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| 名前 | |||
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| 推奨されるIUPAC名
シクロヘキサン[2] | |||
| その他の名前
ヘキサナフテン（古語）[1]
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| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| 3DMet |
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| 1900225 | |||
| チェビ |
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ドラッグバンク |
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| ECHA 情報カード | 100.003.461 | ||
| 1662 | |||
| ケッグ |
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パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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| 国連番号 | 1145 | ||
CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| Ｃ6Ｈ12 | |||
| モル質量 | 84.162 グラムモル−1 | ||
| 外観 | 無色の液体 | ||
| 臭い | 甘い、ガソリンのような | ||
| 密度 | 0.7739 g/ml (液体); 0.996 g/ml (固体) | ||
| 融点 | 6.47 °C (43.65 °F; 279.62 K) | ||
| 沸点 | 80.74 °C (177.33 °F; 353.89 K) | ||
| 混ざらない | |||
| 溶解度 | エーテル、アルコール、アセトンに可溶 | ||
| 蒸気圧 | 78 mmHg（20℃）[3] | ||
磁化率（χ）
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−68.13·10 −6 cm 3 /モル | ||
屈折率( n D )
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1.42662 | ||
| 粘度 | 17℃で 1.02 cP | ||
| 危険 | |||
| GHSラベル: | |||
   
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| 危険 | |||
| H225、H304、H315、H336 | |||
| P210、P233、P240、P241、P242、P243、P261、P264、P271、P273、P280、P301+P310、P302+P352、P303+P361+P353、P304+P340、P312、P321、P331、P332+P313、P362、P370+P378、P391、P403+P233、P403+P235、P405、P501 | |||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
| 引火点 | −20 °C (−4 °F; 253 K) | ||
| 245 °C (473 °F; 518 K) | |||
| 爆発限界 | 1.3～8% [3] | ||
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |||
LD 50 (平均投与量)
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12705 mg/kg（ラット、経口） 813 mg/kg（マウス、経口）[4] | ||
LC Lo (公表最低額)
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17,142 ppm（マウス、2 時間） 26,600 ppm（ウサギ、1時間）[4] | ||
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |||
PEL (許可)
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TWA 300 ppm（1050 mg/m 3）[3] | ||
REL (推奨)
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TWA 300 ppm（1050 mg/m 3）[3] | ||
IDLH（差し迫った危険）
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1300ppm [3] | ||
| 熱化学 | |||
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
−156 kJ/モル | ||
標準燃焼エンタルピー （Δ c H ⦵ 298） |
−3920 kJ/モル | ||
| 関連化合物 | |||
関連するシクロアルカン
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シクロペンタン シクロヘプタン | ||
関連化合物
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シクロヘキセン ベンゼン | ||
| 補足データページ | |||
| シクロヘキサン（データページ） | |||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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シクロヘキサンは、分子式C 6 H 12のシクロアルカンである。シクロヘキサンは非極性である。シクロヘキサンは無色の可燃性液体で、独特の洗剤のような匂いがあり、洗浄剤（洗浄剤に使用されることもある）を思わせる。シクロヘキサンは主に、ナイロンの原料であるアジピン酸とカプロラクタムの工業生産に使用されている。[5]
シクロヘキシル（C 6 H 11）はシクロヘキサンのアルキル置換基であり、 Cyと略される。[6]
生産
モダンな
工業規模では、シクロヘキサンはラネーニッケル触媒の存在下でベンゼンを水素化することによって生産されます。[7] シクロヘキサンの生産者は、ベンゼンの世界需要の約11.4％を占めています。[8]この反応は、ΔH（500 K）= -216.37 kJ / molと非常に発熱的です。脱水素は300°Cを超えると顕著に始まり、脱水素に有利なエントロピーを反映しています。[9]
早い
