己内酰胺

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己内酰胺
IUPAC名
Azepan-2-one
识别
CAS号 105-60-2
PubChem 7768
ChemSpider 7480
SMILES
InChI
InChIKey JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYAF
EINECS 203-313-2
ChEBI 28579
KEGG C06593
性质
化学式 C6H11NO
摩尔质量 113.16 g·mol⁻¹
密度 1.01 g/cm3
熔点 69.2 °C(342 K)
沸点 270.8 °C(544 K)
溶解性 866.89 g/L (22 °C)
蒸氣壓 8×10−8 mmHg (20° C)[1]
危险性
警示术语 R:R20, R22, R36/37/38
闪点 125 °C
爆炸極限 1.4%-8.0%[1]
PEL [1]
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

己内酰胺(Caprolactam,簡稱CPL),化学式为(CH2)5C(O)NH的有机化合物,是6-氨基己酸英语Aminocaproic acid(ε-氨基己酸)的内酰胺,也可看作己酸的环状酰胺。纯净的己内酰胺是白色的固体。其年产量大约45万吨。

己内酰胺主要用作制取聚合物尼龙6单体[2]

生产[编辑]

己内酰胺最早于19世纪后期通过ε-氨基己酸(己内酰胺的水解产物)的成环反应来制备。由于尼龙-6含有较大的商业价值,现在已有许多可用于生产己内酰胺的方法。

现在己内酰胺可由环己酮硫酸羟胺发生成反应生成环己酮肟英语Cyclohexanone oxime,再经酸处理发生贝克曼重排反应制得:

贝克曼重排

重排的直接产物是己内酰胺的硫酸氢盐,一般需要用中和以得到游离的己内酰胺,同时生成硫酸铵

另一个主要的工业制备方法是通过亚硝酰氯使环己烷形成肟。该方法的优点是环己烷比环己酮价格更低廉。在较早的时代,也有通过用氨处理己内酯制备己内酰胺的方法。[2]

环己酮在叠氮酸在有硫酸路易斯酸作催化剂的情况下反应的制备方法也曾得到报道。[3]

Schmidt ring expansion.png

使用[编辑]

几乎生产的所有己内酰胺都用于生产尼龙6。该反应是一个开环聚合反应:

n (CH2)5C(O)NH → [(CH2)5C(O)NH]n

生产得到的尼龙-6广泛使用于纤维塑料制品。

安全[编辑]

己内酰胺具有刺激性,摄取、吸入或皮肤接触有毒,LD50为1.1 g/kg(大鼠,口服)。1991年,己内酰胺被列入1990年“美国清洁空气法案英语Clean Air Act (United States)”的有害空气污染物清单,但于1996年被移除出名单。[4]

国际癌症研究机构致癌物质的分类中,己内酰胺被归为第4类致癌物“对人体基本无致癌作用”分类的唯一物质。[5]

目前,美国对于处理己内酰胺的工人暂未正式规定允许的接触限值。对于己内酰胺粉尘蒸气,建议的长时间接触限值为1 mg/m3,短期接触限值为3 mg/m3[6]

参见[编辑]


参考资料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards 0097
  2. ^ 2.0 2.1 Josef Ritz; Hugo Fuchs; Heinz Kieczka; William C. Moran, Caprolactam, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, 2005, doi:10.1002/14356007.a05_031.pub2 
  3. ^ Eric J. Kantorowski; Mark J. Kurth. Expansion to Seven-Membered Rings (PDF). Davis: University of California. 2000-01-03 [2017-07-24] (英语). 
  4. ^ EPA - Modifications To The 112(b)1 Hazardous Air Pollutants
  5. ^ Agents Classified by the IARC Monographs, Volume 71, page 395 (PDF). IARC. 2016-02-22 [2016-10-21]. 
  6. ^ NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards, CDC, [2013-08-11]