ไฮโดรเปอร์ออกไซด์หรือเพอร์ออกซอลเป็นสารประกอบในรูปแบบ ROOH โดยที่ R หมายถึงกลุ่มใดๆ ซึ่งโดยทั่วไปจะ เป็น สารอินทรีย์ที่มีหมู่ฟังก์ชัน ไฮโดรเปอร์ออกซี ( −OOH ) ไฮโดรเปอร์ออกไซด์ยังหมายถึงแอนไอออนไฮโดรเปอร์ออกไซด์ ( ^−OOH ) และเกลือ ของมัน และอนุมูลไฮโดรเปอร์ ออกซิลที่เป็นกลาง (•OOH) ซึ่งประกอบด้วยหมู่ไฮโดรเปอร์ออกซีที่ไม่ยึดติด เมื่อ R เป็นสารอินทรีย์ สารประกอบเหล่า นี้เรียกว่าไฮโดรเปอร์ออกไซด์อินทรีย์สารประกอบดังกล่าวเป็นกลุ่มย่อยของเปอร์ออกไซด์อินทรีย์ซึ่งมีสูตร ROOR ไฮโดรเปอร์ออกไซด์อินทรีย์สามารถเริ่มต้นการเกิด พอลิเมอไรเซชันแบบระเบิด ในวัสดุที่มีพันธะเคมีอิ่มตัว ได้ทั้งโดยตั้งใจ หรือ ไม่ตั้งใจ ^{[ 1 ]}

ความยาวพันธะO−Oในเปอร์ออกไซด์อยู่ที่ประมาณ 1.45  Åและ มุม R−O−O (R = H , C ) อยู่ที่ประมาณ 110° ( คล้ายกับ น้ำ ) โดยทั่วไปมุมไดเฮดรัลC−O−O−Hจะอยู่ที่ประมาณ 120° พันธะ O−Oค่อนข้างอ่อน โดยมีพลังงานการสลายพันธะ 45–50 kcal/mol (190–210 kJ/mol) ซึ่งน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของความแข็งแรงของพันธะC−C , C−HและC−O ^{[ 2 ] [ 3 ]}

โดยทั่วไปไฮโดรเปอร์ออกไซด์จะระเหยง่ายกว่าแอลกอฮอล์ ชนิดเดียวกัน :

• เติร์ต -BuOOH ( bp 36 °C) กับเติร์ต -BuOH (bp 82-83 °C)
• CH₃OOH (จุดเดือด 46 _°  C) เทียบกับ _CH₃OH (จุดเดือด 65 ° C ) 
• คิวมีนไฮโดรเปอร์ออกไซด์ (จุดเดือด 153  °C) เทียบกับคิวมิลแอลกอฮอล์ (จุดเดือด 202  °C)
• (C ₆ H ₅ ) ₃ COOH ( mp 87.5–88.5 °C) เป็นตัวอย่างไฮโดรเปอร์ออกไซด์ที่มีเสถียรภาพเป็นพิเศษ ^{[ 4 ]}

^{ไฮ โดร}เปอร์ออกไซด์มีฤทธิ์เป็นกรด อ่อนๆ ช่วงค่าจะระบุไว้ที่ 11.5 สำหรับCH ₃ OOHถึง 13.1 สำหรับPh ₃ COOH ^{[ 5} ]

ไฮโดรเปอร์ออกไซด์สามารถถูกรีดิวซ์ ให้กลาย เป็นแอลกอฮอล์ ได้ ด้วยลิเธียมอะลูมิเนียมไฮไดรด์ดังที่อธิบายไว้ในสมการในอุดมคตินี้:

4 ROOH + LiAlH ₄ → LiAlO ₂ + 2 H ₂ O + 4 ROH

ปฏิกิริยานี้เป็นพื้นฐานของวิธีการวิเคราะห์เปอร์ออกไซด์อินทรีย์^{[ 6 ]}อีกวิธีหนึ่งในการประเมินปริมาณของเปอร์แอซิดและเปอร์ออกไซด์คือการไทเทรตปริมาตรด้วยอัลคอกไซด์เช่นโซเดียมเอทอกไซด์^{[ 7 ]} เอสเทอร์ฟอสไฟต์และฟอสฟีนตติยภูมิยังทำให้เกิดการลดลงด้วย:

