Cyclohexanone

Propriétés chimiques de la cyclohexanone, utilisations, production

Propriétés chimiques

La cyclohexanone est un liquide incolore et clair avec une odeur de terre ; son produit impur apparaît comme une couleur jaune clair. Il est miscible avec plusieurs autres solvants. Il est facilement soluble dans l’éthanol et l’éther. La limite inférieure d’exposition est de 1,1% et la limite supérieure d’exposition est de 9,4%. La cyclohexanone peut être incompatible avec les oxydants et l’acide nitrique.
La cyclohexanone est un principalement utilisé dans l’industrie, jusqu’à 96%, comme intermédiaire chimique dans la production des nylons 6 et 66. L’oxydation ou la conversion de la cyclohexanone donne de l’acide adipique et du caprolactame, deux des précurseurs immédiats des nylons respectifs. La cyclohexanone peut également être utilisée comme solvant dans une variété de produits, notamment les peintures, les laques et les résines. On n’a pas constaté sa présence dans les processus naturels.

Application

C’est la matière première pour la production de caprolactame et d’acide adipique ; utilisé comme solvants et agents diluants des peintures, des encres, des résines synthétiques et du caoutchouc synthétique ; également utilisé comme agent de dégraissage du cuir.
Utilisé comme solvant organique ;
Matières premières et solvants de la résine synthétique et de la fibre synthétique ;
La cyclohexanone est une importante matière première chimique, étant les principaux intermédiaires de la fabrication du nylon, du caprolactame et de l’acide adipique. C’est également un important solvant industriel, par exemple pour les peintures, notamment celles contenant de la nitrocellulose, les polymères de chlorure de vinyle et leurs copolymères ou les peintures de polymères de méthacrylate. Il est utilisé comme un excellent solvant pour les pesticides tels que les insecticides organophosphorés. Il est utilisé comme solvant pour les colorants, les solvants visqueux pour les lubrifiants d’aviation à piston, les solvants pour les graisses, les cires et les caoutchoucs. Il est également utilisé comme agent égalisateur pour la teinture et la décoloration de la soie, comme agent dégraissant pour le polissage du métal, comme peinture pour la coloration du bois, ainsi que pour le décapage, la décontamination et l’élimination des taches de cyclohexanone. La cyclohexanone et l’acide cyanoacétique peuvent avoir une réaction de condensation pour générer de l’acide cyclohexylidène acétique, puis être éliminés et décarboxylés pour obtenir du cyclohexène acétonitrile, et enfin donner de la cyclohexène éthylamine par hydrogénation. La cyclohexène éthylamine est un intermédiaire pour certains médicaments.

Les solvants pour les fibres, les résines, les caoutchoucs, les paraffines, la gomme laque et le DDT ; pour la synthèse organique ; il peut dissoudre un grand nombre de complexes formés par les éléments et les réactifs organiques ; la détermination du bismuth ; extraire les métaux rares comme l’uranium, le thorium, le cobalt et le titane.

Méthode de production

Dans les années 1940, la production industrielle de cyclohexanone appliquait principalement l’hydrogénation du phénol pour générer le cyclohexanol, suivie d’une déshydrogénation pour donner la cyclohexanone. Dans les années 1960, avec le développement de l’industrie pétrochimique, la méthode de production par oxydation du cyclohexane a progressivement dominé. En 1967, la méthode d’hydrogénation du phénol en une étape, mise au point par la Compagnie minière nationale des Pays-Bas (DSM), a été industrialisée. Cette méthode a un processus de production court, une bonne qualité de produit et un rendement élevé, mais les matières premières du phénol et du catalyseur sont chères, donc la majorité de l’industrie adopte encore la méthode d’oxydation du cyclohexane.
1. La méthode du phénol prend le nickel comme catalyseur ; appliquer d’abord l’hydrogénation du phénol pour donner le cyclohexanol, suivie de la déshydrogénation pour donner la cyclohexanone en utilisant le zinc comme catalyseur du zinc.
2. La méthode d’oxydation du cyclohexane utilise le cyclohexane comme matière première ; appliquer d’abord une condition sans catalyseur ; utiliser de l’air riche en oxygène pour l’oxydation afin de donner de l’hydroperoxyde de cyclohexyle, suivi d’une décomposition en mélange de cyclohexanol, cyclohexanone, alcool et cétone en présence d’un catalyseur de chromate de tert-butyle ; appliquer ensuite une série de raffinement par distillation pour obtenir des produits qualifiés. Quota de consommation de matières premières : cyclohexane (99,6%) 1040kg / t.
3. Méthode d’oxydation par hydrogénation du benzène ; le benzène est soumis à une hydrogénation (avec de l’hydrogène) à 120-180 ℃ en présence d’un catalyseur au nickel pour générer du cyclohexane ; le cyclohexane a une réaction d’oxydation avec de l’air à 150-160 ℃, 0,908MPa pour obtenir le mélange de cyclohexanol et de cyclohexanone ; les séparer pour obtenir le produit cyclohexanone. Le cyclohexanol est déshydrogéné à 350-400 ° C en présence d’un catalyseur zinc-calcium pour produire la cyclohexanone. Quotas de consommation de matières premières : benzène (99,5%) 1144kg / t, hydrogène (97,0%) 1108kg / t, soude caustique (42,0%) 230kg / t.

