Nē, cikloheksanons nav aromātisks.Lai gan tas satur sešu -locekļu oglekļa gredzenu, kas ir līdzīgs benzolam, cikloheksanonam ir ne-plakana krēsla uzbūve, tam trūkst nepārtrauktas konjugētas π-elektronu sistēmas un tas neatbilst Hīkela likumam (4n+2 π cikliski, pilnībā savienotā sistēmā). Tās gredzena oglekli lielā mērā ir sp³-hibridizēti, un vienīgā esošā π-elektronu sistēma ir lokalizēta karbonilgrupa (C=O) -, nevis delokalizēta gredzenu sistēma. Tāpēc cikloheksanons ir klasificēts kāalifātiskais cikliskais ketons, nevis aromātisks savienojums.
Cikloheksanona molekulārā struktūra
Cikloheksanons (C₆H₁₀O, CAS 108-94-1)sastāv no sešu -locekļu oglekļa gredzena, kurā viens ogleklis ir aizstāts ar karbonilgrupu (C=O). Atšķirībā no benzola, kas ir plakans un pilnībā konjugēts, cikloheksanona gredzenam ir trīsdimensijukrēsla uzbūve, ar karbonilgrupas oglekli un diviem blakus esošajiem oglekļa atomiem ir aptuveni vienāds, savukārt pārējais gredzens izvelk no plaknes - tāda pati vispārējā forma, kāda redzama cikloheksānā, tikai ar vienu CH₂, kas aizstāts ar C=O.
Kas padara savienojumu aromātisku?
Saskaņā ar Hükela likumu, savienojumam ir jāsatiekasčetri nosacījumijāklasificē kā aromātisks:
| Prasība | Nozīme | Kāpēc tas ir svarīgi |
|---|---|---|
| Ciklisks | Konstrukcijai jāveido slēgts gredzens | Bez gredzena nav ceļa nepārtrauktai elektronu delokalizācijai |
| Plakans | Visiem gredzena atomiem jāatrodas vienā plaknē (vai ļoti tuvu tai). | Planaritāte ļauj p-orbitālēm izlīdzināties un nepārtraukti pārklāties ap gredzenu |
| Pilnībā konjugēts | Katram gredzena atomam ir jābūt ap{0}}orbitālai, kas ir pieejama pārklāšanai (parasti izmantojot mainīgas dubultās saites) | Konjugācijas pārtraukumi (piemēram, sp³ ogleklis) bloķē elektronu delokalizāciju |
| 4n+2 π elektroni | Gredzena delokalizētajam π-elektronu skaitam jāatbilst formulai 4n+2 (n=0, 1, 2...) | Šis elektronu skaits atbilst īpaši stabilam, pilnībā piepildītam savienojošo molekulāro orbitāļu komplektam |
Kāpēc cikloheksanons nav aromātisks?
Ne{0}}plāna gredzena struktūra
Cikloheksanona gredzenam ir saburzīta krēsla uzbūve, nevis plakana plakne. Šī trīs-dimensiju ģeometrija novērš nepārtrauktu, blakus--blakus p-orbitālo izlīdzināšanu, kas nepieciešama aromātiskām sistēmām, jo lielākā daļa gredzena oglekļa ir tetraedriski (sp³), nevis plakani (sp²).
Nav nepārtrauktas π konjugācijas
Aromātiskumam ir nepieciešama nepārtraukta p-orbitāļu ķēde ap visu gredzenu. Cikloheksanonā pieci no sešiem gredzena oglekļa atomiem ir sp³-hibridizēti (vienreizēji saistīti, piesātināti oglekli), kuriem nav konjugācijai pieejama p-orbitāle. Tikai karbonilogleklis un skābeklis veido π-elektronu sistēmu, un tā ir izolēta, nevis dalīta ar pārējo gredzenu.
Nepilda Hīkela noteikums
Tā kā nav konjugētu p-orbitāļu nepārtraukta gredzena, vispirms nav delokalizēta π-elektronu skaita, ko novērtēt saskaņā ar 4n+2 noteikumu. Hīkela noteikums vienkārši neattiecas uz sistēmu, kas nav pilnībā konjugēta un ir plakana, sākot ar -, cikloheksanons neatbilst agrākām strukturālām prasībām.
