環己烷

環己烷
Cyclohexane	3D structure of a cyclohexane molecule
Skeletal formula of cyclohexane in its chair conformation	Ball-and-stick model of cyclohexane in its chair conformation
	IUPAC名; Cyclohexane
英文名	Cyclohexane
別名	六氫化苯
識別
CAS編號	110-82-7
PubChem	8078
ChemSpider	7787
SMILES	C1CCCCC1;
InChI	1/C6H12/c1-2-4-6-5-3-1/h1-6H2;
InChIKey	XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYAZ
Beilstein	1900225
Gmelin	1662
3DMet	B04304
UN編號	1145
ChEBI	29005
RTECS	GU6300000
DrugBank	DB03561
KEGG	C11249
性質
化學式	C6H12
摩爾質量	84.16 g·mol−1
外觀	無色液體
氣味	甜味，汽油味
密度	0.996g·cm-3
密度	0.7739g·mL-1
熔點	6.47 °C（280 K）
沸點	80.74 °C（354 K）
溶解性（水）	不混溶
溶解性	可溶於乙醚、乙醇和丙酮
蒸氣壓	78 mmHg (20 °C)
磁化率	−68.13·10−6 cm3/mol
折光度n; D	1.42662
黏度	1.02 cP at 17 °C
熱力學
ΔfHm⦵298K	−156 kJ/mol
ΔcHm⦵	−3920 kJ/mol
危險性
	GHS危險性符號;
GHS提示詞	Danger
H-術語	H225, H302, H305, H315, H336
P-術語	P210, P233, P240, P241, P242, P243, P261, P264, P271, P273, P280, P301+310, P302+352, P303+361+353
NFPA 704	3 1 0
爆炸極限	1.3–8%
PEL	TWA 300 ppm (1050 mg/m3)
	致死量或濃度：
LD50（中位劑量）	12705 mg/kg（大鼠口服）; 813 mg/kg（小鼠口服）
LCLo（最低）	17,142 ppm （小鼠，2 h）; 26,600 ppm（兔子，1 h）
相關物質
相關環烷烴	環戊烷; 環庚烷
相關化學品	環己烯; 苯
	若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

環己烷，是環烷烴的一種，也稱六氫化苯。它是一種無色，易燃，微溶於水，具有揮發性，微有刺激性氣味的液體，無腐蝕性，分子式C₆H₁₂。

環己基 (C₆H₁₁) 是一種烷基取代基，通常簡稱為Cy。^[5]

椅型構象的環己烷分子。處於直立鍵的氫原子標記為紅色，處於平伏鍵的氫原子標記為藍色。

合成編輯

現代的合成方法編輯

工業上一般是通過苯在蘭尼鎳催化氫化來合成^[6]。製造環己烷約佔全球苯需求的 11.4%。^[7]

以前的合成方法編輯

不像苯，在煤炭等自然資源中並未發現環己烷。^[8]

失敗編輯

1867年，馬塞蘭·貝特洛在高溫下用氫碘酸還原苯。^[9]^[10]
1870年，阿道夫·馮·拜爾重複了以上反應。^[11]

令人驚奇的是，他們的合成路線最終得到的產物比環己烷沸點高10℃，這一難題於1895年由Markovnikov、N.M. Kishner和Nikolay Zelinsky解決，他們將產物烷重新確定為甲基環戊烷，是由環己烷發生意想不到的重排反應生成的。

成功編輯

1894年，阿道夫·馮·拜爾以庚二酸的狄克曼縮合反應開始並後接一系列還原反應合成環己烷：

同年，E. Haworth和W.H. Perkin Jr.（1860年－1929年）以1,6-二溴己烷的武茲反應開始並以相同方式合成環己烷：

用途編輯

作為一種重要的工業原料，環己烷主要用於合成尼龍的原料己二酸和己內酰胺。^[12]

