Химическое соединение
Циклогексанон представляет собой органическое соединение формулы (CH 2 ) 5 CO . Молекула состоит из шестиуглеродной циклической молекулы с кетоновой функциональной группой . Эта бесцветная маслянистая жидкость [3] имеет сладкий запах, напоминающий бензальдегид . Со временем образцы циклогексанона приобретают бледно-желтый цвет. [10] Циклогексанон слабо растворим в воде и смешивается с обычными органическими растворителями. Ежегодно производятся миллионы тонн, в основном в качестве прекурсора нейлона . [11]
Производство
Циклогексанон получают окислением циклогексана на воздухе, обычно с использованием кобальтовых катализаторов: [11]
- С 6 Н 12 + О 2 → (СН 2 ) 5 СО + Н 2 О
В результате этого процесса в качестве побочного продукта образуется циклогексанол , и эта смесь, называемая «Масло КА» для кетон-спиртового масла, является основным сырьем для производства адипиновой кислоты . В окислении участвуют радикалы и гидропероксид C 6 H 11 O 2 H в качестве промежуточного продукта. В некоторых случаях предшественником является очищенный циклогексанол, полученный гидратацией циклогексена . Альтернативно циклогексанон можно получить частичным гидрированием фенола :
- C 6 H 5 OH + 2 H 2 → (CH 2 ) 5 CO
Этот процесс также можно отрегулировать, чтобы способствовать образованию циклогексанола. [11]
Компания ExxonMobil разработала процесс гидроалкилирования бензола до циклогексилбензола . Этот последний продукт окисляется до гидропероксида , а затем расщепляется на фенол и циклогексанон. [12] Таким образом, этот новый процесс без образования побочного продукта ацетона кажется привлекательным и похож на процесс с кумолом , поскольку гидропероксид образуется, а затем разлагается с образованием двух ключевых продуктов. [13]
Лабораторные методы
Циклогексанон можно получить из циклогексанола окислением триоксидом хрома ( окисление Джонса ). В альтернативном методе используется более безопасный и доступный окислитель гипохлорит натрия . [14] [15]
Использование
Подавляющее большинство циклогексанона расходуется при производстве предшественников нейлона 6,6 и нейлона 6 . Около половины мировых запасов перерабатывается в адипиновую кислоту , один из двух прекурсоров нейлона 6,6 . Для этого применения масло КА (см. выше) окисляется азотной кислотой . Другая половина запаса циклогексанона преобразуется в оксим циклогексанона . В присутствии катализатора серной кислоты оксим перегруппировывается в капролактам , предшественник нейлона 6 : [11]
![](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)
Другие реакции
Помимо крупномасштабных реакций, проводимых в полимерной промышленности, было разработано множество реакций для циклогексанона.
В присутствии света он подвергается альфа-хлорированию с образованием 2-хлорциклогексанона. [16] Он образует триметилсилиленоловый эфир при обработке триметилсилилхлоридом в присутствии основания. [17]
С пирролидином образует енамин . [18]
Обработка нитрозилхлоридом и этанолом в диоксиде серы дает эфир оксиминкарбоновой кислоты: [19]
- (CH 2 ) 5 CO + C 2 H 5 OH + NOCl → HON=CH(CH 2 ) 4 CO 2 C 2 H 5 + HCl
Незаконное использование
Циклогексанон использовался при незаконном производстве фенциклидина и его аналогов [20] и часто подвергается ограничениям на покупку, например, внесен в список специального надзора в США. [21]
Безопасность
Как и циклогексанол , циклогексанон не канцерогенен и умеренно токсичен, с ПДК паров 25 частей на миллион. Это раздражитель. [11]
Рекомендации
- ^ "ICSC 0425 - ЦИКЛОГЕКСАНОН" . inchem.org . Проверено 24 августа 2022 г.
- ^ «CDC - Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям - Циклогексанон» . Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) . Проверено 24 августа 2022 г.
- ^ ab «Циклогексанон (CID 7967)» . ПабХим .
- ^ abcd Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0166». Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ Ч. Вольфарт. «Вязкость циклогексанона». В MD Lechner (ред.). Вязкость чистых органических жидкостей и бинарных смесей жидкостей · Дополнение к IV/18 . Спрингер-Верлаг . дои : 10.1007/978-3-540-75486-2_192.
- ^ «Циклогексанон». Сигма-Олдрич.
- ^ abc Sigma-Aldrich Co. , Циклогексанон.
- ^ Циклогексанон: токсичность для животных и человека.
- ^ аб «Циклогексанон». Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ «Циклогексанон (CID 7967)» . ПабХим .
- ^ abcde Musser, Майкл Т. (15 октября 2011 г.). «Циклогексанол и Циклогексанон». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм, Германия: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA. дои : 10.1002/14356007.a08_217.pub2. ISBN 978-3-527-30673-2. OCLC 46878292 . Проверено 27 января 2009 г.
- ^ Плоткин, Джеффри С. (21 марта 2016 г.). «Что нового в производстве фенола?». Американское химическое общество. Архивировано из оригинала 27 октября 2019 г. Проверено 27 октября 2019 г.
- ^ «Фенол - важная химическая промышленность в Интернете» . 11 января 2017 г. Проверено 27 октября 2019 г.
- ^ «Окисление циклогексанола в циклогексанон». Архивировано из оригинала 26 апреля 2012 г. Проверено 9 июля 2012 г.
- ^ Мориг, Джерри Р.; Ниенхейс, Дэвид М.; Линк, Кэтрин Ф.; Ван Зоерен, Кэрол; Фокс, Брайан Г.; Махаффи, Питер Г. (июнь 1985 г.). «План лабораторных экспериментов в 1980-х годах: тематическое исследование окисления спиртов бытовым отбеливателем». Журнал химического образования . 62 (6): 519. doi : 10.1021/ed062p519.
- ^ М. С. Ньюман; доктор медицинских наук Фарбман; Х. Хипшер (1945). «2-хлорциклогексанон». Орг. Синтез . 25:22 . дои :10.15227/orgsyn.025.0022.
- ^ Вальсамма Варгезе; Манаси Саха; Кеннет М. Николас (1989). «Алкилирование с использованием солей гексакарбонил(пропаргилия)дикобальта: 2-(1-метил-2-пропинил)циклогексанон». Орг. Синтез . 67 : 141. дои : 10.15227/orgsyn.067.0141.
- ^ РБ Вудворд ; Эй Джей Пэчтер; М. Л. Шейнбаум (1974). «2,2-(Триметилендитио)циклогексанон». Орг. Синтез . 54 : 39. дои : 10.15227/orgsyn.054.0039.
- ^ Смит, Майкл Б.; Марч, Джерри (2007), Продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, стр. 1736, ISBN 978-0-471-72091-1
- ^ Шульгин, А.Т.; Маклин, Делавэр (25 сентября 2008 г.). «Незаконный синтез фенциклидина (ПХФ) и некоторых его аналогов». Клиническая токсикология . 9 (4): 553–560. дои : 10.3109/15563657608988157. ПМИД 975751.
- ^ «Список специального надзора за химическими веществами, продуктами, материалами и оборудованием, используемыми при тайном производстве контролируемых веществ или перечисленных химикатов» . Архивировано из оригинала 20 апреля 2011 года.