Un hydrotrioxyde est un composé chimique de formule ROOOH, où R représente un groupe alkyle ou l'atome H. Les hydrotrioxydes les plus simples sont le trioxyde d'hydrogène HOOOH et l'hydrotrioxyde de méthyle CH₃OOOH.

Les hydrotrioxydes sont des composés très oxydants et thermiquement instables, utilisés en synthèse organique. Ils se forment aussi dans l'atmosphère par réaction de peroxydes RO₂ avec le radical hydroxyle OH, mais sont rapidement détruits, avec des demi-vies de quelques minutes à quelques heures^[1].

Des hydrotrioxydes sont produits lors de l'ozonolyse à basse température de composés organiques saturés dissous dans des solvants organiques. Ce sont des sources d'oxygène singulet ¹O₂, issu de leur décomposition^[2],[3].

Les hydrotrioxydes sont employés pour préparer des oxétanes et des composés carbonylés, par réaction avec des alcènes à la température de la neige carbonique^[4].

Dans l'atmosphère, des hydrotrioxydes se forment par combinaison des radicaux RO₂ et OH. Cette réaction, exothermique (de l'ordre de 130 kJ/mol), conduit à un hydrotrioxyde excité :

RO₂ + OH → ROOOH*

Cette espèce excitée peut ensuite :

• soit se décomposer en donnant un alcoxyle et un radical hydroperoxyle :

  ROOOH* → RO + HO₂ ;

• soit, moins fréquemment, se décomposer en donnant un alcool et une molécule de dioxygène :

  ROOOH* → ROH + O₂ ;

• soit encore se désexciter à la suite d'un choc avec une molécule de l'air :

  ROOOH* + M → ROOOH + M.

Ces réactions, prévues théoriquement dès 2016, ont été observées expérimentalement en 2022, notamment avec R = (HOOCH₂)₂NCH₂, et les hydrotrioxydes dérivés de (CH₃)₂S (sulfure de diméthyle), C₄H₈ (but-1-ène), C₅H₈ (isoprène), C₇H₈ (toluène) et C₁₀H₁₆ (α-pinène) ont été détectés. Dans l'atmosphère, ceux dérivés de l'isoprène pourraient atteindre des concentrations de l'ordre de 10⁷ molécules/cm^3[1].

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