КАПРОЛАКТАМАвтор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.КнунянцКАПРОЛАКТАМ
(гексагидро-2-азепинон, лактам e -аминокапроновой
кислоты, 2-оксогексаметиленимин), молекулярная масса 113,16; бесцв. гигроскопич. кристаллы,
температура плавления 68,8 °С, температура кипения 262,5 °С; плотность при 70 °С 1,02 г/см3;
nD70 1,4790, nD20 (50%-ный водный
раствор) 1,4795; vкрит 339,5 * 10-6
м3/моль, tкрит 750 и 805,7 К,
pкрит 47,62 * 105 Па; температурный коэффициент объемного расширения 0,00104 К-1 (80 90 °С); С0p при 60 и 70 °С соответственно 1,67 и 1,76 кДж/(кг * К); D H0обр -269,63 кДж/моль, D H0сгор - 3605,2 кДж/моль; S0298 1,49 Дж/(моль * К). Уравнения температурной зависимости давления пара: для твердого (308-333 К) lgp (мм рт. ст.) = 13,06 + 4,73 * 10-3/T, жидкого (353-413К) lgp (мм рт.ст.) = 6,78 + 2344/T; h 0,009 и 0,0047 Па * с соответственно при 78 и 100 °С; g 33,4 * 10-3 Н/м (130°С); теплопроводность 0,2326 Вт/(м * К); e 74 (20 °С, 20%-ный водный раствор).
-КАПРОЛАКТАМ хорошо растворим в воде, органических растворителях и в разбавленый H2SO4; теплота растворения в воде 35,17 Дж/кг, в конц. H2SO4 611,27 Дж/кг (298-305 К).
По химический свойствам -КАПРОЛАКТАМ - типичный представитель лактамов. При нагревании с конц. минеральных кислотами образует соли; в присутствии небольших кол-в воды, спиртов, аминов, карбоновых кислот при 250-260 °С полимеризуется с образованием полиамидной смолы, из которой затем получают волокно капрон (см. Поли-e -капроамид).
В промышлености -КАПРОЛАКТАМ получают из бензола, фенола или толуола по схемам:
В промышлености наиболее распространение получил метод синтеза -КАПРОЛАКТАМ из бензола. Технологический схема включает гидрирование бензола в циклогексан в присутствии Pt/Al2O3 или никель-хромового катализатора при 250-350 и 130-220 °С, соответственно. Жидкофазное окисление циклогексана в циклогексанон осуществляют при 140-160°С, 0,9-1,1 МПа в присутствии нафтената или стеарата Со. Получающийся в результате окисления циклогексанол превращают в циклогексанон путем дегидрирования на цинк-хромовых (360-400 °С), цинк-железных (400 °С) или медь-магниевых (260-300 °С) смешанных катализаторах. Превращение в оксим проводят действием избытка водного раствора сульфата гидроксиламина в присутствии щелочи или NH3 при 0-100°С. Завершающая стадия синтеза -КАПРОЛАКТАМ - обработка циклогексаноноксима олеумом или конц. H2SO4 при 60-120 °С (перегруппировка Бекмана). Выход -КАПРОЛАКТАМ в расчете на бензол 66-68%.
При фотохимический методе синтеза -КАПРОЛАКТАМ из бензола циклогексан подвергают фотохимический нитрозированию в оксим под действием NOCl при УФ облучении.
Метод синтеза -КАПРОЛАКТАМ из фенола включает гидрирование последнего в циклогексанол в газовой фазе над Pd/Al2O3 при 120-140°С, 1-1,5 МПа, дегидрирование полученного продукта в циклогексанон и дальнейшую обработку как в методе синтеза из бензола. Выход 86-88%.
Метод синтеза -КАПРОЛАКТАМ из толуола включает: окисление толуола при 165°С в присутствии бензоата Со; гидрирование получающейся бензойной кислоты при 170°С, 1,4-1,5 МПа в
присут. 5%-ной взвеси Pd на мелкодисперсном угле; нитрозирование циклогексанкарбоновой кислоты под действием нитрозилгидросульфата (нитрозилсерной кислоты) при 75 80 °С до -КАПРОЛАКТАМ -сырца. Некоторые стадии этой схемы недостаточно селективны, что приводит к необходимости сложной очистки получаемого -КАПРОЛАКТАМ Выход -КАПРОЛАКТАМ 71% в расчете на исходный продукт.
Полученный любым из перечисл. методов -КАПРОЛАКТАМ предварительно очищают с помощью ионообменных смол, NaClO и КМnО4, а затем перегоняют. Побочный продукт производства (NH4)2SO4 (2,5-5,2 т на 1 т -КАПРОЛАКТАМ), который используется в с. х-ве в качестве минеральных удобрения.
Известны также методы получения -КАПРОЛАКТАМ из неароматические сырья (фурфурола, ацетилена, бутадиена, этиленоксида), которые не нашли пром. применения. Твердый -КАПРОЛАКТАМ транспортируют в бумажных пятислойных мешках с полиэтиленовым вкладышем, жидкий - в специально оборудованных цистернах с обогревом в атмосфере азота (содержание кислорода в азоте не должно превышать 0,0005%).
Температура вспышки 135°С, температура самовоспламенения 400 °С, ниж. предел воспламенения 123°С; ЛД50 450 мг/м3 (мыши, вдыхание паров), ПДК 10 мг/м3. Раздражает кожу.
-КАПРОЛАКТАМ применяют для получения поли-e -капроамида. Объем мирового производства 2,7 млн.т/год (1985); из них из бензола получают 83,6%, из фенола - 12%, из толуола - 4,4% -КАПРОЛАКТАМ
Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей |
