Ne, cikloheksanonas nėra aromatingas.Nors jame yra šešių -narių anglies žiedas, panašus į benzeną, cikloheksanonas turi ne-plokštuminę kėdės konformaciją, jame nėra ištisinės konjuguotos π-elektronų sistemos ir jis neatitinka Hückel taisyklės (4n+2 π cikliniai, visiškai sujungti elektronai). Jo žiedo anglies atomai daugiausia yra sp³-hibridizuoti, o vienintelė π-elektronų sistema yra lokalizuota karbonilo (C=O) grupė -, o ne delokalizuota žiedų sistema. Todėl cikloheksanonas klasifikuojamas kaipalifatinis ciklinis ketonas, o ne aromatinis junginys.
Cikloheksanono molekulinė struktūra
Cikloheksanonas (C₆H₁₀O, CAS 108-94-1)susideda iš šešių -narių anglies žiedo, kurio viena anglis pakeista karbonilo grupe (C=O). Skirtingai nuo benzeno, kuris yra plokščias ir visiškai konjuguotas, cikloheksanono žiedas yra trimatiskėdės konformacija, kai karbonilo anglis ir dvi gretimos anglies atomai yra apytiksliai vienodi, o likusi žiedo dalis išsitraukia iš plokštumos - tokia pati bendra forma, kaip ir cikloheksane, tik vieną CH₂ pakeistą C=O.
Kas daro junginį aromatingą?
Pagal Hückelio taisyklę junginys turi atitiktiketurios sąlygosturi būti klasifikuojami kaip aromatiniai:
| Reikalavimas | Reikšmė | Kodėl tai svarbu |
|---|---|---|
| Ciklinis | Konstrukcija turi sudaryti uždarą žiedą | Be žiedo nėra kelio nuolatinei elektronų delokalizacijai |
| Plokštuminis | Visi žiedo atomai turi būti vienoje plokštumoje (arba labai arti jos). | Plokštumas leidžia p-orbitalei išsilygiuoti ir nuolat persidengti aplink žiedą |
| Visiškai konjuguotas | Kiekvienas žiedo atomas turi turėti ap{0}}orbitalę persidengimui (paprastai per kintamus dvigubus ryšius) | Konjugacijos pertraukos (pvz., sp³ anglies) blokuoja elektronų delokalizaciją |
| 4n+2 π elektronų | Žiedo delokalizuotas π-elektronų skaičius turi atitikti formulę 4n+2 (n=0, 1, 2...) | Šis elektronų skaičius atitinka ypač stabilų, visiškai užpildytą jungiamųjų molekulinių orbitalių rinkinį |
Kodėl cikloheksanonas nėra aromatingas?
Ne{0}}plokštuminė žiedo struktūra
Cikloheksanono žiedas yra sulenktos kėdės formos, o ne plokščios. Ši trimatė-geometrija užkerta kelią nenutrūkstamam, šalia -su -šalia p-orbitos išlyginimo, kurio reikalauja aromatinės sistemos, nes dauguma žiedo anglies atomų yra tetraedrinės (sp³), o ne plokščios (sp²).
Nėra nuolatinės π konjugacijos
Aromatingumas reikalauja nenutrūkstamos p-orbitalių grandinės aplink visą žiedą. Cikloheksanone penki iš šešių žiedo anglies atomų yra sp³-hibridizuoti (viengubai -surišti, sotieji anglies junginiai), kurių p-orbitalės konjugacijai nėra. Tik karbonilo anglis ir deguonis prisideda prie π-elektronų sistemos, ir ji yra izoliuota, o ne dalijama su likusia žiedo dalimi.
Nepasilaiko Hückelio taisyklės
Kadangi nėra ištisinio konjuguotų p-orbitalių žiedo, nėra delokalizuoto π-elektronų skaičiaus, kurį būtų galima įvertinti pagal 4n+2 taisyklę. Hückel taisyklė paprasčiausiai netaikoma sistemai, kuri nėra visiškai konjuguota ir plokštuma, pradedant nuo - cikloheksanono, neatitinka ankstesnio struktūrinio reikalavimo.