ROOH + PR ₃ → OPR ₃ + ROH

"การประยุกต์ใช้สังเคราะห์ที่สำคัญที่สุดของอัลคิลไฮโดรเปอร์ออกไซด์คือการเกิดอีพอกซิเดชันของอัลคีนโดยใช้โลหะเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา" ในกระบวนการ Halcon มีการใช้ เทอร์ท-บิวทิลไฮโดรเปอร์ออกไซด์ (TBHP) ในการผลิตโพ รพิลี นออกไซด์^{[ 8 ]}

ที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือ การเตรียม ไครัล อีพอกไซด์ โดยใช้ไฮโดรเปอร์ออกไซด์เป็นรีเอเจนต์ใน ปฏิกิริยาSharpless epoxidation ^{[ 9 ]}

ไฮโดรเปอร์ออกไซด์เป็นสารตัวกลางในการผลิตสารประกอบอินทรีย์หลายชนิดในอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น การออกซิเดชันของไซโคลเฮกเซนเป็นไซโคลเฮกซาโนน โดยใช้โคบอลต์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา : ^{[ 10 ]}

C ₆ H ₁₂ + O ₂ → (CH ₂ ) ₅ C=O + H ₂ O

น้ำมันแห้งตัวซึ่งพบได้ในสีและวานิชหลายชนิด ทำงานโดยการสร้างไฮโดรเปอร์ออกไซด์

สารประกอบที่มี พันธะ C−H แบบ อัลลิลิกและเบนซิลิกมีความไวต่อปฏิกิริยาออกซิเดชันเป็นพิเศษ^{[ 11 ]}ปฏิกิริยาดังกล่าวถูกนำไปใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมในวงกว้างสำหรับการผลิตฟีนอลโดยกระบวนการคิวมีนหรือกระบวนการฮ็อกสำหรับตัวกลางคิวมีนและคิวมีนไฮโดรเปอร์ออกไซด์^{[ 12 ]}ปฏิกิริยาดังกล่าวอาศัยตัวเริ่มต้นอนุมูลอิสระที่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อสร้างตัวกลางที่ดึงอะตอมไฮโดรเจนออกจากพันธะ CH ที่อ่อนแอ อนุมูลอิสระที่เกิดขึ้นจะจับกับO ₂เพื่อให้ได้ไฮโดรเปอร์ออกซิล (ROO•) ซึ่งจากนั้นจะดำเนินวัฏจักรของการดึงอะตอมไฮโดรเจนต่อไป^{[ 13 ]}

เปอร์ออกไซด์ที่สำคัญที่สุด (ในแง่การค้า) ผลิตขึ้นโดยปฏิกิริยาออกซิเดชันอัตโนมัติซึ่งเป็นปฏิกิริยาโดยตรงของO2กับไฮโดรคาร์บอน ปฏิกิริยาออกซิเดชันอัตโนมัติเป็นปฏิกิริยาอนุมูลอิสระที่เริ่มต้นด้วยการดึงอะตอม H ออกจากพันธะ CH ที่ค่อนข้างอ่อน สารประกอบสำคัญที่ผลิตด้วยวิธีนี้ ได้แก่ เทอร์ _ท -บิวทิลไฮโดรเปอร์ออกไซด์ คิวมีนไฮโดรเปอร์ ออกไซด์ และเอทิลเบนซีนไฮโดรเปอร์ออกไซด์ : ^{[ 8 ]}