Description

Utilisé comme solvant du polychlorure de vinyle (PVC), le cyclohexanone a provoqué une dermatite de contact chez une femme fabriquant des sacs de fluidothérapie en PVC. Le cyclohexanone ne réagit probablement pas de manière croisée avec la résine de cyclohexanone. Une résine dérivée de la cyclohexanone utilisée dans les peintures et vernis a provoqué une dermatite de contact chez des peintres.

Propriétés chimiques

La cyclohexanone est un liquide blanc comme l’eau à légèrement jaune avec une odeur de menthe poivrée ou d’acétone.Le seuil olfactif est de 0,12 0,24 ppm dans l’air.

Propriétés physiques

Liquide clair, incolore à jaune pâle, huileux, avec une odeur de menthe poivrée. Les concentrations seuils de détection et de reconnaissance de l’odeur déterminées expérimentalement étaient identiques : 480 μg/m3(120 ppmv) (Hellman et Small, 1974).

Occurrence

Signalé présent dans Cistus labdaniferus.

Utilisations

Solvant industriel pour les résines d’acétate de cellulose, les résines vinyliques, le caoutchouc et les cires ; dissolvant pour le chlorure de polyvinyle ; dans l’industrie de l’imprimerie ;solvant de revêtement dans la production de bandes audio et vidéo.

Usages

La cyclohexanone est utilisée dans la production d’acide adipique pour la fabrication du nylon ; dans la préparation des résines de cyclohexanone ; et comme solvant pour la nitrocellulose, l’acétate de cellulose, les résines, les graisses, les cires, la gomme-laque, le caoutchouc et le DDT..

Définition

ChEBI : Cétone cyclique qui consiste en un cyclohexane portant un seul substituant oxo.

Référence(s) de synthèse

Journal canadien de chimie, 62, p. 1031, 1984 DOI : 10.1139/v84-171
Tetrahedron Letters, 25, p. 3309, 1984 DOI : 10.1016/S0040-4039(01)81371-X

Description générale

Un liquide incolore à jaune pâle avec une odeur agréable. Moins dense que l’eau . Point d’éclair 111°F. Vapeurs plus lourdes que l’air. Utilisé pour fabriquer du nylon, comme milieu de réaction chimique et comme solvant.

Air & Réactions de l’eau

Inflammable. Soluble dans l’eau.

Profil de réactivité

La cyclohexanone forme un peroxyde explosif avec H2O2, et réagit vigoureusement avec les matières oxydantes (acide nitrique).

Danger pour la santé

L’inhalation des vapeurs du matériau chaud peut provoquer une narcose. Le liquide peut provoquer une dermatite.

Danger pour la santé

La toxicité de la cyclohexanone chez les espèces testées s’est avérée faible à modérée. L’exposition à ses vapeurs peut produire une irritation des yeux et de la gorge. Les éclaboussures dans les yeux peuvent endommager la cornée. Chez l’homme, une exposition de 3 à 5 minutes à une concentration de 50 ppm dans l’air peut provoquer une irritation de la gorge. Chez les animaux, les symptômes de toxicité chronique dus à son inhalation sont des lésions du foie et des reins, ainsi qu’une perte de poids. Cependant, sa toxicité aiguë était faible en dessous de 3000 ppm. Les symptômes chez les cobayes étaient le larmoiement, la salivation, l’abaissement du rythme cardiaque et la narcose. Une exposition à 4000 ppm pendant 4 à 6 heures a été mortelle pour les rats et les cobayes.

La toxicité orale de ce composé était faible. L’ingestion peut provoquer une narcose et une dépression du système nerveux central. Il peut être absorbé par la peau.
Valeur DL50, cutanée (lapins) : 1000 mg/kg
Valeur DL50, intrapéritonéale (rats) : 1130 mg/kg.

Danger d’incendie

HAUTEMENT INFLAMMABLE : S’enflammera facilement sous l’effet de la chaleur, d’étincelles ou de flammes. Les vapeurs peuvent former des mélanges explosifs avec l’air. Les vapeurs peuvent se déplacer vers la source d’inflammation et provoquer un retour de flamme. La plupart des vapeurs sont plus lourdes que l’air. Elles se répandent le long du sol et s’accumulent dans des zones basses ou confinées (égouts, sous-sols, réservoirs). Risque d’explosion des vapeurs à l’intérieur, à l’extérieur ou dans les égouts. Le ruissellement vers les égouts peut créer un risque d’incendie ou d’explosion. Les conteneurs peuvent exploser lorsqu’ils sont chauffés. De nombreux liquides sont plus légers que l’eau.

