己內酰胺
己內酰胺（Caprolactam，簡稱CPL），化學式為(CH2)5C(O)NH的有機化合物，是6-氨基己酸（ε-氨基己酸）的內酰胺，也可看作己酸的環狀酰胺。純淨的己內酰胺是白色的固體。其年產量大約45萬噸。
| 己內酰胺 | |||
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| IUPAC名 Azepan-2-one | |||
| 識別 | |||
| CAS號 | 105-60-2 
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| PubChem | 7768 | ||
| ChemSpider | 7480 | ||
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYAF | ||
| EINECS | 203-313-2 | ||
| ChEBI | 28579 | ||
| KEGG | C06593 | ||
| 性質 | |||
| 化學式 | C6H11NO | ||
| 摩爾質量 | 113.16 g·mol⁻¹ | ||
| 密度 | 1.01 g/cm3 | ||
| 熔點 | 69.2 °C（342 K） | ||
| 沸點 | 270.8 °C（544 K） | ||
| 溶解性（水） | 866.89 g/L (22 °C) | ||
| 蒸氣壓 | 8×10−8 mmHg (20° C)[1] | ||
| 危險性 | |||
| 警示術語 | R：R20, R22, R36/37/38 | ||
| 閃點 | 125 °C | ||
| 爆炸極限 | 1.4%-8.0%[1] | ||
| PEL | 無[1] | ||
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
生產
己內酰胺最早於19世紀後期通過ε-氨基己酸（己內酰胺的水解產物）的成環反應來製備。由於尼龍-6含有較大的商業價值，現在已有許多可用於生產己內酰胺的方法。
現在己內酰胺可由環己酮與硫酸羥胺發生成肟反應生成環己酮肟，再經酸處理發生貝克曼重排反應製得：
貝克曼重排
重排的直接產物是己內酰胺的硫酸氫鹽，一般需要用氨中和以得到游離的己內酰胺，同時生成硫酸銨。
另一個主要的工業製備方法是通過亞硝酰氯使環己烷形成肟。該方法的優點是環己烷比環己酮價格更低廉。在較早的時代，也有通過用氨處理己內酯製備己內酰胺的方法。[2]
環己酮在疊氮酸在有硫酸或路易斯酸作催化劑的情況下反應的製備方法也曾得到報道。[3]
使用
幾乎生產的所有己內酰胺都用於生產尼龍6。該反應是一個開環聚合反應：
- n (CH2)5C(O)NH → [(CH2)5C(O)NH]n
安全
己內酰胺具有刺激性，攝取、吸入或皮膚接觸有毒，LD50為1.1 g/kg（大鼠，口服）。1991年，己內酰胺被列入1990年「美國清潔空氣法案」的有害空氣污染物清單，但於1996年被移除出名單。[4]
在國際癌症研究機構對致癌物質的分類中，己內酰胺被歸為第4類致癌物「對人體基本無致癌作用」分類的唯一物質。[5]
目前，美國對於處理己內酰胺的工人暫未正式規定允許的接觸限值。對於己內酰胺粉塵和蒸氣，建議的長時間接觸限值為1 mg/m3，短期接觸限值為3 mg/m3。[6]
參見
參考資料
- ^ 1.0 1.1 1.2 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. #0097. NIOSH.
- ^ 2.0 2.1 Josef Ritz; Hugo Fuchs; Heinz Kieczka; William C. Moran, Caprolactam, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, 2005, doi:10.1002/14356007.a05_031.pub2
- ^ Eric J. Kantorowski; Mark J. Kurth. Expansion to Seven-Membered Rings (PDF). Davis: University of California. 2000-01-03 [2017-07-24]. （原始內容 (PDF)存檔於2017-08-10） （英語）.
- ^ EPA - Modifications To The 112(b)1 Hazardous Air Pollutants. [2017-07-24]. （原始內容存檔於2020-10-18）.
- ^ Agents Classified by the IARC Monographs, Volume 71, page 395 (PDF). IARC. 2016-02-22 [2016-10-21]. （原始內容存檔 (PDF)於2017-03-05）.
- ^ NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards, CDC, [2013-08-11], （原始內容存檔於2020-10-25）