參見編輯

參考資料編輯

^ Front Matter. Nomenclature of Organic Chemistry : IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013 (Blue Book). Cambridge: The Royal Society of Chemistry. 2014: P001–P004. ISBN 978-0-85404-182-4. doi:10.1039/9781849733069-FP001.
^ Hexanaphthene 互聯網檔案館的存檔，存檔日期2018-02-12., dictionary.com
^ ^3.0 ^3.1 ^3.2 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. #0163. NIOSH.
^ ^4.0 ^4.1 Cyclohexane. Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
^ Standard Abbreviations and Acronyms (PDF). The Journal of Organic Chemistry. [2021-07-21]. （原始內容存檔 (PDF)於2018-08-01）.
^ Fred Fan Zhang, Thomas van Rijnman, Ji Soo Kim, Allen Cheng "On Present Methods of Hydrogenation of Aromatic Compounds, 1945 to Present Day" Lunds Tekniska Högskola 2008
^ Ceresana. Benzene - Study: Market, Analysis, Trends 2021 - Ceresana. www.ceresana.com. [4 May 2018]. （原始內容存檔於21 December 2017）.
^ Warnhoff, E. W. The Curiously Intertwined Histories of Benzene and Cyclohexane. J. Chem. Educ. 1996, 73 (6): 494. Bibcode:1996JChEd..73..494W. doi:10.1021/ed073p494.
^ Bertholet (1867) "Nouvelles applications des méthodes de réduction en chimie organique" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） (New applications of reduction methods in organic chemistry), Bulletin de la Société chimique de Paris, series 2, 7 : 53-65.
^ Bertholet (1868) "Méthode universelle pour réduire et saturer d'hydrogène les composés organiques" (Universal method for reducing and saturating organic compounds with hydrogen), Bulletin de la Société chimique de Paris, series 2, 9 : 8-31. From page 17: （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） "En effet, la benzine, chauffée à 280° pendant 24 heures avec 80 fois son poids d'une solution aqueuse saturée à froid d'acide iodhydrique, se change à peu près entièrement en hydrure d'hexylène, C₁₂H₁₄, en fixant 4 fois son volume d'hydrogène: C₁₂H₆ + 4H₂ = C₁₂H₁₄ … Le nouveau carbure formé par la benzine est un corps unique et défini: il bout à 69°, et offre toutes les propriétés et la composition de l'hydrure d'hexylène extrait des pétroles." (In effect, benzene, heated to 280° for 24 hours with 80 times its weight of an aqueous solution of cold saturated hydroiodic acid, is changed almost entirely into hydride of hexylene, C₁₂H₁₄, [Note: this formula for hexane (C₆H₁₄) is wrong because chemists at that time used the incorrect atomic mass for carbon.] by fixing [i.e., combining with] 4 times its volume of hydrogen: C₁₂H₆ + 4H₂ = C₁₂H₁₄ … The new carbon compound formed by benzene is a unique and well-defined substance: it boils at 69° and presents all the properties and the composition of hydride of hexylene extracted from oil.)
^ Adolf Baeyer (1870) "Ueber die Reduction aromatischer Kohlenwasserstoffe durch Jodphosphonium" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） (On the reduction of aromatic compound by phosphonium iodide [H₄IP]), Annalen der Chemie und Pharmacie, 155 : 266-281. From page 279: "Bei der Reduction mit Natriumamalgam oder Jodphosphonium addiren sich im höchsten Falle sechs Atome Wasserstoff, und es entstehen Abkömmlinge, die sich von einem Kohlenwasserstoff C₆H₁₂ ableiten. Dieser Kohlenwasserstoff ist aller Wahrscheinlichkeit nach ein geschlossener Ring, da seine Derivate, das Hexahydromesitylen und Hexahydromellithsäure, mit Leichtigkeit wieder in Benzolabkömmlinge übergeführt werden können." (During the reduction [of benzene] with sodium amalgam or phosphonium iodide, six atoms of hydrogen are added in the extreme case, and there arise derivatives, which derive from a hydrocarbon C₆H₁₂. This hydrocarbon is in all probability a closed ring, since its derivatives — hexahydromesitylene [1,3,5 - trimethyl cyclohexane] and hexahydromellithic acid [cyclohexane-1,2,3,4,5,6-hexacarboxylic acid] — can be converted with ease again into benzene derivatives.)
^ Campbell, M. Larry. Cyclohexane. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. 2011. ISBN 978-3527306732. doi:10.1002/14356007.a08_209.pub2.

[iupac2013-1] Front Matter. Nomenclature of Organic Chemistry : IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013 (Blue Book). Cambridge: The Royal Society of Chemistry. 2014: P001–P004. ISBN 978-0-85404-182-4. doi:10.1039/9781849733069-FP001.

[2] Hexanaphthene 互聯網檔案館的存檔，存檔日期2018-02-12., dictionary.com

[PGCH-3] 3.0 ^3.1 ^3.2 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. #0163. NIOSH.