Réactivité chimique

Réactivité avec l’eau Aucune réaction ; Réactivité avec les matériaux courants : Aucune réaction ; Stabilité pendant le transport : Stable ; Agents neutralisants pour les acides et les caustiques : Non pertinent ; Polymérisation : Non pertinent ; Inhibiteur de polymérisation : Non pertinent.

Allergènes de contact

Utilisée comme solvant du chlorure de polyvinyle, la cyclohexanone a provoqué une dermatite de contact chez une femme fabriquant des sacs de fluidothérapie en PVC. La cyclohexanone ne présente probablement pas de réaction croisée avec la résine de cyclohexanone. Une résine dérivée de la cyclohexanone utilisée dans les peintures et vernis a provoqué une dermatite de contact chez des peintres

Profil de sécurité

Cancérogène suspecté. Modérément toxique par ingestion, inhalation, voies sous-cutanée, intraveineuse et intrapéritonéale. Irritant pour la peau et les yeux. Effets systémiques humains par inhalation : modification de l’odorat, irritation de la conjonctive et modifications non spécifiées du système respiratoire. Irritant pour l’homme par inhalation. Des propriétés narcotiques ont également été attribuées à ce produit. Données sur les mutations humaines rapportées. Effets expérimentaux sur la reproduction. Liquide inflammable lorsqu’il est exposé à la chaleur ou à une flamme ; peut réagir vigoureusement avec les matières oxydantes. Léger risque d’explosion sous forme de vapeur, en cas d’exposition à une flamme. La réaction avec le peroxyde d’hydrogène + l’acide nitrique forme un peroxyde explosif. Pour combattre le feu, utiliser de la mousse d’alcool, de la poudre chimique ou du COa. Lorsqu’il est chauffé jusqu’à décomposition, il émet une fumée âcre et des fumées irritantes. Voir aussi KETONES et CYCLOHEXANE.

Synthèse chimique

Il peut être synthétisé à l’échelle du laboratoire par l’oxydation du cyclohexanol.

Exposition potentielle

Peut former un mélange explosif avec l’air.Le contact avec des agents oxydants ou l’acide nitrique peut provoquer une réaction aviolente. Ne pas utiliser de raccords en laiton, cuivre, bronze ou plomb. Attaque de nombreux revêtements et matières plastiques.

Carcinogénicité

Le CIRC considère les données animales pour la cyclohexanone comme des preuves inadéquates de cancérogénicité et a listé la cyclohexanone comme non classable pour sa cancérogénicité (CIRC catégorie 3).

Faits environnementaux

Biologique. Dans un inoculum de boues activées, une élimination de 96,0 % de la DCO a été obtenue. Le taux moyen de biodégradation était de 30,0 mg de DCO/g?h (Pitter, 1976).
Photolytique. Atkinson (1985) a rapporté une constante de vitesse de photo-oxydation estimée à 1,56 x 10-11cm3/molécule?sec pour la réaction de la cyclohexanone et des radicaux OH dans l’atmosphère à 298 K.Chimique/Physique. La cyclohexanone ne s’hydrolyse pas car elle n’a pas de groupe fonctionnel hydrolysable.
Avec une concentration d’influent de 1 000 mg/L, le traitement au CAG a donné une concentration d’effluent de 332 mg/L. L’adsorbabilité du carbone utilisé était de 134 mg/g de carbone (Guisti etal., 1974). De même, à des concentrations d’influent de 10, 1,0, 0,1 et 0,01 mg/L, les capacités d’adsorption du CAG étaient respectivement de 36, 6,2, 1,1 et 0,19 mg/g (Dobbs et Cohen, 1980).

Expédition

UN1915 Cyclohexanone, Classe de danger : 3;Etiquettes : 3-Liquide inflammable.

Méthodes de purification

Sécher la cyclohexanone avec du MgSO4,CaSO4, Na2SO4 ou des tamis moléculaires Linde type 13X, puis la distiller. Le cyclohexanol et les autres impuretés oxydables peuvent être éliminés par traitement avec de l’acide chromique ou du KMnO4 dilué. Une purification plus poussée est possible par conversion en composé d’addition au bisulfite, ou en semicarbazone, suivie d’une décomposition avec du Na2CO3 et d’une distillation à la vapeur. INFLAMMABLE

Incompatibilités

Peut former un mélange explosif avec l’air.Le contact avec des agents oxydants ou de l’acide nitrique peut provoquer une réaction aviolente. Ne pas utiliser de raccords en laiton, cuivre, bronze ou plomb. Attaque de nombreux revêtements et matières plastiques.

Élimination des déchets

Dissoudre ou mélanger le matériau avec un solvant combustible et brûler dans un incinérateur chimique équipé d’une postcombustion et d’un épurateur. Toutes les réglementations environnementales fédérales, nationales et locales doivent être respectées.