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Vielen Dank!
Zur Zeit in Arbeit:
| Strukturformel | |
|---|---|
| Strukturformel von Cyclohexanon | |
| Allgemeines | |
| Name | Cyclohexanon |
| Andere Namen | Pimelinketon, Anon |
| Summenformel | C6H10O |
| CAS-Nummer | 108-94-1 |
| Kurzbeschreibung | farblose Flüssigkeit |
| Eigenschaften | |
| Molmasse | 98,15 g/mol |
| Aggregatzustand | flüssig |
| Dichte | 0,947 g/cm³ (25°C) |
| Schmelzpunkt | -31°C |
| Siedepunkt | 155°C |
| Flammpunkt | 43°C |
| Dampfdruck | 4,5 hPa (20°C) |
| Brechungsindex | 1,4507 (20°C) |
| Löslichkeit | leicht löslich in den meisten organischen Lösungsmitteln; Löslichkeit in Wasser ca. 90 g/l bei 20°C |
| Sicherheitshinweise | |
| Vorlage:Gefahrensymbol 1 | |
| R- und S-Sätze |
R: 10-20 |
| MAK | 40,8 mg/m³ |
| Vorlage:SI-Chemikalien | |
Cyclohexanon ist im reinen Zustand eine farblose, wasserklare Flüssigkeit, deren Geruch ein wenig an Aceton erinnert. Es gehört zur Gruppe der zyklischen Ketone.
Gewinnung und Darstellung
Zur technischen Synthese von Cyclohexanon stehen hauptsächlich zwei Verfahren zur Verfügung:
1) Die katalytische Oxidation von Cyclohexan mit Luftsauerstoff, die über das instabile Cyclohexanhydroperoxid verläuft und einem radikalischen Mechanismus folgt:
2) Die Oxidation von Cyclohexanol mit verdünnter Salpetersäure. Das Cyclohexanol wird dabei durch Hydrierung von Phenol an einem Nickel-Katalysator hergestellt:
Im Labormaßstab kann Cyclohexanon auch durch Oxidation von Cyclohexanol in saurer Lösung mit Chrom(VI)-salzen, z. B. Natriumdichromat, erhalten werden. Diese Reaktion verläuft mechanistisch über einen Chromsäureester des Cyclohexanols.
Eigenschaften
Physikalische Eigenschaften
Cyclohexanon ist bei Raumtemperatur eine farblose Flüssigkeit mit einer Dichte von 0,947 g/cm3. Es erstarrt bei -31°C und siedet bei 155°C. Es ist mit den meisten, gängigen organischen Lösungsmitteln in jedem Verhältnis mischbar. In Wasser lösen sich 90 g/l bei 20°C, das entspricht bei der Molmasse von 98,15 g/mol einer molaren Löslichkeit von 0,917 mol/l.
Chemische Eigenschaften
Cyclohexanon zeigt die für Ketone typischen Reaktionen, z. B.:
- Iminbildung mit Ammoniak und primären Aminen,
- Enaminbildung mit sekundären Aminen (s. u.),
- CH-Acidität der beiden CH2-Gruppen, die der Carbonylgruppe benachbart sind, und die damit verbundene Enolisierbarkeit,
- Aldol-Reaktionen unter Basen- oder Säurekatalyse,
- Reaktion mit Grignard-Reagenzien,
- Olefinbildung unter den Bedingungen der Wittig-Reaktion oder der Horner-Wadsworth-Emmons-Reaktion,
etc.
Mit Natriumborhydrid lässt es sich leicht zu Cyclohexanol reduzieren.
Von konzentrierter Salpetersäure (65%ig) wird es bei 30 - 40°C unter Ringöffnung zu Adipinsäure oxidiert. Zur Synthese der Adipinsäure geht man allerdings vom Cyclohexanol aus, wobei das zunächst nach der o. a. Reaktion gebildete Cyclohexanon sofort weiter reagiert.
Verwendung
Die wohl wichtigste industrielle Verwendung von Cyclohexanon ist die Umsetzung zu ε-Caprolactam, welches zur Herstellung von Perlon dient. Zuerst wird durch Kondensation mit Hydroxylamin (in Form von Hydroxylaminhydrochlorid eingesetzt) das Cyclohexanonoxim gebildet, welches in einer Beckmann-Umlagerung zum ε-Caprolactam umgesetzt wird:
Besonders in Praktikumsversuchen in der chemischen Ausbildung dient es typischer Vertreter der zyklischen Ketone. Beispielsweise gelingen die Bildung von Enaminen oder die α-Alkylierung mit Cyclohexanon als Ausgangsstoff sehr gut:
Aufgrund seiner vielfältigen Reaktionsmöglichkeiten als Keton wird es gern in der organischen Synthesechemie eingesetzt, wenn Sechsring-Strukturelemente in Molekülgerüste eingebaut werden sollen.
Sicherheitshinweise
Cyclohexanon ist besonders beim Einatmen gesundheitsschädlich und kann Schwindelanfälle und Kopfschmerzen hervorrufen. Weiterhin bildet es beim Erwärmen entzündliche Dämpfe. Daher sollte es unter einem gut ziehenden Abzug gehandhabt werden. Dabei sind Schutzhandschuhe und Schutzbrille zu tragen.
- Bei Haut- oder Augenkontakt muss sofort mit reichlich Wasser abgewaschen bzw. ausgespült werden. Arzt hinzuziehen!
- Bei Verschlucken reichlich Wasser trinken. Nicht erbrechen.
- Sachgerechte Entsorgung als nicht-halogenhaltige Lösungsmittelabfälle
Literatur
- Beyer/Walter, Lehrbuch der Organischen Chemie, Hirzel-Verlag Stuttgart, 23 Aufl. 1998, S. 306, 353 und 430
- Chemikalien-/Reagenzienkataloge der Merck KGaA (Darmstadt) und der Sigma-Aldrich Chemie GmbH (Taufkirchen)
Wiki/Weblinks
Sicherheitsdatenblätter
Sicherheitsdatenblätter für Cyclohexanon verschiedener Hersteller in alphabetischer Reihenfolge: