室溫）緩慢加入過(guò)氧化氫（濃度為30%）和甲醇，期間溫度不超過(guò)20℃，等溫度降下后一次性加入間氯苯甲酰氯溶于三氯甲烷中的溶液，快速攪拌，反應(yīng)溫度上升至20度以上，繼續(xù)反應(yīng)十分鐘；降溫，加入20%左右的鹽酸，酸化至pH為4左右；倒入分液漏斗中，分出有層，經(jīng)蒸餾水洗滌兩次，出去鹽分，得到間氯過(guò)氧苯甲酸的氯仿溶液，水層可用氯仿萃取1至2次。用碘量法測(cè)試氯仿溶液中所含過(guò)氧化物。
參考資料 >
間氯過(guò)氧苯甲酸的合成.中國(guó)知網(wǎng).2017-10-29