[IDLH-4] 4.0 ^4.1 Cyclohexane. Immediately Dangerous to Life and Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).

[5] Standard Abbreviations and Acronyms (PDF). The Journal of Organic Chemistry. [2021-07-21]. （原始內容存檔 (PDF)於2018-08-01）.

[6] Fred Fan Zhang, Thomas van Rijnman, Ji Soo Kim, Allen Cheng "On Present Methods of Hydrogenation of Aromatic Compounds, 1945 to Present Day" Lunds Tekniska Högskola 2008

[7] Ceresana. Benzene - Study: Market, Analysis, Trends 2021 - Ceresana. www.ceresana.com. [4 May 2018]. （原始內容存檔於21 December 2017）.

[8] Warnhoff, E. W. The Curiously Intertwined Histories of Benzene and Cyclohexane. J. Chem. Educ. 1996, 73 (6): 494. Bibcode:1996JChEd..73..494W. doi:10.1021/ed073p494.

[9] Bertholet (1867) "Nouvelles applications des méthodes de réduction en chimie organique" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） (New applications of reduction methods in organic chemistry), Bulletin de la Société chimique de Paris, series 2, 7 : 53-65.

[10] Bertholet (1868) "Méthode universelle pour réduire et saturer d'hydrogène les composés organiques" (Universal method for reducing and saturating organic compounds with hydrogen), Bulletin de la Société chimique de Paris, series 2, 9 : 8-31. From page 17: （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） "En effet, la benzine, chauffée à 280° pendant 24 heures avec 80 fois son poids d'une solution aqueuse saturée à froid d'acide iodhydrique, se change à peu près entièrement en hydrure d'hexylène, C₁₂H₁₄, en fixant 4 fois son volume d'hydrogène: C₁₂H₆ + 4H₂ = C₁₂H₁₄ … Le nouveau carbure formé par la benzine est un corps unique et défini: il bout à 69°, et offre toutes les propriétés et la composition de l'hydrure d'hexylène extrait des pétroles." (In effect, benzene, heated to 280° for 24 hours with 80 times its weight of an aqueous solution of cold saturated hydroiodic acid, is changed almost entirely into hydride of hexylene, C₁₂H₁₄, [Note: this formula for hexane (C₆H₁₄) is wrong because chemists at that time used the incorrect atomic mass for carbon.] by fixing [i.e., combining with] 4 times its volume of hydrogen: C₁₂H₆ + 4H₂ = C₁₂H₁₄ … The new carbon compound formed by benzene is a unique and well-defined substance: it boils at 69° and presents all the properties and the composition of hydride of hexylene extracted from oil.)

[11] Adolf Baeyer (1870) "Ueber die Reduction aromatischer Kohlenwasserstoffe durch Jodphosphonium" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） (On the reduction of aromatic compound by phosphonium iodide [H₄IP]), Annalen der Chemie und Pharmacie, 155 : 266-281. From page 279: "Bei der Reduction mit Natriumamalgam oder Jodphosphonium addiren sich im höchsten Falle sechs Atome Wasserstoff, und es entstehen Abkömmlinge, die sich von einem Kohlenwasserstoff C₆H₁₂ ableiten. Dieser Kohlenwasserstoff ist aller Wahrscheinlichkeit nach ein geschlossener Ring, da seine Derivate, das Hexahydromesitylen und Hexahydromellithsäure, mit Leichtigkeit wieder in Benzolabkömmlinge übergeführt werden können." (During the reduction [of benzene] with sodium amalgam or phosphonium iodide, six atoms of hydrogen are added in the extreme case, and there arise derivatives, which derive from a hydrocarbon C₆H₁₂. This hydrocarbon is in all probability a closed ring, since its derivatives — hexahydromesitylene [1,3,5 - trimethyl cyclohexane] and hexahydromellithic acid [cyclohexane-1,2,3,4,5,6-hexacarboxylic acid] — can be converted with ease again into benzene derivatives.)

[Campbell2011-12] Campbell, M. Larry. Cyclohexane. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. 2011. ISBN 978-3527306732. doi:10.1002/14356007.a08_209.pub2.

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環己烷

合成 編輯

現代的合成方法 編輯

以前的合成方法 編輯

失敗 編輯

成功 編輯

用途 編輯

參見 編輯

參考資料 編輯