己内酰胺
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己内酰胺
己内酰胺是ε-己内酰胺的简称,分子式为C6H11NO,白色鳞片状固体。
1943年,德国法本公司通过环己酮-羟胺合成(现在简称为肟法),首先实现了己内酰胺工业生产。
用以制取己内酰胺树脂、己内酰胺纤维和人造革等,也用作医药原料。
己内酰胺(Caprolactam,简称CPL)是6-氨基己酸(ε-氨基己酸)的内酰胺,也可看作己酸的环状酰胺。
己内酰胺主要用作制取尼龙6的单体。
己内酰胺(Caprolactam,简称CPL)是6-氨基己酸(ε-氨基己酸)的内酰胺,也可看作己酸的环状酰胺。
己内酰胺主要用作制取尼龙6的单体。
编辑本段基本信息
名称己内酰胺;ε-己内酰胺;Caprolactam;CPL
IUPAC名Azepan-2-one
CAS号105-60-2
分子式C6H11NO;NH(CH2)5CO
分子量113.18
常温下状态白色晶体
蒸汽压0.67kPa/122℃
闪点125℃
熔点68~70℃
沸点136~138℃/10mmHg
270℃/760mmHg
溶解性溶于水,溶于乙醇、乙醚、氯仿等多数有机溶剂
相对密度(水=1)1.05(70%水溶液)
稳定性稳定
危险标记
肟法步骤
拉西羟胺合成法
是用二氧化硫还原亚硝酸铵生成羟胺二磺酸盐(简称二盐),二盐水解生成硫酸羟胺。
硫酸羟胺与环己酮在80~110℃下反应生成环己酮肟(简称肟)和硫酸,然后用25%氨水中和至pH约7,肟和硫酸铵溶液即分层析出。
HPO法
HPO法是在磷酸盐缓冲溶液中,采用以木炭或氧化铝为载体的钯催化剂,使硝酸根离子加氢生成羟胺盐,并在甲苯溶剂中与环己酮肟化。
HPO法使羟胺合成与肟化工艺结合起来,肟化无副产硫酸铵。
在反应废液中,加入硝酸后便可返回硝酸根离子加氢工序重新使用。
一氧化氮还原法
是在稀硫酸中用铂催化剂(见金属催化剂)使一氧化氮加氢,此法副产硫酸铵少,但要求原料纯度高,并要增设催化剂回收工序,目前应用较少。
贝克曼重排
肟在发烟硫酸中转位,反应温度80~110℃,收率97%~99%。
产物再用13%氨水中和。
中和生成粗己内酰胺溶液(又称粗油)和硫酸铵。
为消除转位副产硫酸铵,荷兰国家矿业公司开发了硫酸循环法。
它是将转位产物中的硫酸中和生成为硫酸氢铵,然后用溶剂萃取出己内酰胺。
硫酸氢铵再热解为二氧化硫,二氧化硫转化为发烟硫酸循环使用。
无副产硫酸铵的转位方法还有气相转位法、离子交换树脂法、电渗析分离法等。
编辑本段鉴别方法
实验室监测方法
空气中已内酰胺含量测定:如果本品在空气中呈尘埃状,则以过滤器收集,若呈气化状则用撞击式取样管收集,然后用气液色谱法分析。
编辑本段相关危害
健康危害
侵入途径:吸入、食入、经皮肤吸收。
健康危害:经常接触本品可致神衰综合征。
此外,尚可引起鼻出血、鼻干、上呼吸道炎症及胃灼热感等。
本品能引起皮肤损害,接触者出现皮肤干燥、角质层增夺取、皮肤皲裂、脱屑等,可发生全身性皮炎,易经皮肤吸收。
毒理及环境行为
毒性:低毒类。
致痉挛性毒物和细胞原生质毒。
主要用途于中枢神经,特别是脑干,可引起裨脏器的损害。
被癌症研究机构划定为4类致癌物。
危险特性:遇高热、明火或与氧化剂接触,有引起燃烧的危险。
受高热分解,产生有毒的氮氧化物。
粉体与空气可形成爆炸性混合物,当达到一定的浓度时,遇火星发生爆炸。
燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物。
编辑本段相关措施
防护措施
呼吸系统防护:空气中浓度超标时,戴面具式呼吸器。
紧急事态抢救或逃生时,应该佩带自给式呼吸器。
眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。
防护服:穿工作服。
手防护:戴橡皮胶手套。
其它:工作后,淋浴更衣。
注意个人清洁卫生。
急救措施
皮肤接触:脱去污染的衣着,用大量流动清水彻底冲洗。
眼睛接触:立即翻开上下眼睑,用大量流动清水或生理盐水冲洗。
就医。
吸入:脱离现场至空气新鲜处。
就医。
食入:误服者漱口,给饮牛奶或蛋清,就医。
灭火方法:雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。
己内酰胺
己内酰胺的分子式是C6H11NO,外观为白色粉末或结晶体,有油性手感。
己内酰胺是重要的有机化工原料之一,主要用途是通过聚合生成聚酰胺切片(通常叫尼龙-6切片,或锦纶-6切片),可进一步加工成锦纶纤维、工程塑料、塑料薄膜。
尼龙-6切片随着质量和指标的不同,有不同的侧重应用领域。
物理性质
熔点68-71 °C(lit.)[1]
沸点136-138 °C10 mm Hg(lit.)[1]
密度 1.01[1]
蒸气压<0.01 mm Hg ( 20 °C)[1]
折射率 1.4935[1]
FEMA4235[1]
闪点152 °C[1]
溶解度H2O: 0.1 g/mL, clear, colorless[1]
水溶解性4560 g/L (20 ºC)[1]
分子量113.16 g·mol−1
外观:白色薄片或熔融体[1]
气味:具有薄荷及丙酮气味[1]
溶解性:溶于水、氯化溶剂、石油烃、环己烯、苯、甲醇、乙醇、乙醚。
[1]
化学性质
受热时起聚合反应。
[2]
与乙酸和三氧化氮混合物反应爆炸,热分解排出有毒氮氧化物烟雾。
[1]
