一些能夠抑制或者延緩高聚物(見高分子化合物)和其他有機化合物在空氣中熱氧化的有機化合物。例如,食品容易氧化變質,可以加入少量抗氧劑以延長它們的儲存時間。塑膠、合成纖維和橡膠等高分子材料容易發生熱氧降解反應(見高分子熱降解),加入抗氧劑可以保持高分子材料的優良性能,延長使用壽命。

  有機化合物的熱氧化過程是一系列的自由基鏈式反應。在熱、光或氧的作用下,有機分子首先在最薄弱的化學鍵上發生斷裂,生成活潑的自由基R·和氫過氧化物。。氫過氧化物ROOH發生分解反應,也生成烴氧自由基RO·和羥基自由基HO·。這些自由基可以引發一系列的自由基鏈式反應,最後導致有機化合物的結構和性質發生根本變化。

  抗氧劑的作用是消除剛剛產生的自由基,或者促使氫過氧化物的分解,阻止鏈式反應的進行。能消除自由基的抗氧劑有芳香胺和受阻酚等化合物及其衍生物,稱為主抗氧劑;能分解氫過氧化物的抗氧劑有含磷和含硫的有機化合物,稱為輔助抗氧劑。

  芳香胺類抗氧劑,又稱為橡膠防老劑,是生產數量最多的一類,主要用在橡膠制品中,這類抗氧劑價格低廉,抗氧效果顯著,但由於使制品變色,限制瞭它們在淺色和白色制品方面的應用。重要的芳香胺類抗氧劑有:二苯胺、對苯二胺和二氫喹啉等化合物及其衍生物或聚合物。代表性的產品有 N-異丙基-N′-苯基對苯二胺(見結構式a)。產品為灰色至紫色結晶,熔點為70℃以上,可用在天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠和異戊橡膠等制品中。

  受阻酚類抗氧劑是一些具有空間阻礙的酚類化合物,它們的抗熱氧化效果顯著,不會污染制品,發展很快。這類抗氧劑的品種很多,重要的產品有:2,6-三級丁基-4-甲基苯酚(b),雙(3,5-三級丁基-4-羥基苯基)硫醚(c)和四[β-(3,5-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(d)等。四[β-(3,5-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯是聚烯烴的優良抗氧劑。受阻酚類抗氧劑主要用在塑料、合成纖維、乳膠、石油制品、食品、藥物和化妝品中。

  硫代二丙酸雙酯是一類輔助抗氧劑,常與受阻酚類抗氧劑並用,效果顯著。主要的產品有:雙十二碳醇酯、雙十四碳醇酯和雙十八碳醇酯。亞磷酸酯也是輔助抗氧劑,主要的產品有:三辛酯、三癸酯、三(十二碳醇)酯和三(十六碳醇)酯等,和主抗氧劑配合使用,效果也很好。

  抗氧劑的研究方向已轉向開發高效多能的助劑產品和反應型抗氧劑。