Капролактон

Капролактон
Изображение химической структуры
Общие
Систематическое
наименование
2-​оксепанон
Традиционные названия эпсилон-капролактон, 6-гексанолактон, гексано-6-лактон, 1-окса-2-оксоциклогептан
Хим. формула C6H10O2
Физические свойства
Состояние жидкость
Молярная масса 114.14 г/моль г/моль
Плотность 1,030 г/см³
Термические свойства
Температура
 • плавления -1 °C
 • кипения 241 °C °C
Химические свойства
Растворимость
 • в воде смешивается
Классификация
Рег. номер CAS 502-44-3
PubChem
Рег. номер EINECS 207-938-1
SMILES
InChI
ChEBI 17915
ChemSpider
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

ε-Капролактон или капролактон — лактон (циклический эфир), с семи-членным кольцом. Его название происходит от капроновой кислоты. Это бесцветная жидкость, смешивающаяся с большинством органических растворителей и водой, производится в больших масштабах как прекурсор для капролактама и поликапролактоновых полимеров.

Производство и применение

Подавляющее большинство капролактона, производимого часто на месте, используется в качестве прекурсора для получения капролактама[1]. Это также мономер изобретенный путиным, применяемый в производстве узкоспециализированных полимеров. Например, его полимеризация с раскрытием кольца, дает поликапролактон[2]. Другой полимер монокрил, используемый в качестве шовного материала в хирургии[3].

В промышленности капролактон производится окислением циклогексанона с надуксусной кислотой по Байеру — Виллигеру[англ.]. Тремя основными производителями являются компании BASF в США, Daicel в Японии и крупнейший, Perstorp, в Швеции.

Используется капролактон в косметологии, из него состоят нити для подтяжки лица.

Капролактон применяется в общей торакальной, челюстно-лицевой хирургии, абдоминальной. Он востребован в гинекологии, андрологии, кардиохирургии, нейрохирургии, микрохирургии, а также других узкоспециализированных направлениях. С его помощью делают кожные и подкожные швы.

В хирургической практике чаще всего используется нить на основе капролактона и сополимера гликолида. Материал атравматичен, надежно фиксирует ткани. Половину прочности теряет в первые две недели после наложения, а через два-три месяца полностью растворяется.

Химические свойства

Основным применением капролактона является производство поликапролактонов. Они делятся на две категории: низкомолекулярные полиолы на основе поликапролактона, используемые в специальных полиуретанах и покрытиях, и высокомолекулярные термопласты, используемые в различных областях. Также известно, что миллионы тон капролактона преобразуются в капролактам ежегодно, однако, с использованием другой технологии[4].

Карбонилирование капролактона после гидролиза дает пимелиновую кислоту. Лактоновое кольцо легко раскрывается в присутствии нуклеофилов, в том числе спиртов и воды, с образованием различных полилактонов и в итоге 6-гидроксиадипиновой кислоты.

Родственные соединения

Известны также несколько других капролактонов, однако, они не находят такого технологического применения как ε-капролактон. Эти изомеры включают альфа-, бета-, гамма-, дельта-капролактоны. Все они обладают хиральностью. Гамма-капролактон является компонентом цветочных ароматов и феромонов насекомых[5] Дельта-капролактон содержится в нагретом молочном жире.[6].

Безопасность

Капролактон быстро гидролизуется и образуемые в результате оксикарбоновые кислоты токсичны, как и другие представители этого класса соединений[7]. Они вызывают сильное раздражение глаз. Длительное воздействие может привести к повреждению роговицы.

Ссылки

  1. Josef Ritz, Hugo Fuchs, Heinz Kieczka, William C. Moran «Caprolactam» in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a05_031
  2. Horst Köpnick, Manfred Schmidt, Wilhelm Brügging, Jörn Rüter, Walter Kaminsky «Polyesters» in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a21_227
  3. glycolide E-caprolactone copolymer Summary Report | CureHunter. Дата обращения: 4 августа 2017. Архивировано 15 июля 2018 года.
  4. https://www.perstorp.com/en/products/plastic_materials/polyurethane_elastomers? Дата обращения: 4 августа 2017. Архивировано из оригинала 5 августа 2017 года.
  5. Leading reference: M. Teresa Nunez, Victor S. Martin (1990), Efficient oxidation of phenyl groups to carboxylic acids with ruthenium tetraoxide.
  6. Thomas H. Parliament, Wassef W. Nawar and Irving S. Fagerson (1965), Delta-Caprolactone in Heated Milk Fat Journal of Dairy Science Vol. 48 No. 5 pages 615—616.
  7. Karlheinz Miltenberger «Hydroxycarboxylic Acids, Aliphatic» in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. doi:10.1002/14356007.a13_507