环己酮肟的合成与应用

2026/7/23 8:01:52 作者:风华

简述

环己酮肟(Cyclohexanone oxime)是一种分子式为C6H11NO的机化合物,主要用于生产尼龙-6和工程塑料,在化工领域具有重要地位[1]。常温下,环己酮肟可以稳定存在,性状为白色晶体或粉末,可溶于水、乙醇、醚、甲醇等溶剂。

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合成研究

传统工业中环己酮肟的生产方法主要是羟胺法,该方法不仅中间步骤多,还因为羟胺和大量硫酸的引入,造成了严重的环境污染,同时副产大量低值硫酸铵,使得生产效益受到影响。因此,人们一直致力于开发新的合成路线。随后发展出了环己酮肟化的多步液相催化法等,但这些方法一般都需经多步反应合成,工艺繁琐。由此可见,简化和绿色工艺已成为环己酮肟生产工艺的主要研究方向[1]。下面,就文献报道的的环己酮肟的几种合成方法进行介绍:

方法一

以Al2O3-SiO2为催化剂,用双氧水氧化环己胺制备环己酮肟。实验考察了溶剂用量、催化剂用量、反应时间和反应温度等因素对催化性能的影响。结果表明,在溶剂乙腈与环己胺体积比为3:1,催化剂质量分数31.0%,75℃反应5h后的环己胺转化率为100%,环己酮肟选择性可达83.6%[2]

方法二

环己酮肟生产技术还公开了一种异丙醇氧化制过氧化氢与氨氧化制环己酮肟的集成工艺。其中,异丙醇氧化制过氧化氢工艺包括异丙醇氧化,氧化产物分离和丙酮加氢,其特征在于,氧化产物分离塔底产出的过氧化氢,异丙醇,水和丙酮的混合物直接引入环己酮氨氧化反应器,环己酮氨氧化反应器中过氧化氢与环己酮的摩尔比为1.0~1.3,氨与环己酮的摩尔比为1.5~2.0,每摩尔环己酮用催化剂3~10克,水与异丙醇的质量比为2:1~1:2,在100~300℃,常压~0.3MPa的条件下反应0.25~12小时得到含有环己酮肟的粗产品。该方法的优点在于:反应效率较高,环己酮的转化率高于99%,环己酮肟的选择性高于98%。上述集成工艺可降低生产成本,并解决了过氧化氢的储运问题[3]

应用

6‑氨基己腈是一种重要的化学中间体,如其通过加氢反应可用于生产1,6-己二胺。1,6-己二胺绝大部分可用于合成尼龙66和610树脂,也可用以合成聚氨酯树脂、离子交换树脂和亚己基二异氰酸酯,以及用作脲醛树脂、环氧树脂等的固化剂,有机交联剂等[4]。环己酮肟则是合成该重要工业产品的原料。相关工艺包括如下步骤:将环己酮肟,溶剂和载气的气态混合物进行重排反应,得到重排反应物料;将重排反应物料与氨气混合进行氨化脱水反应,得到6-氨基己腈。该工艺通过将环己酮肟经过两步反应直接制备6-氨基己腈,省略了中间产物己内酰胺的分离提纯过程,大幅度缩短工艺流程,减少设备及工艺成本,同时避免了己内酰胺在提纯过程中的损失,也能够充分利用重排反应物料携带的热量,降低能耗。重排反应副产物在氨化脱水过程中可重新转化为己内酰胺,有助于提高6-氨基己腈产品的选择性,反应效果好,有利于工业化实施[5]

有关研究

研究人员利用β-环糊精对有机物的增溶和活化性能将β-环糊精应用于环己酮肟水解脱保护反应,系统地研究了β-环糊精催化性能、反应温度、β-环糊精的量、酸的用量和种类等对环己酮肟水解脱保护反应的影响。实验结果表明,β-环糊精通过和酸共同作用,可以显著地催化环己酮肟脱保护反应,在60℃ β-环糊精加入时,反应的收率从73%提高到92%。酸及其添加的量对反应也具有明显作用,强酸对脱保护反应的效果明显优于弱酸[6]

参考文献

[1]王思捷.环己烷一步氨氧化制备环己酮肟反应的研究[D].湖南师范大学,2014.

[2]高美香,罗东,毛丽秋,et al.Al2O3-SiO2催化环己胺氧化制备环己酮肟[J].应用化学, 2013.DOI:CNKI:SUN:YYHX.0.2013-01-006.

[3]米镇涛,梁新华,王亚权,等.异丙醇氧化制过氧化氢与氨氧化制环己酮肟的集成工艺:CN 200410018609[P].

[4]崔炳春,柴勇利,李明,et al.一种气相法制备6-氨基己腈的方法:202411776450[P].

[5]徐林,王铖,何成义,等.一种由环己酮肟制备6-氨基己腈的方法:CN202110399976.0[P].

[6]石东坡,纪红兵,胡晓芳,等.β-环糊精促进环己酮肟水解脱保护生成环己酮[J].化工学报, 2008.DOI:CNKI:SUN:HGSZ.0.2008-09-016.

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