ベンゼンとは異なり、シクロヘキサンは石炭などの天然資源には含まれていません。このため、初期の研究者はシクロヘキサンのサンプルを合成しました。[10]
失敗
- 1867年、マルセリン・ベルトロは 高温でヨウ化水素酸を使ってベンゼンを還元した。 [11] [12]
- 1870年、アドルフ・フォン・バイヤーはこの反応を繰り返し[13]、同じ反応生成物を「ヘキサヒドロベンゼン」と発音した。
- 1890年、ウラジミール・マルコフニコフはコーカサスの石油から同じ化合物を蒸留できると信じ、その調合物を「ヘキサナフテン」と名付けた。[要出典]
驚いたことに、シクロヘキサンの沸点はヘキサヒドロベンゼンやヘキサナフテンよりも 10 °C 高かったが、この謎は 1895 年にマルコフニコフ、NM キシュナー、ニコライ ゼリンスキーによって、予期せぬ転位反応の結果として「ヘキサヒドロベンゼン」と「ヘキサナフテン」がメチルシクロペンタンとして再割り当てされたときに解決されました。
成功
1894 年、バイヤーはピメリン酸のケトン化とそれに続く複数の還元反応からシクロヘキサンを合成しました。
同年、E. ハワースと WH パーキン・ジュニア (1860–1929) は、1,6-ジブロモヘキサンの ウルツ反応によってこれを合成しました。
反応と用途
シクロヘキサンは反応性が低いが、触媒酸化によりシクロヘキサノンとシクロヘキサノールを生成する。シクロヘキサノンとシクロヘキサノールの混合物は「KAオイル」と呼ばれ、ナイロンの原料であるアジピン酸とカプロラクタムの原料となる。年間数百万キログラムのシクロヘキサノンとシクロヘキサノールが生産されている。[9]
一部のブランドの修正液では溶剤として使用されています。シクロヘキサンは非極性有機溶剤として使用されることもありますが、この目的ではn-ヘキサンの方が広く使用されています。多くの有機化合物は高温のシクロヘキサンでは溶解性が高く、低温では溶解性が低いため、 再結晶溶剤としてよく使用されます。
シクロヘキサンは、−87.1℃で結晶間転移を起こすため、示差走査熱量測定（DSC）装置の校正にも使用される。 [14]
シクロヘキサン蒸気は、熱処理装置の製造において、真空浸炭炉で使用されます。
適合
6 頂点のエッジ リングは、完全な六角形の形状には適合しません。平坦な 2D 平面六角形の配座は、結合が 109.5 度ではないため、かなりの角度歪みがあります。また、すべての結合が重なり合った結合であるため、ねじれ歪みもかなり大きくなります。したがって、ねじれ歪みを減らすために、シクロヘキサンは椅子型配座と呼ばれる 3 次元構造を採用し、椅子型フリップと呼ばれるプロセスによって室温で急速に相互変換します。椅子型フリップ中には、最も不安定な配座である半椅子型、より安定したボート型、およびボート型よりも安定しているが椅子型よりはるかに不安定なツイスト ボート型の 3 つの中間配座に遭遇します。椅子型とツイスト ボート型はエネルギーが最小であるため、コンフォーマーです。一方、半椅子型とボート型は遷移状態であり、エネルギーが最大になります。椅子型配座がシクロヘキサンの最も安定した構造であるという考えは、1890年にヘルマン・ザクセによって初めて提唱されましたが、広く受け入れられたのはずっと後になってからでした。新しい配座では、炭素が109.5°の角度になります。水素の半分は環の平面（エクアトリアル）にあり、残りの半分は平面に垂直（アキシャル）にあります。この配座により、シクロヘキサンの最も安定した構造が可能になります。シクロヘキサンには、ボート型配座として知られる別の配座がありますが、これはわずかに安定した椅子型構造に相互変換します。シクロヘキサンが大きな置換基で一置換されている場合、置換基はエクアトリアル位置に結合している可能性が高く、これがわずかに安定した配座であるためです。
シクロヘキサンは、すべてのシクロアルカンの中で最も低い角度とねじりひずみを持っています。その結果、シクロヘキサンは総環ひずみが 0 であると見なされています。
固相
シクロヘキサンには2つの結晶相がある。186 Kから融点280 Kの間で安定する高温相Iは塑性結晶であり、分子がある程度の回転自由度を保持していることを意味する。低温（186 K未満）相IIは秩序化している。他の2つの低温（準安定）相IIIとIVは、30 MPaを超える中程度の圧力を加えることで得られ、相IVは重水素化シクロヘキサンでのみ出現する（圧力を加えるとすべての遷移温度の値が上昇する）。[15]
ここで、Z は単位セルあたりの構造単位の数です。単位セル定数 a、b、c は、指定された温度 T と圧力 P で測定されました。
参照
- フリックスボロー災害、シクロヘキサンの爆発によって引き起こされた大規模な産業事故
- ヘキサン
- リングフリップ
- シクロヘキサン（データページ）
参考文献
- ^ 「ヘキサナフテン」。dictionary.com。2018年2月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「前書き」。有機化学命名法：IUPAC勧告および推奨名称2013（ブルーブック）。ケンブリッジ：王立化学協会。2014年。pp. P001–P004。doi ：10.1039/9781849733069- FP001。ISBN 978-0-85404-182-4。
- ^ abcde NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド。「#0163」。国立労働安全衛生研究所(NIOSH)。
- ^ ab 「シクロヘキサン」。生命または健康に直ちに危険となる濃度（IDLH）。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）。
- ^ Campbell, M. Larry (2011). 「シクロヘキサン」. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . doi :10.1002/14356007.a08_209.pub2. ISBN 978-3527306732。
- ^ 「標準略語と頭字語」（PDF）。有機化学ジャーナル。
- ^ フレッド・ファン・チャン;トーマス・ファン・レインマン。キム・ジス;アレン・チェン (2008)。 「芳香族化合物の水素化の現在の方法について、1945 年から現在まで」。ルンド・テクニスカ・ヘグスコラ。
- ^ Ceresana. 「ベンゼン - 調査：市場、分析、トレンド 2021 - Ceresana」www.ceresana.com 。 2017年12月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年5月4日閲覧。
- ^ ab マイケル・タトル・マッサー (2005)。 「シクロヘキサノールとシクロヘキサノン」。ウルマンの工業化学百科事典。ワインハイム: ワイリー-VCH。土井：10.1002/14356007.a08_217。ISBN 978-3527306732。
- ^ Warnhoff, EW (1996). 「ベンゼンとシクロヘキサンの奇妙に絡み合った歴史」J. Chem. Educ. 73 (6): 494. Bibcode :1996JChEd..73..494W. doi :10.1021/ed073p494.
