stringtranslate.com

Циклогексанон

Циклогексанон — органическое соединение с формулой (CH 2 ) 5 CO. Молекула состоит из циклической молекулы из шести атомов углерода с кетоновой функциональной группой . Эта бесцветная маслянистая жидкость [3] имеет сладкий запах, напоминающий запах бензальдегида . Со временем образцы циклогексанона приобретают бледно-желтый цвет. [10] Циклогексанон слабо растворим в воде и смешивается с обычными органическими растворителями. Ежегодно его производят миллионы тонн, в основном в качестве предшественника нейлона . [11]

Производство

Циклогексанон получают путем окисления циклогексана на воздухе, обычно с использованием кобальтовых катализаторов: [11]

С 6 Н 12 + О 2 → (СН 2 ) 5 СО + Н 2 О

Этот процесс образует циклогексанол в качестве побочного продукта , и эта смесь, называемая «KA Oil» для кетонно-спиртового масла, является основным сырьем для производства адипиновой кислоты . Окисление включает радикалы и гидропероксид C 6 H 11 O 2 H в качестве промежуточного продукта. В некоторых случаях очищенный циклогексанол, полученный путем гидратации циклогексена , является предшественником. Альтернативно, циклогексанон может быть получен путем частичного гидрирования фенола :

С6Н5ОН + 2Н2 → ( СН2 ) 5СО​​​

Этот процесс также можно отрегулировать для благоприятствования образованию циклогексанола. [11]

Компания ExxonMobil разработала процесс, в котором бензол гидроалкилируется до циклогексилбензола . Этот последний продукт окисляется до гидропероксида , а затем расщепляется на фенол и циклогексанон. [12] Поэтому этот новый процесс без получения побочного продукта ацетона кажется привлекательным и похож на процесс с кумолом, поскольку гидропероксид образуется, а затем разлагается, давая два ключевых продукта. [13]

Лабораторные методы

Циклогексанон может быть получен из циклогексанола путем окисления триоксидом хрома ( окисление Джонса ). Альтернативный метод использует более безопасный и доступный окислитель гипохлорит натрия . [14] [15]

Использует

Большая часть циклогексанона потребляется в производстве прекурсоров для нейлона 6,6 и нейлона 6. Около половины мировых поставок преобразуется в адипиновую кислоту , один из двух прекурсоров для нейлона 6,6 . Для этого применения масло КА (см. выше) окисляется азотной кислотой . Другая половина поставок циклогексанона преобразуется в циклогексаноноксим . В присутствии сернокислотного катализатора оксим перегруппировывается в капролактам , прекурсор для нейлона 6 : [11]

Другие реакции

Помимо крупномасштабных реакций, проводимых в полимерной промышленности, было разработано много 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]

Образует енамин с пирролидином . [18]

Обработка нитрозилхлоридом и этанолом в диоксиде серы дает оксиминкарбоновый эфир: [19]

( CH2 ) 5CO + C2H5OH + NOCl → HON = CH ( CH2 ) 4CO2C2H5 + HCl​

Незаконное использование

Циклогексанон использовался в незаконном производстве фенциклидина и его аналогов [20] и часто подвергается ограничениям на покупку, например, включен в Список особого надзора в США. [21]

Безопасность

Как и циклогексанол , циклогексанон не является канцерогенным и умеренно токсичен, с предельно допустимой концентрацией 25 ppm для паров. Он является раздражителем. [11]

Ссылки

  1. ^ "ICSC 0425 – ЦИКЛОГЕКСАНОН". inchem.org . Получено 2022-08-24 .
  2. ^ "CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Cyclohexanone". Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) . Получено 24 августа 2022 г.
  3. ^ ab "Циклогексанон (CID 7967)". PubChem .
  4. ^ abcd Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. "#0166". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  5. ^ Ch. Wohlfarth. "Вязкость циклогексанона". В MD Lechner (ред.). Вязкость чистых органических жидкостей и бинарных жидких смесей · Приложение к IV/18 . Springer-Verlag . doi :10.1007/978-3-540-75486-2_192.
  6. ^ «Циклогексанон». Sigma-Aldrich.
  7. ^ abc Sigma-Aldrich Co. , Циклогексанон.
  8. ^ Циклогексанон: токсичность для животных и людей
  9. ^ ab "Циклогексанон". Концентрации, представляющие немедленную опасность для жизни или здоровья (IDLH) . Национальный институт охраны труда и техники безопасности (NIOSH).
  10. ^ "Циклогексанон (CID 7967)". PubChem .
  11. ^ abcde Мюссер, Михаэль Т. (15 октября 2011 г.). «Циклогексанол и циклогексанон». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм, Германия: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA. doi :10.1002/14356007.a08_217.pub2. ISBN 978-3-527-30673-2. OCLC  46878292 . Получено 27 января 2009 г. .
  12. ^ Плоткин, Джеффри С. (2016-03-21). «Что нового в производстве фенола?». Американское химическое общество. Архивировано из оригинала 2019-10-27 . Получено 2019-10-27 .
  13. ^ "Фенол – основная химическая промышленность онлайн". 2017-01-11 . Получено 2019-10-27 .
  14. ^ "Окисление циклогексанола в циклогексанон". Архивировано из оригинала 2012-04-26 . Получено 2012-07-09 .
  15. ^ Mohrig, Jerry R.; Nienhuis, David M.; Linck, Catherine F.; Van Zoeren, Carol; Fox, Brian G.; Mahaffy, Peter G. (июнь 1985 г.). «Проектирование лабораторных экспериментов в 1980-х годах: исследование случая окисления спиртов бытовым отбеливателем». Journal of Chemical Education . 62 (6): 519. doi :10.1021/ed062p519.
  16. ^ MS Newman; MD Farbman; H. Hipsher (1945). "2-хлорциклогексанон". Org. Synth . 25 : 22. doi :10.15227/orgsyn.025.0022.
  17. ^ Валсамма Варгезе; Манаси Саха; Кеннет М. Николас (1989). «Алкилирование с использованием солей гексакарбонил(пропаргилия)дикобальта: 2-(1-метил-2-пропинил)циклогексанон». Org. Synth . 67 : 141. doi :10.15227/orgsyn.067.0141.
  18. ^ РБ Вудворд ; Эй Джей Пэчтер; М. Л. Шейнбаум (1974). «2,2-(Триметилендитио)циклогексанон». Орг. Синтез . 54 : 39. дои : 10.15227/orgsyn.054.0039.
  19. ^ Смит, Майкл Б.; Марч, Джерри (2007), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, стр. 1736, ISBN 978-0-471-72091-1
  20. ^ Шульгин, AT; Маклин, DE (25 сентября 2008 г.). «Незаконный синтез фенциклидина (PCP) и нескольких его аналогов». Клиническая токсикология . 9 (4): 553–560. doi :10.3109/15563657608988157. PMID  975751.
  21. ^ "Список химических веществ, продуктов, материалов и оборудования, используемых при тайном производстве контролируемых веществ или перечисленных химических веществ, подлежащих особому контролю". Архивировано из оригинала 20 апреля 2011 г.