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ciclohexanona

La ciclohexanona es el compuesto orgánico con la fórmula (CH 2 ) 5 CO. La molécula consta de una molécula cíclica de seis carbonos con un grupo funcional cetona . Este líquido aceitoso 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. Anualmente se producen miles de millones de kilogramos, 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, denominada "KA Oil" por el aceite de cetona-alcohol, es la principal materia prima para la producción de ácido adípico . La oxidación involucra radicales y el hidroperóxido C 6 H 11 O 2 H como intermediario. En algunos casos, el ciclohexanol purificado, obtenido por hidratación del ciclohexeno , es el precursor. Alternativamente, la ciclohexanona se puede producir mediante la 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 a ciclohexilbenceno . Este último producto se oxida a hidroperóxido y luego se escinde en fenol y ciclohexanona. [12] Por lo tanto, este proceso más nuevo sin producir el subproducto acetona parece atractivo y es similar al proceso de 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 mediante oxidación con trióxido de cromo ( oxidación de Jones ). Un método alternativo utiliza el oxidante hipoclorito de sodio, más seguro y fácilmente disponible . [14] [15]

Usos

La gran mayoría de la ciclohexanona se consume en la producción de precursores del Nylon 6,6 y del Nylon 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 KA (ver arriba) se oxida con ácido nítrico . La otra mitad del suministro de ciclohexanona se convierte en ciclohexanona oxima . 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 una alfacloración 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 da el éster oximinacarboxílico: [19]

(CH 2 ) 5 CO + C 2 H 5 OH + NOCl → HON = CH(CH 2 ) 4 CO 2 C 2 H 5 + 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 figurar en la Lista de Vigilancia Especial de Estados Unidos. [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 un 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 de NIOSH sobre peligros químicos. "#0166". Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  5. ^ Cap. Wohlfarth. "Viscosidad de la ciclohexanona". En MD Lechner (ed.). Viscosidad de líquidos orgánicos puros y mezclas de líquidos binarios · Suplemento del 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". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . 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 Americana. 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 27 de octubre de 2019 .
  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 doméstica". Revista de Educación Química . 62 (6): 519. doi :10.1021/ed062p519.
  16. ^ MS Newman; Doctor en Medicina Farbman; H. Hipsher (1945). "2-clorociclohexanona". Org. Sintetizador . 25 : 22. doi : 10.15227/orgsyn.025.0022.
  17. ^ Valsamma Varghese; Manasi Saha; Kenneth M. Nicholas (1989). "Alquilaciones utilizando sales de hexacarbonil (propargilio) dicobalto: 2- (1-metil-2-propinil) ciclohexanona". Org. Sintetizador . 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 (6ª ed.), Nueva York: Wiley-Interscience, p. 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 enumeradas". Archivado desde el original el 20 de abril de 2011.