R−H + O ₂ → R−OOH

ปฏิกิริยา ออกซิเดชันอัตโนมัติยังพบได้ในอีเทอร์ ทั่วไป เช่นไดเอทิลอีเทอร์ไดไอโซโพรพิลอีเทอร์ เตตระไฮโดรฟิวแรนและ1,4-ไดออกเซนผลิตภัณฑ์ที่เป็นตัวอย่างคือไดเอทิลอีเทอร์เปอร์ออกไซด์สารประกอบดังกล่าวอาจทำให้เกิดการระเบิดอย่างรุนแรงเมื่อกลั่น^{[ 13 ]} เพื่อลดปัญหานี้ ตัวอย่าง THF ในเชิงพาณิชย์มักจะถูกยับยั้งด้วยบิวทิเลตไฮดรอกซีโทลูอีน (BHT) หลีกเลี่ยงการกลั่น THF จนแห้งสนิท เนื่องจากเปอร์ออกไซด์ที่ระเบิดได้จะเข้มข้นอยู่ในกาก

แม้ว่าไฮโดรเปอร์ออกไซด์อีเทอร์มักจะเกิดขึ้นโดยบังเอิญ (เช่น การออกซิเดชันอัตโนมัติ) แต่ก็สามารถเตรียมได้ในปริมาณมากโดยการเติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่เร่งปฏิกิริยาด้วยกรดลงในไวนิลอีเทอร์: ^{[ 14 ]}

C ₂ H ₅ OCH=CH ₂ + H ₂ O ₂ → C ₂ H ₅ OCH(OOH)CH ₃

สารเปอร์ออกไซด์ในอุตสาหกรรมหลายชนิดผลิตขึ้นโดยใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ปฏิกิริยากับอัลดีไฮด์และคีโตนจะให้สารประกอบหลายชนิดขึ้นอยู่กับสภาวะ ปฏิกิริยาเฉพาะอย่างหนึ่งคือการเติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เข้ากับพันธะคู่ C=O:

R ₂ C=O + H ₂ O ₂ → R ₂ C(OH)OOH

ในบางกรณี ไฮโดรเปอร์ออกไซด์เหล่านี้จะเปลี่ยนไปเป็นไดเปอร์ออกไซด์แบบวงแหวน:

[R ₂ C(O ₂ H)] ₂ O ₂ → [R ₂ C] ₂ (O ₂ ) ₂ + 2 H ₂ O

การเติมสารประกอบเริ่มต้นนี้ลงในคาร์บอนิลโมเลกุลที่สอง:

R ₂ C=O + R ₂ C(OH)OOH → [R ₂ C(OH)] ₂ O ₂

การแทนที่กลุ่มแอลกอฮอล์เพิ่มเติม:

[R ₂ C(OH)] ₂ O ₂ + 2 H ₂ O ₂ → [R ₂ C(O ₂ H)] ₂ O ₂ + 2 H ₂ O

ไตรฟีนิลเมทานอลทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในที่ที่มีกรดเพื่อให้ได้ไฮโดรเปอร์ออกไซด์: ^{[ 4 ]}

(C ₆ H ₅ ) ₃ COH + H ₂ O ₂ → (C ₆ H ₅ ) ₃ COOH + H ₂ O

ไฮโดรเปอร์ออกไซด์จำนวนมากได้มาจากกรดไขมัน สเตียรอยด์ และเทอร์พีนการสังเคราะห์ทางชีวภาพของสารเหล่านี้ได้รับผลกระทบอย่างมากจากเอนไซม์

ในชั้นโทรโปสเฟียร์ตอนไกล ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H₂O₂) และเมทิลไฮโดรเปอร์ออกไซด์ (CH₃OOH) เป็นไฮโดรเปอร์ออกไซด์ที่มีปริมาณมากที่สุด และทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บ HOx (OH + HO₂ ) ช่วยปรับสมดุลความเข้มข้นของอนุมูลอิสระ และติดตามปฏิกิริยาเคมีออกซิเดชัน การก่อตัวในชั้นโทรโปสเฟียร์ตอนไกลนั้นส่วนใหญ่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีของเพอร์ออกซีแรดิคัล:

