Cicloesanolo

Il cicloesanolo è un composto organico costituito da un anello a sei membri con un gruppo alcolico che si trova in natura nella Punica granatum noto come melograno, Mangifera indica noto come mango e Gossypium hirsutum noto come cotone messicano.

Il cicloesanolo è un alcol secondario che ha un punto di fusione di 25.2°C pertanto a temperature maggiori si presenta come un liquido viscoso. Esso è igroscopico di colore giallo chiaro o incolore a temperatura ambiente con un odore simile a quello della canfora. Ha una solubilità in acqua di 37.5 g/L. Reagisce violentemente con agenti ossidanti quali acqua ossigenata e acido nitrico, anche a temperatura ambiente. Come gli altri alcoli alifatici mostra una debole acidità ed ha un pKa pari a 16

Ha un punto di ebollizione pari a 161.84 °C più alto rispetto ai cicloalcani privi di gruppi funzionali per la presenza del gruppo ossidrile forma legami a idrogeno. Infatti la temperatura di ebollizione del cicloesano è di 80.74 °C. È scarsamente solubile in acqua ma solubile in solventi organici come etanolo, metanolo, acetone, cloroformio, etere di petrolio, toluene, xilene, benzene,  etere etilico e acetato di etile.

Sintesi del cicloesanolo

Il cicloesanolo viene sintetizzato su scala industriale come intermedio nella produzione di acido adipico e ε –caprolattame che, a loro volta, sono intermedi per la produzione di Nylon 6,6 e Nylon 6. Il metodo sintetico per produrre oltre il 90% del cicloesanolo dell’Europa occidentale e degli Stati Uniti si basa sull’idrogenazione del benzene in cicloesano e sulla sua successiva ossidazione mediante aria in cicloesanolo/cicloesanone.

sintesi
sintesi

Oltre all’elevato consumo di idrogeno per la fase di idrogenazione e alle elevate richieste energetiche del processo, la fase di ossidazione presenta lo svantaggio di produrre molteplici sottoprodotti. Un’alternativa è l’idrogenazione del fenolo direttamente collegata alla disponibilità e al prezzo del fenolo rispetto al benzene.

In un terzo metodo il benzene viene idrogenato in cicloesene e ciò consente di risparmiare un terzo dell’idrogeno normalmente necessario per la conversione in cicloesano. Il cicloesene viene quindi idratato a cicloesanolo utilizzando un catalizzatore zeolitico fortemente idrofilo che evita la formazione di quantità significative di sottoprodotti.

Reazioni

Il cicloesanolo dà le reazioni tipiche degli alcoli secondari. In presenza di ossidanti come, ad esempio, CrO3, K2CrO4  e KMnO4, dà luogo alla formazione di cicloesanone.

Il trattamento del cicloesanolo con sodio metallico fornisce uno ione alcossido che subisce una reazione con lo iodoetano per produrre cicloesile etere etilico.

In presenza di piridina reagisce con PBr3 con un meccanismo di tipo SN2 per dare il bromocicloesano.

disidratazione
disidratazione

Tra le reazioni più importanti vi è la disidratazione che avviene a caldo, in presenza di acido fosforico all’85% m/m, da cui si ottiene, come prodotto, il cicloesene. La disidratazione avviene attraverso un meccanismo di eliminazione E1, dove l’intermedio chiave è il catione cicloesile, che può reagire mediante una reazione di eliminazione o di sostituzione. Per una buona resa dell’alchene, è necessario sopprimere la reazione collaterale di sostituzione competitiva.

Ciò può essere realizzato utilizzando acidi forti, temperature di reazione elevate e distillazione del cicloesene nel corso della sua formazione.

Usi

Il cicloesanolo, in quanto importante sostanza chimica intermedia, è stato ampiamente utilizzato nella produzione di acido esandioico, esametilendiammina, caprolattame e molti altri. Queste sostanze chimiche sono le principali materie prime per la produzione di polimeri come il nylon 6,6 e il nylon 6. Pertanto, il cicloesanolo è solitamente una materia prima molto richiesta nell’industria chimica e riceve molta attenzione in termini di approcci di sintesi e ricerca sui catalizzatori.

nylon
nylon

Oltre che come intermedio chimico e precursore di specie utilizzate industrialmente per la sintesi di polimeri, il cicloesanolo viene utilizzato come solvente selettivo per pitture e vernici, agente di estrazione, analisi chimiche, per la produzione di cicloesanone e ulteriore caprolattame, nella produzione di coloranti e nell’industria farmaceutica, nella produzione di saponi e detergenti e per sgrassare la pelle.

È inoltre utilizzato per la produzione di prodotti usati in agricoltura e per ottenere rivestimenti, adesivi, sigillanti ed elastomeri, gomme, plastificanti e composti profumati.

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