Lokalizēta karbonila saite
C=O saite cikloheksanonā darbojas kā tipisks ketona karbonilgrupa: reaģējošs, polarizēts un lokalizēts tikai karbonilgrupas oglekļa un skābekļa atomos. Tas būtiski atšķiras no benzola π sistēmas, kur visas sešas p-orbitāles pārklājas vienā delokalizētā elektronu mākonī, kas izplatās pa visu gredzenu.
Aromātiskuma novērtējuma kopsavilkums
| Prasība | Cikloheksanons |
|---|---|
| Ciklisks | ✓ |
| Plakans | ✗ |
| Pilnībā konjugēts | ✗ |
| 4n+2 π elektroni (delokalizēti) | ✗ (nav piemērojams - bez pilnas konjugācijas) |
| Aromātisks | Nē |
Cikloheksanons pret benzolu
| Funkcija | Cikloheksanons | Benzīns |
|---|---|---|
| Struktūra | Sešu -locekļu gredzens ar vienu karbonilgrupu | Sešu{0}}locekļu gredzens, pilnībā konjugēts |
| Hibridizācija | Pārsvarā sp³ (gredzena ogleklis), sp² pie karboniloglekli | Visi oglekli sp² |
| Elektronu delokalizācija | Lokalizēts tikai C=O | Pilnībā delokalizēts pāri gredzenam |
| Aromātiskums | Nav aromātisks (alifātiskais cikliskais ketons) | Aromātisks |
| Tipiskas reakcijas | Nukleofīlā pievienošana, reducēšana, oksidēšana, enolizācija | Elektrofīlā aromātiskā aizstāšana |
| Rūpnieciskai izmantošanai | Neilona prekursors, rūpnieciskais šķīdinātājs, ķīmiskais starpprodukts | Stirola, fenola un citu aromātisku ķīmisku vielu prekursors |
Salīdzinājumam ir nozīme, jo cikloheksanona reaktivitāti regulē tā karbonilgrupa, nevis aromātiskais gredzens, - tieši tāpēc ķīmiskajā sintēzē tas uzvedas tik atšķirīgi no benzola, neskatoties uz virspusējo "sešu{1}locekļu oglekļa gredzena" līdzību.
Cikloheksanona ķīmiskās īpašības
Cikloheksanona reaktivitāte ir vērsta uz tā karbonilgrupu (C=O), kas padara to noderīgu vairākās klasiskās organiskās pārvērtībās:
- Nukleofīlā pievienošana- karbonilogleklis ir elektrofīls, ļaujot nukleofīliem (piemēram, Grinnāra reaģentiem vai hidrīda avotiem) pievienoties pāri C=O saitei.
- Samazinājums- cikloheksanonu var reducēt par cikloheksanolu, izmantojot reducētājus, piemēram, nātrija borhidrīdu, vai katalītisko hidrogenēšanu.
- Oksidācija- spēcīgi oksidējošos apstākļos gredzenu var sašķelt, veidojot adipīnskābi, svarīgu neilona prekursoru.
- Enolizācija- tāpat kā citi ketoni, cikloheksanons var veidot enola tautomēru, padarot alfa-oglekli reaģējošus kondensācijas un alkilēšanas reakcijās.
- Hidrogenēšanas izejvielaPats - cikloheksanons parasti tiek ražots rūpnieciski, daļēji hidrogenējot fenolu vai oksidējot cikloheksānu.