HO₂ + HO₂ → H₂O₂ + O₂ และ CH₃O₂ + HO₂ → CH₃OOH + O₂

การสังเกตการณ์ทางอากาศทั่วโลกในระหว่างภารกิจ Atmospheric Tomography (ATom) ของ NASA แสดงให้เห็นว่าการกระจายตัวสะท้อนถึงการก่อตัวผ่านเคมีของเปอร์ออกซีแรดิคัลและถูกปรับเปลี่ยนโดยฤดูกาลและการพาความร้อนล่าสุด^{[ 16 ]}

ภายใต้สภาวะบรรยากาศ ปฏิกิริยาของอนุมูลเพอร์ออกซิลอินทรีย์ (RO₂) กับ HO₂ ซึ่งเป็นแหล่งสำคัญของ ROOH แสดงให้เห็นถึงการพึ่งพาอุณหภูมิที่เป็นลบโดยทั่วไป และการแตกแขนงของผลิตภัณฑ์จะแข่งขันกับการออกซิเดชันอัตโนมัติของ RO₂ (ไอโซเมอไรเซชัน) และช่องทาง RO₂+RO₂ RO₂ ที่มีฟังก์ชันหลายประเภท (เช่น β-ไฮดรอกซีหรือ RO₂ ที่มีออกซิเจนสูง) ยังขาดข้อมูลในห้องปฏิบัติการที่ดีเกี่ยวกับอัตราและผลิตภัณฑ์ ด้วยเหตุนี้ ผลผลิต ROOH ที่คาดการณ์ไว้และวิธีการเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิจึงยังคงไม่แน่นอน^{[ 17 ]}

แม้ว่าไฮโดรเปอร์ออกไซด์มักจะหมายถึงสารประกอบอินทรีย์ประเภทหนึ่ง แต่สารประกอบอนินทรีย์หรือโลหะอินทรีย์หลายชนิดก็เป็นไฮโดรเปอร์ออกไซด์เช่นกัน ตัวอย่างหนึ่งคือโซเดียมเปอร์บอเรต ซึ่งเป็นสารฟอกขาวที่สำคัญในเชิงพาณิชย์ที่มีสูตรNa ₂ [(HO) ₂ B] ₂ (OO) ₂ )]โดยจะออกฤทธิ์โดยการไฮโดรไลซิสเพื่อให้ได้โบรอนไฮโดรเปอร์ออกไซด์: ^{[ 18 ]}

[(HO) ₂ B] ₂ (OO) ₂ ) ²⁻ + 2 H ₂ O ⇌ 2 [(HO) ₃ B(OOH)] ⁻

จากนั้นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์นี้จะปล่อยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ออกมาอีก:

[(H2O) ₃ B(OOH)] ⁻ + H ₂ O ⇌ B(OH)−4 + H ₂ O ₂

สารประกอบไฮโดรเปอร์ออกไซด์ของโลหะหลายชนิดได้รับการจำแนกลักษณะโดยผลึกศาสตร์รังสีเอกซ์ ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเปอร์ออกไซด์ของไตรฟีนิลซิลิคอนและไตรฟีนิลเจอร์มาเนียมสามารถได้มาโดยปฏิกิริยาของคลอไรด์เริ่มต้นกับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ส่วนเกินในที่ที่มีเบส^{[ 19 ] [ 20 ]} บางชนิดเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของไฮไดรด์โลหะกับก๊าซออกซิเจน: ^{[ 21 ]}

L _n M−H + O ₂ → L _n M−O−O−H ( L _nหมายถึงลิแกนด์อื่นๆ ที่จับกับโลหะ)

สารประกอบเชิงซ้อนของโลหะทรานซิชันที่มีออกซิเจนบางชนิดสามารถดึงอะตอมไฮโดรเจน (และบางครั้งก็โปรตอน) ออกไปเพื่อให้ได้ไฮโดรเปอร์ออกไซด์:

L _n M(O ₂ ) + H → L _n MOOH