Циклогексанон

Циклогексанон — органическое соединение, алициклический кетон с химической формулой С6Н10О, бесцветная маслянистая жидкость с запахом ацетона и мяты. Типичный представитель кетонов, который при взаимодействии с кислородом или HNO3 окисляется до адипиновой кислоты и низших моно- и дикарбоновых кислот.

Свойства

Имеет вид бесцветной маслянистой жидкости, имеющей запах, напоминающий ацетон и мяту. Молярная масса составляет 98,14 г/моль. Имеет температуру плавления −16,4 °C, в твёрдом виде имеет две модификации — орторомбическую и кубическую (образующуюся ниже −53,8 °C). Кипит при температуре 155,7 °C. Растворим в воде — 5,8 % (по объёму), при этом вода также растворима в циклогексаноне — 9,9 % (по объёму).

Получение

В промышленности циклогексанон получают окислением циклогексана кислородом воздуха при 140—165 °С и давлении 0,9—1,6 МПа в присутствии нафтената или стеарата кобальта:

C 6 H 12 + O 2 → 140 − 165 o C , p , k a t : C o ( C 17 H 35 C O O ) 2 C 6 H 10 O + H 2 O {displaystyle {mathsf {C_{6}H_{12}+O_{2}{xrightarrow {140-165^{o}C,p,kat:Co(C_{17}H_{35}COO)_{2}}}C_{6}H_{10}O+H_{2}O}}} .

Циклогексанон также получают совместно с циклогексанолом каталитическим гидрированием фенола:

2 C 6 H 5 O H + 5 H 2 → t , p , k a t : P d / A l 2 O 3 C 6 H 11 O H + C 6 H 10 O {displaystyle {mathsf {2C_{6}H_{5}OH+5H_{2}{xrightarrow {t,p,kat:Pd/Al_{2}O_{3}}}C_{6}H_{11}OH+C_{6}H_{10}O}}}

Процесс осуществляют в газовой фазе при 120—140 °С и 0,3 МПа в присутствии Pd/Al2O3 при молярном соотношении водород:фенол [(5—10):1]. Циклогексанол, получаемый в этом процессе, используется для получения адипиновой кислоты либо далее может быть дегидрирован до циклогексанона в паровой фазе при температуре выше 220 °C и атмосферном давлении в присутствии смешанных цинкхромовых (360—380 °С), медномагниевых (240—260 °С) или промотированных медноцинкхромалюминиевых (240 °C) катализаторов:

C 6 H 11 O H → − H 2 O t , k a t : Z n / C r , C u / M g , C u / Z n / C r / A l C 6 H 10 O {displaystyle {mathsf {C_{6}H_{11}OH{xrightarrow[{-H_{2}O}]{t,kat:Zn/Cr,Cu/Mg,Cu/Zn/Cr/Al}}C_{6}H_{10}O}}}

Применение

Подавляющая часть производимого циклогексанона потребляется в производстве полупродуктов для производства синтетических полиамидов — адипиновой кислоты, сырья для нейлона-6,6, и капролактама, сырья для найлона-6 (капрона).

Циклогексанон также используется в качестве растворителя нитратов и ацетатов целлюлозы, жиров, восков, природных смол, поливинилхлорида.

Токсичность

Смертельная доза циклогексанона при приёме внутрь составляет 50 г. ЛД50 для мышей 2,78 г/кг (перорально). ПДК в воздухе рабочей зоны составляет 10 мг/м3, в водоёмах 0,2 мг/л. Концентрация паров циклогексанона в атмосфере выше 300 мг/м3 вызывает раздражение слизистых оболочек.