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Ciclohexanona

La ciclohexanona es un compuesto orgánico con la fórmula (CH2 ) 5CO . La molécula consta de una molécula cíclica de seis carbonos con un grupo funcional cetona . Este líquido oleoso incoloro [3] tiene un olor dulce que recuerda al benzaldehído . Con el tiempo, las muestras de ciclohexanona adquieren un color amarillo pálido. [10] La ciclohexanona es ligeramente soluble en agua y miscible con disolventes orgánicos comunes. Se producen millones de toneladas anualmente, principalmente como precursor del nailon . [11]

Producción

La ciclohexanona se produce mediante la oxidación del ciclohexano en el aire, normalmente utilizando catalizadores de cobalto: [11]

C6H12 + O2 → ( CH2 ) 5CO + H2O​​​

Este proceso forma ciclohexanol como subproducto , y esta mezcla, llamada "KA Oil" (aceite de cetona-alcohol), es la principal materia prima para la producción de ácido adípico. La oxidación involucra radicales y el hidroperóxido C6H11O2H como intermediario . En algunos casos , el ciclohexanol purificado, obtenido por hidratación de ciclohexeno , es el precursor. Alternativamente, la ciclohexanona puede producirse por hidrogenación parcial de fenol :

C6H5OH + 2H2 → ( CH2 ) 5CO​​​

Este proceso también se puede ajustar para favorecer la formación de ciclohexanol. [11]

ExxonMobil desarrolló un proceso en el que el benceno se hidroalquila para formar ciclohexilbenceno . Este último producto se oxida para formar un hidroperóxido y luego se escinde en fenol y ciclohexanona. [12] Por lo tanto, este nuevo proceso sin producir el subproducto acetona parece atractivo y es similar al proceso del cumeno, ya que se forma un hidroperóxido y luego se descompone para producir dos productos clave. [13]

Métodos de laboratorio

La ciclohexanona se puede preparar a partir de ciclohexanol por oxidación con trióxido de cromo ( oxidación de Jones ). Un método alternativo utiliza el oxidante hipoclorito de sodio , más seguro y más disponible . [14] [15]

Usos

La gran mayoría de la ciclohexanona se consume en la producción de precursores del nailon 6,6 y el nailon 6. Aproximadamente la mitad del suministro mundial se convierte en ácido adípico , uno de los dos precursores del nailon 6,6 . Para esta aplicación, el aceite de KA (véase más arriba) se oxida con ácido nítrico . La otra mitad del suministro de ciclohexanona se convierte en oxima de ciclohexanona . En presencia de un catalizador de ácido sulfúrico , la oxima se reorganiza en caprolactama , un precursor del nailon 6 : [11]

Otras reacciones

Además de las reacciones a gran escala realizadas al servicio de la industria de los polímeros, se han desarrollado muchas reacciones para la ciclohexanona.

En presencia de luz, sufre alfa-cloración para dar 2-clorociclohexanona. [16] Forma un éter de trimetilsililenol tras el tratamiento con cloruro de trimetilsililo en presencia de una base. [17]

Forma una enamina con pirrolidina . [18]

El tratamiento con cloruro de nitrosilo y etanol en dióxido de azufre produce el éster oximinocarboxílico: [19]

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

Uso ilícito

La ciclohexanona se ha utilizado en la producción ilícita de fenciclidina y sus análogos [20] y a menudo está sujeta a restricciones de compra, como su inclusión en la Lista de Vigilancia Especial de los EE. UU. [21]

Seguridad

Al igual que el ciclohexanol , la ciclohexanona no es cancerígena y es moderadamente tóxica, con un TLV de 25 ppm para el vapor. Es irritante. [11]

Referencias

  1. ^ "ICSC 0425 – CICLOHEXANONA". inchem.org . Consultado el 24 de agosto de 2022 .
  2. ^ "CDC – Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos: ciclohexanona". Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) . Consultado el 24 de agosto de 2022 .
  3. ^ ab "Ciclohexanona (CID 7967)". PubChem .
  4. ^ abcd Guía de bolsillo del NIOSH sobre peligros químicos. "#0166". Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  5. ^ Ch. Wohlfarth. "Viscosidad de la ciclohexanona". En MD Lechner (ed.). Viscosidad de líquidos orgánicos puros y mezclas líquidas binarias · Suplemento a IV/18 . Springer-Verlag . doi :10.1007/978-3-540-75486-2_192.
  6. ^ "Ciclohexanona". Sigma-Aldrich.
  7. ^ abc Sigma-Aldrich Co. , Ciclohexanona.
  8. ^ Ciclohexanona: toxicidad para animales y humanos
  9. ^ ab "Ciclohexanona". Concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud (IDLH) . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  10. ^ "Ciclohexanona (CID 7967)". PubChem .
  11. ^ abcde Musser, Michael T. (15 de octubre de 2011). "Ciclohexanol y ciclohexanona". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim, Alemania: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA. doi :10.1002/14356007.a08_217.pub2. ISBN 978-3-527-30673-2. OCLC  46878292 . Consultado el 27 de enero de 2009 .
  12. ^ Plotkin, Jeffrey S. (21 de marzo de 2016). "¿Qué hay de nuevo en la producción de fenol?". Sociedad Química Estadounidense. Archivado desde el original el 27 de octubre de 2019. Consultado el 27 de octubre de 2019 .
  13. ^ "Fenol: la industria química esencial en línea". 2017-01-11 . Consultado el 2019-10-27 .
  14. ^ "Oxidación de ciclohexanol a ciclohexanona". Archivado desde el original el 26 de abril de 2012. Consultado el 9 de julio de 2012 .
  15. ^ Mohrig, Jerry R.; Nienhuis, David M.; Linck, Catherine F.; Van Zoeren, Carol; Fox, Brian G.; Mahaffy, Peter G. (junio de 1985). "El diseño de experimentos de laboratorio en la década de 1980: un estudio de caso sobre la oxidación de alcoholes con lejía de uso doméstico". Journal of Chemical Education . 62 (6): 519. doi :10.1021/ed062p519.
  16. ^ MS Newman; MD Farbman; H. Hipsher (1945). "2-clorociclohexanona". Org. Synth . 25 : 22. doi :10.15227/orgsyn.025.0022.
  17. ^ Valsamma Varghese; Manasi Saha; Kenneth M. Nicholas (1989). "Alquilaciones utilizando sales de hexacarbonil(propargylium)dicobalt: 2-(1-metil-2-propinil)ciclohexanona". Org. Synth . 67 : 141. doi :10.15227/orgsyn.067.0141.
  18. ^ RB Woodward ; IJ Pachter; ML Scheinbaum (1974). "2,2-(Trimetilenditio)ciclohexanona". Org. Sintetizador . 54 : 39. doi : 10.15227/orgsyn.054.0039.
  19. ^ Smith, Michael B.; March, Jerry (2007), Química orgánica avanzada: reacciones, mecanismos y estructura (6.ª ed.), Nueva York: Wiley-Interscience, pág. 1736, ISBN 978-0-471-72091-1
  20. ^ Shulgin, AT; MacLean, DE (25 de septiembre de 2008). "Síntesis ilícita de fenciclidina (PCP) y varios de sus análogos". Toxicología clínica . 9 (4): 553–560. doi :10.3109/15563657608988157. PMID  975751.
  21. ^ "Lista de vigilancia especial de sustancias químicas, productos, materiales y equipos utilizados en la producción clandestina de sustancias controladas o sustancias químicas incluidas en las listas". Archivado desde el original el 20 de abril de 2011.