遇高热、明火或与氧化剂接触,有引起燃烧的危险。
受高热分解,产生有毒的氮氧化物。
粉体与空气可形成爆炸性混合物,当达到一定的浓度时,遇火星发生爆炸。
燃烧分解产物有一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物。
[3]
3用途与作用
己内酰胺(16张)
1、己内酰胺绝大部分用于生产聚己内酰胺,后者约90%用于生产合成纤维,即卡普隆,10%用做塑料,用于制造齿轮、轴承、管材、医疗器械及电气、绝缘材料等。
也用于涂料、塑料剂及少量地用于合成赖氨酸等。
[1]
2、主要用于制取己内酰胺树脂、纤维和人造革等,也用作医药原料。
[1]
4制备
1.肟法:首先将高纯度的环己酮与硫酸羟胺在80-110℃下进行缩合反应生成环己酮肟。
分离出来的环己酮肟以发烟硫酸为催化剂,在80-110℃经贝克曼重排转位为粗己内酰胺,粗己内酰胺通过萃取、蒸馏、结晶等工序,制得高纯度己内酰胺。
肟法的原料环己酮可由苯酚加氢得环己醇,再脱氢而得;或由环己烷空气氧化生成环己醇与环己酮,分离后的环己醇催化脱氢也生成环己酮。
[1]
2.甲苯法:甲苯在钴盐催化剂作用下氧化生成苯甲酸,苯甲酸用活性炭载体上的钯催化剂进行液相加氢生成六氢苯甲酸,在发烟硫酸中,六氢苯甲酸与亚硝酰硫酸反应生成己内酰胺。
甲苯法由于甲苯资源丰富,生成成本低,具有一定的发展前途。
[1]
3.光亚硝化法:环己烷在汞蒸气灯照射下与氯亚硝酰发生光化学反应,直接转化成环己酮肟盐酸盐,环己酮肟盐酸盐在发烟硫酸存在下,通过贝克曼重排转化为己内酰胺。
[1]
4.苯酚法苯酚在镍催化剂存在下加氢,制得环己醇,提纯后脱氢得粗环己酮。
环己酮提纯后与羟胺反应得到环己酮肟,再经贝克曼移位生成己内酰胺、反应产物中的硫酸用氨中和得副产物硫胺。
粗己内酰胺经一系列化学与物理处理得到纯己内酰胺。
[1]
5安全措施
皮肤接触:脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗。
眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。
就医。
吸入:脱离现场至空气新鲜处。
如呼吸困难,给输氧。
就医。
食入:饮足量温水,催吐。
就医。
工程控制:密闭操作,局部排风。
呼吸系统防护:空气中粉尘浓度超标时,建议佩戴自吸过滤式防尘口罩。
紧急事态抢救或撤离时,应该佩戴空气呼吸器。
眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。
身体防护:穿防毒物渗透工作服。
手防护:戴乳胶手套。
其他防护:工作完毕,淋浴更衣。
注意个人清洁卫生。
应急处理:隔离泄漏污染区,限制出入。
切断火源。
建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。
用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中,转移至安全场所。
若大量泄漏,收集回收或运至废物处理场所处置。
灭火方法:消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服,在上风向灭火。
灭火剂:雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。
[4]
6使用注意事项
侵入途径:吸入、食入、经皮吸收;[3]
健康危害:经常接触本品可致神衰综合征。
此外,尚可引起鼻出血、鼻干、上呼吸道炎症及胃灼热感等。
该品能引起皮肤损害,接触者出现皮肤干燥、角质层增夺取、皮肤皲裂、脱屑等,可发生全身性皮炎,易经皮肤吸收;[3]
毒性:低毒类。
致痉挛性毒物和细胞原生质毒。
主要用途于中枢神经,特别是脑干,可引起裨脏器的损害;[3]
急性毒性:LD501155mg/kg(大鼠经口);70g(人经口致死量);[3]
亚急性和慢性毒性:大鼠经口500mg/kg×6月体重、血相有变化,大脑有病理损害;人吸入61mg/m3以下,上呼吸道炎症和胃有灼热感等;人吸入17.5mg/m3神衰症候群和皮肤损害;人吸入10mg/m3以下×3~10年,有神衰症候群发生;[3]
运输注意事项:起运时包装要完整,装载应稳妥。
运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。
严禁与氧化剂、碱类、食用化学品等混装混运。
运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。
车辆运输完毕应进行彻底清扫;[3]
储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。
远离火种、热源。
应与氧化剂、碱类、食用化学品分开存放,切忌混储。
配备相应品种和数量的消防器材。
储区应备有合适的材料收容泄漏物;[3]
包装注意事项:一般采用双层包装袋,内袋为聚乙烯薄膜袋,热合封口;外袋为牛皮纸、聚乙烯等三合一复合袋。
[3]
7法规信息
化学危险物品安全管理条例(1987年2月17日国务院发布),化学危险物品安全管理条例实施细则(化劳发[1992] 677号),工作场所安全使用化学品规定([1996]劳部发423号)等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定。
[4]。