Перекись водорода-мочевина (также называемая Hyperol , artizone , urea hydro peroxide и UHP ) представляет собой белое кристаллическое твердое химическое соединение , состоящее из равных количеств перекиси водорода и мочевины . Он содержит твердую и безводную перекись водорода, которая обеспечивает более высокую стабильность и лучшую управляемость, чем жидкая перекись водорода при использовании в качестве окислителя . Часто называемая перекисью карбамида в стоматологии , она используется в качестве источника перекиси водорода при растворении в воде для отбеливания , дезинфекции и окисления .
Производство
Для приготовления комплекса мочевину растворяют в 30% перекиси водорода (молярное соотношение 2:3) при температуре ниже 60 °С. При охлаждении этого раствора перекись водорода-мочевина выпадает в осадок в виде мелких пластинок. [2]
Подобно кристаллизационной воде , перекись водорода сокристаллизуется с мочевиной со стехиометрией 1:1. Соединение просто производится (в масштабах нескольких сотен тонн в год) путем растворения мочевины в избыточном концентрированном растворе перекиси водорода с последующей кристаллизацией . [3] Лабораторный синтез аналогичен. [4]
Структура и свойства
Твердотельная структура этого аддукта была определена методом нейтронной дифракции . [5]
Перекись водорода-мочевина представляет собой легко растворимое в воде, не имеющее запаха кристаллическое твердое вещество, которое доступно в виде белого порошка или бесцветных игл или пластинок. [2] При растворении в различных растворителях комплекс 1:1 снова диссоциирует на мочевину и перекись водорода. Таким образом, как и перекись водорода , (ошибочно) так называемый аддукт является окислителем , но высвобождение при комнатной температуре в присутствии катализаторов происходит контролируемым образом. Таким образом, соединение подходит в качестве безопасной замены нестабильного водного раствора перекиси водорода. Из-за тенденции к термическому разложению, которое ускоряется при температурах выше 82 °C, [6] его не следует нагревать выше 60 °C, особенно в чистом виде.
Растворимость коммерческих образцов варьируется от 0,05 г/мл [7] до более чем 0,6 г/мл [8] .
Приложения
Дезинфицирующее и отбеливающее средство
Перекись водорода-мочевина в основном используется как дезинфицирующее и отбеливающее средство в косметике и фармацевтике. [3] В качестве лекарственного средства это соединение используется в некоторых препаратах для отбеливания зубов . [3] [9] [10] Его также используют для снятия небольшого воспаления десен, слизистых оболочек полости рта и губ, включая язвы и раздражение зубов, [11] а также для эмульгирования и диспергирования ушной серы . [12]
Перекись карбамида также подходит в качестве дезинфицирующего средства, например, для уничтожения микробов на поверхностях контактных линз или в качестве антисептика для ополаскивателей для полости рта , ушных капель или для лечения поверхностных ран и язв .
Реагент в органическом синтезе
В лаборатории он используется как более простая в обращении замена перекиси водорода . [4] [13] [14] Он оказался стабильным, простым в обращении и эффективным окислителем, который легко контролируется соответствующим выбором условий реакции. Он обеспечивает продукты окисления экологически безопасным способом и часто с высокими выходами, особенно в присутствии органических катализаторов, таких как цис -бутендиовый ангидрид [15] или неорганических катализаторов, таких как вольфрамат натрия . [16]
Реакция с перекисью карбамидов
Он селективно преобразует тиолы в дисульфиды, [15] вторичные спирты в кетоны, [16] сульфиды в сульфоксиды и сульфоны, [17] нитрилы в амиды, [17] [18] и N -гетероциклы в оксиды аминов . [17] [19]
Реакция на метоксифенолен с UHP
Гидроксибензальдегиды преобразуются в дигидроксибензолы ( реакция Дейкина ) [17] [20] и дают при подходящих условиях соответствующие бензойные кислоты. [20]
Байер-Виллигер-Окисление с UHP
Он окисляет кетоны до сложных эфиров, в частности циклических кетонов, таких как замещенные циклогексаноны [21] или циклобутаноны [22], с образованием лактонов ( окисление Байера-Виллигера ).
Эпоксидирование различных алкенов в присутствии бензонитрила дает оксираны с выходом от 79 до 96% [23] .
Эпоксидирование циклогексена с UHP
Атом кислорода, переносимый на алкен, происходит из пероксиимидной кислоты, образующейся промежуточно из бензонитрила. Образующаяся имидная кислота таутомеризуется в бензамид.
Безопасность
Соединение действует как сильный окислитель и может вызвать раздражение кожи и серьезное повреждение глаз. [24] Было также обнаружено, что мочевина-перекись водорода является нечувствительным взрывчатым веществом , способным детонировать под действием сильного импульса в условиях жесткого ограничения. [25] [26]
^ ab C.-S. Lu; EW Hughes; PA Giguère (1941), "Кристаллическая структура соединения присоединения мочевины и перекиси водорода CO(NH 2 ) 2 H 2 O 2 ", J. Am. Chem. Soc. , т. 63, № 6, стр. 1507–1513, doi :10.1021/ja01851a007
^ abc Харальд Якоб; Стефан Лейнингер; Томас Леманн; Сильвия Якоби; Свен Гутеворт. "Пероксосоединения, неорганические". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a19_177.pub2. ISBN978-3527306732.