Lokalizuota karbonilo jungtis
C=O jungtis cikloheksanone elgiasi kaip tipiškas ketono karbonilas: reaktyvus, poliarizuotas ir lokalizuotas tik karbonilo anglies ir deguonies atomuose. Tai iš esmės skiriasi nuo benzeno π sistemos, kurioje visos šešios p-orbitalės persidengia į vieną delokalizuotą elektronų debesį, pasklidusį visame žiede.
Aromatingumo vertinimo santrauka
| Reikalavimas | Cikloheksanonas |
|---|---|
| Ciklinis | ✓ |
| Plokštuminis | ✗ |
| Visiškai konjuguotas | ✗ |
| 4n+2 π elektronai (delokalizuoti) | ✗ (netaikoma - be visos konjugacijos) |
| Aromatingas | Nr |
Cikloheksanonas prieš benzeną
| Funkcija | Cikloheksanonas | Benzenas |
|---|---|---|
| Struktūra | Šešių{0}}narių žiedas su viena karbonilo grupe | Šešių{0}}narių žiedas, visiškai konjuguotas |
| Hibridizacija | Dažniausiai sp³ (žiedo anglies atomai), sp² karbonilo anglies atome | Visos anglies sp² |
| Elektronų delokalizacija | Lokalizuota tik C=O | Visiškai delokalizuota per žiedą |
| Aromatingumas | Nearomatinis (alifatinis ciklinis ketonas) | Aromatingas |
| Tipiškos reakcijos | Nukleofilinis pridėjimas, redukcija, oksidacija, enolizacija | Elektrofilinis aromatinis pakaitalas |
| Pramoninis naudojimas | Nailono pirmtakas, pramoninis tirpiklis, cheminė tarpinė medžiaga | Stireno, fenolio ir kitų aromatinių cheminių medžiagų pirmtakas |
Palyginimas yra svarbus, nes cikloheksanono reaktyvumą lemia jo karbonilo grupė, o ne aromatinis žiedas - būtent todėl cheminės sintezės metu jis elgiasi taip skirtingai nei benzenas, nepaisant paviršutiniško „šešių-narių anglies žiedo panašumo“.
Cheminės cikloheksanono savybės
Cikloheksanono reaktyvumo centras yra jo karbonilo (C=O) grupėje, todėl jis naudingas atliekant keletą klasikinių organinių transformacijų:
- Nukleofilinis papildymas- karbonilo anglis yra elektrofilinė, todėl nukleofilai (pvz., Grignardo reagentai arba hidrido šaltiniai) gali prisijungti per C=O ryšį.
- Sumažinimas- cikloheksanonas gali būti redukuojamas iki cikloheksanolio, naudojant reduktorius, pvz., natrio borohidridą, arba kataliziniu hidrinimo būdu.
- Oksidacija- stipriai oksiduojančiomis sąlygomis žiedas gali būti suskaldytas, kad susidarytų adipo rūgštis – svarbus nailono pirmtakas.
- Enolizacija-, kaip ir kiti ketonai, cikloheksanonas gali sudaryti enolio tautomerą, todėl alfa-anglys reaguoja kondensacijos ir alkilinimo reakcijose.
- Hidrinimo žaliavaPats - cikloheksanonas dažniausiai gaminamas pramoniniu būdu iš dalies hidrinant fenolį arba oksiduojant cikloheksaną.