- ^ ベルトレ (1867)。 「Nouvelles Applications des methodes de réduction en chimieorganique」[有機化学における還元法の新しい応用]。Bulletin de la Société Chimique de Paris (フランス語)。シリーズ 2 (7): 53–65。
- ^ ベルトレ (1868)。 「Méthode Universelle pour réduire et saturer d'hydrogène les composés organiques」[有機化合物を水素で還元し飽和させるための普遍的な方法]。Bulletin de la Société Chimique de Paris (フランス語)。シリーズ 2 (9): 8 ～ 31。
En effet、la benzine、chauffée à 280° ペンダント 24 時間 avec 80 fois Son poids d'une solution aqueuse saturée à froid d'acide ioddrique、se Change à peu près entièrement en hydure d'hexylène、C
12
H
14
、en fixant 4 水素化水素の体積: C
12
H
6
+ 4H
2
= C
12
H
14
… ベンジンによるヌーボー カルブレの形成と独自の定義: 69° での使用、プロプリエテスと組成の制御ヒドリュール デヘキシレン エクストライット デ ペトロール。
[実際、ベンゼンを280°で24時間加熱し、その重量の80倍の冷たい飽和ヨウ化水素酸水溶液に浸すと、ほぼ完全にヘキシレンの水素化物、C 12 H 14に変化します。[注: この式はヘキサンの場合です( C 6 H 14）は、当時の化学者が炭素の原子量を間違って使用していたため間違いでした。] 4倍の体積の水素を固定（結合）することで：C 12 H 6 + 4H 2 = C 12 H 14 新しいベンゼンによって形成される炭素化合物は、独特で明確に定義された物質です。沸点は 69° で、石油から抽出されたヘキシレンの水素化物のすべての特性と組成を備えています。)] - ^ アドルフ・バイヤー (1870)。 「Ueber die Reduction Aerotischer Kohlenwasserstoffe durch Jodphosphonium」[ヨウ化ホスホニウム [H 4 IP]による芳香族化合物の還元について]。化学と薬局のアナレン。55：266–281。
Bei der Reduction mit Natriumamalgam oder Jodphosphonium addiren sich im höchsten Falle sechs Atome Wasserstoff、und es entstehen Abkömmlinge、die sich von einem Kohlenwasserstoff C
6
H
12ableiten
。 Dieser Kohlenwasserstoff ist aller Wahrscheinlichkeit nach ein geschlossener Ring, da seine Derivate, das Hexahydromesitylen und Hexahydromelithsäure, mit Leichtigkeit wieder in Benzolabkömmlinge übergeführtrden können.
[ナトリウムアマルガムまたはヨウ化ホスホニウムによる[ベンゼンの]還元中に、極端な場合には6個の水素原子が付加され、炭化水素C 6 H 12に由来する誘導体が生成される。この炭化水素は、その誘導体であるヘキサヒドロメシチレン [1,3,5 - トリメチル シクロヘキサン] やヘキサヒドロメリット酸 [シクロヘキサン-1,2,3,4,5,6-ヘキサカルボン酸] に変換できるため、おそらく閉環であると考えられます。再びベンゼン誘導体に簡単に変換できます。] - ^ Price, DM (1995). 「示差走査熱量計の温度校正」.熱分析ジャーナル. 45 (6): 1285–1296. doi :10.1007/BF02547423. S2CID 97402835.
- ^ ab Mayer, J.; Urban, S.; Habrylo, S.; Holderna, K.; Natkaniec, I.; Würflinger, A.; Zajac, W. (1991). 「高圧下における C6H12 および C6D12 シクロヘキサンの中性子散乱研究」. Physica Status Solidi B. 166 ( 2): 381. Bibcode :1991PSSBR.166..381M. doi :10.1002/pssb.2221660207.
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、シクロヘキサンに関連するメディアがあります。
- 国際化学物質安全性カード 0242
- 国家汚染物質目録 – シクロヘキサンファクトシート
- NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド
- シクロヘキサン@3Dchem
- ヘルマン・ザクセと椅子の形状の最初の提案。
- NLM 有害物質データバンク – シクロヘキサン
- 宇宙でメタノールが発見される
- シクロヘキサンの蒸気圧、液体密度、動的液体粘度、表面張力の計算
- シクロヘキサン製造プロセスフローシート、ベンゼン水素化技術