^ ab Юй, Лэй; Мэн, Бо; Хуан, Сянь (2008). «Комплекс мочевины и перекиси водорода: селективный окислитель в синтезе 2-фенилселенил-1,3-бутадиенов». Synthetic Communications . 38 (18): 3142. doi :10.1080/00397910802109224. S2CID 98323467.
^ Fritchie, CJ Jr.; McMullan, RK (1981). "Исследование нейтронной дифракции комплекса мочевины 1:1: перекись водорода при 81 К". Acta Crystallographica Section B. 37 ( 5): 1086. doi :10.1107/S0567740881005116.
^ H. Heaney; F. Cardona; A. Goti; AL Frederick (2013). "Перекись водорода-мочевина". Энциклопедия реагентов для органического синтеза . doi :10.1002/047084289X.rh047.pub3. ISBN978-0471936237. {{cite book}}: |periodical=проигнорировано ( помощь )
^ Спецификация Sigma-Aldrich
^ Информационный лист Chemicalland
^ Mokhlis, GR; Matis, BA; Cochran, MA; Eckert, GJ (2000). «Клиническая оценка отбеливающих агентов на основе перекиси карбамида и перекиси водорода при дневном использовании». Журнал Американской стоматологической ассоциации . 131 (9): 1269–77. doi :10.14219/jada.archive.2000.0380. PMID 10986827. Архивировано из оригинала 23.02.2013.
^ "Ушные капли ОБЩЕЕ НАЗВАНИЕ(Я): ПЕРОКСИД КАРБАМИДА". WebMD . Получено 3 июля 2021 г. .
^ Varma, Rajender S.; Naicker, Kannan P. (1999). «Комплекс мочевины с перекисью водорода: твердофазные окислительные протоколы для гидроксилированных альдегидов и кетонов (реакция Дакина), нитрилов, сульфидов и азотных гетероциклов». Organic Letters . 1 (2): 189. doi :10.1021/ol990522n.
^ Гарри Хини, Франческа Кардона, Андреа Готи, «Перекись водорода–мочевина» Энциклопедия реагентов для органического синтеза 2008. doi :10.1002/047084289X.rh047.pub2
^ ab B. Karami; M. Montazerozohori; MH Habibi (2005), "Окисление тиолов перекисью водорода (UHP) до соответствующих дисульфидов, стимулируемое малеиновым ангидридом в качестве медиатора" (PDF) , Molecules (на немецком языке), т. 10, № 10, стр. 1358–1363, doi : 10.3390/10101385 , PMC 6147623 , PMID 18007530
^ ab M. Lukasiewicz; D. Bogdal; J. Pielichowski. "Окисление спиртов с помощью микроволн с использованием перекиси водорода мочевины". 8-я Международная электронная конференция по синтетической органической химии. ECSOC-8 . Получено 10 мая 2016 г.
^ abcd RS Varma, KP Naicker, «Комплекс мочевины и перекиси водорода: твердофазные окислительные протоколы для гидроксилированных альдегидов и кетонов (реакция Дакина), нитрилов, сульфидов и азотных гетероциклов», Org. Lett. (на немецком языке), т. 1, № 2, стр. 189–191, doi :10.1021/ol990522n
^ Патент WO 2012069948, V. Mascitti, KF McClure, MJ Munchhof, RP Robinson, Jr., «Производные 4-(5-цианопиразол-1-ил)-пиперидина в качестве модуляторов GPR 119», выдан 31 мая 2012 г., передан Pfizer Inc.
^ D. Rong; VA Phillips; RS Rubio; MA Castro; RT Wheelhouse, «Безопасный, удобный и эффективный метод получения гетероциклических N-оксидов с использованием мочевины-перекиси водорода», Tetrahedron Lett. (на немецком языке), т. 49, № 48, стр. 6933–6935, doi :10.1016/j.tetlet.2008.09.124
^ ab H. Heaney; AJ Newbold (2001), "Окисление ароматических альдегидов монопероксифталатом магния и мочевиной-перекисью водорода", Tetrahedron Lett. (на немецком языке), т. 42, № 37, стр. 6607–6609, doi :10.1016/S0040-4039(01)01332-6
^ MY Rios; E. Salazar; HF Olivo (2007), «Окисление замещенных циклогексанонов по Байеру–Виллигеру посредством пергидролиза, опосредованного липазой, с использованием мочевины–перекиси водорода в этилацетате», Green Chem. (на немецком языке), т. 9, № 5, стр. 459–462, doi :10.1039/B618175A
^ A. Watanabe; T. Uchida; K. Ito; T. Katsuki (2002), «Высокоэнантиоселективное окисление Байера-Виллигера с использованием комплекса Zr(salen) в качестве катализатора», Tetrahedron Lett. (на немецком языке), т. 43, № 25, стр. 4481–4485, doi :10.1016/S0040-4039(02)00831-6
^ L. Ji; Y.-N. Wang; C. Qian; X.-Z. Chen (2013), "Эпоксидирование алкенов, стимулированное нитрилом, с помощью мочевины-перекиси водорода (UHP)", Synth. Commun. (на немецком языке), т. 43, № 16, стр. 2256–2264, doi :10.1080/00397911.2012.699578, S2CID 93770740
^ "Перекись водорода мочевина SDS". merckmillipore.com . 16 мая 2023 г.