Cikloheksanona fizikālās īpašības (CAS 108-94-1)
| Īpašums | Vērtība |
|---|---|
| Ķīmiskais nosaukums | Cikloheksanons |
| CAS numurs | 108-94-1 |
| Molekulārā formula | C₆H₁₀O |
| Molekulmasa | 98,14 g/mol |
| Izskats | Bezkrāsains līdz gaiši dzeltens, eļļains šķidrums |
| Smarža | Piparmētra, acetons{0}}līdzīgs |
| Vārīšanās punkts | ~155,6–156 grādi |
| Kušanas punkts | ~-31 grādi līdz -47 grādiem (atšķiras atkarībā no avota/tīrības) |
| Blīvums (20 grādi) | 0,9478 g/cm³ |
| Uzliesmošanas punkts | ~44 grādi (slēgtā kauss) |
| Šķīdība ūdenī | ~23 g/l pie 25 grādiem |
| Šķīdība | Šķīst spirtā, ēterī, benzolā un hloroformā |
Kāpēc tā ne{0}}aromātiskajai struktūrai ir nozīme rūpniecībā
Tā varētu šķist tīri akadēmiska atšķirība, taču cikloheksanona aromātiskuma trūkums ir tieši atbildīgs par tā rūpniecisko vērtību. Tā kā tā reaktivitāti nosaka lokalizēta, reaktīva karbonilgrupa, nevis stabils aromātiskais gredzens, cikloheksanons viegli iziet gredzena -atvēršanas oksidācijas reakcijas, kas nepieciešamas, lai iegūtu adipīnskābi un kaprolaktāmu -, kas ir attiecīgi divi galvenie neilona 6, 6 un neilona 6 prekursori. Turpretim aromātiskais gredzens pretojas šāda veida reaktīvām transformācijām tieši tāpēc, ka tā delokalizētā elektronu sistēma ir tik stabila. Īsāk sakot: cikloheksanona karbonilgrupas reaktivitāte -, ko nodrošina tā ne-aromātiskā struktūra -, padara to noderīgu kā šķīdinātāju, ķīmisku starpproduktu un neilona prekursoru.
Cikloheksanona parastie rūpnieciskie lietojumi
- Neilona ražošana- primārais rūpnieciskais lietojums kā adipīnskābes (neilonam 6,6) un kaprolaktāma (neilonam 6) prekursors.
- Krāsas un pārklājumi- izmanto kā šķīdinātāju, īpaši pārklājumiem, kas satur nitrocelulozi, vinilhlorīda polimērus un metakrilāta polimērus.
- Sveķi un līmvielas- izšķīdina virkni dabisko un sintētisko sveķu, vasku un celulozes.
- Drukas tintes- novērtēta tās maksātspējas un kontrolēta iztvaikošanas ātruma dēļ.
- Elektronikas ražošana- izmanto noteiktos tīrīšanas un formulēšanas procesos.
- Pesticīdu un agroķīmisko preparātu sastāvs- kalpo kā šķīdinātājs dažādiem herbicīdiem un citām aktīvajām sastāvdaļām.
- Vispārējs ķīmiskais starpprodukts- izmanto organiskās sintēzes, koka traipu, krāsu un laku noņemšanas līdzekļos un metālu attaukošanā.
Drošības apsvērumi
Cikloheksanons ir uzliesmojošs, viegli uzliesmojošs šķidrums, kam nepieciešami standarta piesardzības pasākumi saistībā ar šķīdinātāju{0}}apstrādi:
- Uzliesmošanas punktsaptuveni 44 grādi (slēgtā traukā) nozīmē, ka tas jātur prom no atklātas liesmas, dzirkstelēm un citiem aizdegšanās avotiem, īpaši siltākos uzglabāšanas apstākļos.
- Ventilācija: izmantojiet labi vēdināmās-vietās vai vietējās izplūdes/velkmes nosūcēja nosūcēs, jo tvaiki ir smagāki par gaisu un var uzkrāties zemu-gulošās vai slēgtās telpās.
- Uzglabāšana: glabāt cieši noslēgtos traukos prom no spēcīgiem oksidētājiem - cikloheksanons var veidot sprādzienbīstamus peroksīdus ar ūdeņraža peroksīdu un spēcīgi reaģē ar tādiem materiāliem kā slāpekļskābe.
- IAL: izmantojiet ķīmiski{0}}izturīgus cimdus un acu aizsargus, lai izvairītos no saskares ar ādu un acīm, jo cikloheksanons ir kairinošs.