Fizinės cikloheksanono savybės (CAS 108-94-1)
| Turtas | Vertė |
|---|---|
| Cheminis pavadinimas | Cikloheksanonas |
| CAS numeris | 108-94-1 |
| Molekulinė formulė | C₆H₁₀O |
| Molekulinė masė | 98,14 g/mol |
| Išvaizda | Bespalvis arba šviesiai geltonas, riebus skystis |
| Kvapas | Mėtų, acetono-kaip |
| Virimo temperatūra | ~155,6–156 laipsniai |
| Lydymosi taškas | ~–31–47 laipsnių (kinta priklausomai nuo šaltinio / grynumo) |
| Tankis (20 laipsnių) | 0,9478 g/cm³ |
| Pliūpsnio taškas | ~44 laipsniai (uždaras puodelis) |
| Tirpumas vandenyje | ~23 g/l 25 laipsnių temperatūroje |
| Tirpumas | Tirpsta alkoholyje, eteryje, benzene ir chloroforme |
Kodėl jo ne{0}}aromatinė struktūra svarbi pramonei
Tai gali atrodyti kaip grynai akademinis skirtumas, tačiau cikloheksanono aromatingumo trūkumas yra tiesiogiai atsakingas už jo pramoninę vertę. Kadangi jo reaktyvumą lemia lokalizuota reaktyvi karbonilo grupė, o ne stabilus aromatinis žiedas, cikloheksanonas lengvai patiria žiedo atidarymo oksidacijos reakcijas, reikalingas adipo rūgščiai ir kaprolaktamui -, atitinkamai dviem pagrindiniais nailono 6, 6 ir nailono 6 pirmtakais, gaminti. Aromatinis žiedas, priešingai, priešinasi tokiai reaktyviajai transformacijai būtent todėl, kad jo delokalizuota elektronų sistema yra tokia stabili. Trumpai tariant: cikloheksanono karbonilo reaktyvumas -, kurį įgalina jo ne-aromatinė struktūra -, daro jį naudingu kaip tirpikliu, chemine tarpine medžiaga ir nailono pirmtaku.
Bendras cikloheksanono naudojimas pramonėje
- Nailono gamyba- pagrindinis pramoninis naudojimas, kaip adipo rūgšties (nailonui 6,6) ir kaprolaktamui (nailonui 6) pirmtakas.
- Dažai ir dangos- naudojamas kaip tirpiklis, ypač dangoms, kurių sudėtyje yra nitroceliuliozės, vinilo chlorido polimerų ir metakrilato polimerų.
- Dervos ir klijai- tirpina daugybę natūralių ir sintetinių dervų, vaškų ir celiuliozės.
- Spausdinimo dažai- vertinamas dėl savo mokumo ir kontroliuojamo garavimo greičio.
- Elektronikos gamyba- naudojamas tam tikruose valymo ir formulavimo procesuose.
- Pesticidai ir agrocheminiai preparatai- yra įvairių herbicidų ir kitų aktyvių ingredientų tirpiklis.
- Bendroji cheminė tarpinė medžiaga- naudojamas organinei sintezei, medienos dėmėms, dažų ir lako valikliams bei metalo riebalų šalinimui.
Saugos svarstymai
Cikloheksanonas yra degus, degus skystis, kuriam reikalingos standartinės atsargumo priemonės su tirpikliais{0}}:
- Pliūpsnio taškasmaždaug 44 laipsnių (uždaras puodelis) reiškia, kad jis turi būti laikomas atokiau nuo atviros liepsnos, kibirkščių ir kitų uždegimo šaltinių, ypač šiltesnėmis laikymo sąlygomis.
- Vėdinimas: naudokite gerai{0}}vėdinamose patalpose arba su vietiniu išmetimo / dūmų gaubto ištraukimu, nes garai yra sunkesni už orą ir gali kauptis žemai-gulinčiose arba uždarose patalpose.
- Sandėliavimas: laikyti sandariai uždarytose talpyklose toliau nuo stiprių oksidatorių - cikloheksanonas su vandenilio peroksidu gali sudaryti sprogius peroksidus ir stipriai reaguoti su tokiomis medžiagomis kaip azoto rūgštis.
- AAP: naudokite chemikalams -atsparias pirštines ir akių apsaugą, kad išvengtumėte sąlyčio su oda ir akimis, nes cikloheksanonas yra dirgiklis.