- Vienmēr skatiet pašreizējo drošības datu lapu (SDS), lai uzzinātu, kā rīkoties, uzglabāt un ekspozīcijas{0}}ierobežojums, kas attiecas uz jūsu produkta pakāpi.
Bieži uzdotie jautājumi
Vai cikloheksanons ir aromātisks?
Nē. Cikloheksanons ir ne-aromātisks, alifātisks ciklisks ketons. Tam ir sešu -locekļu gredzens, taču tam trūkst aromātiskumam nepieciešamās plakanības un nepārtrauktas konjugācijas.
Vai cikloheksanons ir alifātisks?
Jā. Tā kā cikloheksanons nav aromātisks, tas tiek klasificēts kā alifātisks (konkrēti, aliciklisks) savienojums - cikliska struktūra bez aromātiskām īpašībām.
Vai cikloheksanons ir anti-aromātisks?
Nē. Anti-aromātiskumam nepieciešams plakans, pilnībā konjugēts gredzens ar 4n π elektroniem, kas destabilizē. Cikloheksanons vispār neatbilst plakanuma vai konjugācijas prasībām, tāpēc tas vienkārši nav -aromātisks -, nevis anti-aromātisks.
Kāpēc cikloheksanons nav aromātisks?
Tā kā tā gredzens nav -planārs (krēsla konformācija), lielākā daļa tā gredzena oglekļa ir sp³-hibridizēti, nevis sp², un tam trūkst nepārtrauktas, delokalizētas π-elektronu sistēmas ap gredzenu -, kas viss ir nepieciešams aromātiskumam saskaņā ar Hīkela likumu.
Vai cikloheksanons ievēro Hükela likumu?
Hikela noteikums neattiecas uz cikloheksanonu, jo noteikums novērtē tikai π-elektronu skaitu sistēmās, kas jau ir plakanas un pilnībā konjugētas - nosacījumi, kurus cikloheksanons vispirms neapmierina.
Vai cikloheksanons ir plakans?
Nē. Cikloheksanona gredzenam ir trīsdimensiju krēsla uzbūve, kas ir līdzīga cikloheksānam, nevis atrodas plakaniski kā benzols.
Kādu funkcionālo grupu satur cikloheksanons?
Cikloheksanons satur ketona funkcionālo grupu (karbonilgrupu, C=O, kas saistīta ar diviem oglekļa atomiem gredzenā).
Vai cikloheksanons ir ketons?
Jā. Tas ir ciklisks ketons - sešu-locekļu oglekļa gredzens, kurā viens gredzena ogleklis ir aizstāts ar karbonilgrupu.
Kā cikloheksanons atšķiras no benzola?
Cikloheksanonam ir ne-planārs, galvenokārt sp³-hibridizēts gredzens ar lokalizētu karbonilgrupu, savukārt benzols ir plakans, pilnībā konjugēts gredzens ar sešiem delokalizētiem π elektroniem. Šī strukturālā atšķirība nozīmē, ka cikloheksanons reaģē galvenokārt ar nukleofīlo pievienošanu un oksidēšanu tā karbonilgrupā, savukārt benzols reaģē, izmantojot elektrofīlo aromātisko aizvietošanu.
Kāpēc cikloheksanons ir svarīgs neilona ražošanā?
Tā reaktīvā, ne{0}}aromātiskā karbonilgrupa ļauj to viegli oksidēt par adipīnskābi vai pārvērst par kaprolaktāmu -, kas ir divi galvenie monomēri, ko izmanto attiecīgi neilona 6,6 un neilona 6 ražošanai.
Cikloheksanona piegādātājs (CAS 108-94-1)
Tianjin Gnee Biotech Co., Ltd. piegādesrūpnieciskās -klases cikloheksanons (CAS 108-94-1) neilona ražošanai, pārklājumiem un šķīdinātāju lietojumiem, un ir pieejama pilna SDS, COA un TDS dokumentācija. Sazinieties ar mums, lai uzzinātu specifikācijas, cenas un lielapjoma pasūtījumu atbalstu.