- Visada perskaitykite dabartinį saugos duomenų lapą (SDS), kad sužinotumėte, kaip tvarkyti, laikyti ir ekspozicijos{0}}ribojimo nurodymus atitinka jūsų produkto klasė.
Dažnai užduodami klausimai
Ar cikloheksanonas yra aromatinis?
Ne. Cikloheksanonas yra ne-aromatinis, alifatinis ciklinis ketonas. Jis turi šešių-narių žiedą, tačiau jam trūksta plokštumo ir nuolatinės konjugacijos, reikalingos aromatingumui.
Ar cikloheksanonas yra alifatinis?
Taip. Kadangi cikloheksanonas nėra aromatinis, jis klasifikuojamas kaip alifatinis (konkrečiai, aliciklinis) junginys - ciklinė struktūra be aromatinių savybių.
Ar cikloheksanonas yra anti-aromatinis?
Ne. Anti-aromatiškumas reikalauja plokščio, visiškai konjuguoto žiedo su 4n π elektronų, o tai destabilizuoja. Cikloheksanonas visiškai neatitinka plokštumo ar konjugacijos reikalavimų, todėl jis tiesiog nėra -aromatinis - o ne anti-aromatinis.
Kodėl cikloheksanonas nėra aromatingas?
Kadangi jo žiedas yra ne-plokštuminis (kėdės konformacija), dauguma žiedo anglies junginių yra sp³-hibridizuoti, o ne sp², ir jame nėra ištisinės, delokalizuotos π-elektronų sistemos aplink žiedą -, kurios visos reikalingos aromatingumui pagal Hückelio taisyklę.
Ar cikloheksanonas laikosi Hückel taisyklės?
Hückel taisyklė netaikoma cikloheksanonui, nes taisyklė įvertina tik π-elektronų skaičių sistemose, kurios jau yra plokščios ir visiškai konjuguotos - sąlygos, kurių cikloheksanonas iš pradžių netenkina.
Ar cikloheksanonas yra plokščias?
Ne. Cikloheksanono žiedas yra trimatės kėdės formos, panašios į cikloheksaną, o ne guli kaip benzenas.
Kokią funkcinę grupę sudaro cikloheksanonas?
Cikloheksanone yra ketono funkcinė grupė (karbonilas, C=O, sujungtas su dviem anglies atomais žiede).
Ar cikloheksanonas yra ketonas?
Taip. Tai ciklinis ketonas - šešių-narių anglies žiedas, kurio vienas žiedo anglis pakeistas karbonilo grupe.
Kuo cikloheksanonas skiriasi nuo benzeno?
Cikloheksanonas turi ne-plokštų, dažniausiai sp³-hibridizuotą žiedą su lokalizuota karbonilo grupe, o benzenas yra plokščias, visiškai konjuguotas žiedas su šešiais delokalizuotais π elektronais. Šis struktūrinis skirtumas reiškia, kad cikloheksanonas pirmiausia reaguoja per nukleofilinį pridėjimą ir oksidaciją jo karbonilo grupėje, o benzenas reaguoja per elektrofilinį aromatinį pakaitalą.
Kodėl cikloheksanonas yra svarbus nailono gamyboje?
Jo reaktyvi, -aromatinė karbonilo grupė leidžia lengvai oksiduotis į adipo rūgštį arba paversti kaprolaktamu - – dviem pagrindiniais monomerais, atitinkamai naudojamais nailono 6,6 ir nailono 6 gamybai.
Cikloheksanono tiekėjas (CAS 108-94-1)
Tianjin Gnee Biotech Co., Ltd. reikmenyspramoninio -klasės cikloheksanono (CAS 108-94-1), skirto nailono gamybai, dangoms ir tirpikliams, su visa SDS, COA ir TDS dokumentacija. Susisiekite su mumis dėl specifikacijų, kainų ir masinio užsakymo palaikymo.