Cyclohexanone

La cyclohexanone est un composé organique de formule brute C₆H₁₀O. La molécule est formée d'un cycle à six carbones ainsi que d'une fonction cétone. Elle se présente sous la forme d'un liquide huileux incolore dont l'odeur est caractéristique. Cependant, elle peut présenter des teintes jaunâtres dues à son oxydation. Des millions de tonnes sont produites industriellement chaque année, notamment pour servir de précurseur au nylon par le biais de l'acide adipique.

Cyclohexanone
Identification
Nom UICPA	Cyclohexanone
Synonymes	Hexaméthylènecétone Cétone pimélique
No CAS	108-94-1
No ECHA	100.003.302
No CE	203-631-1
FEMA	3909
Apparence	liquide incolore, huileux, d'odeur caractéristique[1].
Propriétés chimiques
Formule	C6H10O  [Isomères]
Masse molaire[2]	98,143 ± 0,005 8 g/mol C 73,43 %, H 10,27 %, O 16,3 %,
Moment dipolaire	3,246 ± 0,006 D [3]
Propriétés physiques
T° fusion	−32,1 °C[1]
T° ébullition	156 °C[1]
Solubilité	dans l'eau à 20 °C : 87 g·l-1[1]
Paramètre de solubilité δ	20,3 MPa1/2 (25 °C)[4]; 19,7 J1/2·cm-3/2 (25 °C)[5]
Masse volumique	0,947 8 g·cm-3 [6] équation[7] : ${\displaystyle \rho =0.8663/0.26941^{(1+(1-T/653)^{0.2977})}}$ Masse volumique du liquide en kmol·m-3 et température en kelvins, de 242,00 à 653 K. Valeurs calculées : 0,94219 g·cm-3 à 25 °C. T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 242,00 −31,15 10,081 0,9894 269,4 −3,75 9,84954 0,96668 283,1 9,95 9,73153 0,9551 296,8 23,65 9,61187 0,94336 310,5 37,35 9,49047 0,93144 324,2 51,05 9,3672 0,91934 337,9 64,75 9,24195 0,90705 351,6 78,45 9,11457 0,89455 365,3 92,15 8,98489 0,88182 379 105,85 8,85274 0,86885 392,7 119,55 8,71792 0,85562 406,4 133,25 8,58018 0,8421 420,1 146,95 8,43927 0,82827 433,8 160,65 8,29487 0,8141 447,5 174,35 8,14663 0,79955 T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 461,2 188,05 7,99412 0,78458 474,9 201,75 7,83683 0,76915 488,6 215,45 7,67415 0,75318 502,3 229,15 7,50534 0,73661 516 242,85 7,32946 0,71935 529,7 256,55 7,14534 0,70128 543,4 270,25 6,95144 0,68225 557,1 283,95 6,74568 0,66205 570,8 297,65 6,52519 0,64041 584,5 311,35 6,28574 0,61691 598,2 325,05 6,0207 0,5909 611,9 338,75 5,7186 0,56125 625,6 352,45 5,35623 0,52569 639,3 366,15 4,87013 0,47798 653 379,85 3,216 0,31563
T° d'auto-inflammation	420 °C[1]
Point d’éclair	44 °C (coupelle fermée)[1]
Limites d’explosivité dans l’air	en volume % dans l'air : 1,1 (à 100 °C) -9,4[1]
Pression de vapeur saturante	à 20 °C : 500 Pa[1] équation[7] : ${\displaystyle P_{vs}=exp(95.118+{\frac {-8300.4}{T}}+(-10.796)\times ln(T)+(6.5037E-6)\times T^{2})}$ Pression en pascals et température en kelvins, de 242 à 653 K. Valeurs calculées : 569,75 Pa à 25 °C. T (K) T (°C) P (Pa) 242 −31,15 6,9667 269,4 −3,75 78,47 283,1 9,95 214,33 296,8 23,65 524,45 310,5 37,35 1 168,2 324,2 51,05 2 400,16 337,9 64,75 4 598,55 351,6 78,45 8 291,69 365,3 92,15 14 179,78 379 105,85 23 150,36 392,7 119,55 36 286,72 406,4 133,25 54 870,15 420,1 146,95 80 377,23 433,8 160,65 114 474,39 447,5 174,35 159 011,97 T (K) T (°C) P (Pa) 461,2 188,05 216 020 474,9 201,75 287 707,62 488,6 215,45 376 467,86 502,3 229,15 484 888,95 516 242,85 615 773,2 529,7 256,55 772 164,09 543,4 270,25 957 382,19 557,1 283,95 1 175 070,44 570,8 297,65 1 429 249,43 584,5 311,35 1 724 383,33 598,2 325,05 2 065 457,52 611,9 338,75 2 458 069,16 625,6 352,45 2 908 532,21 639,3 366,15 3 423 999,13 653 379,85 4 012 600
Point critique	39,0 bar, 355,85 °C [8]
Thermochimie
Cp	équation[7] : ${\displaystyle C_{P}=(109800)+(261.50)\times T}$ Capacité thermique du liquide en J·kmol-1·K-1 et température en kelvins, de 290 à 486,5 K. Valeurs calculées : 187,766 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 290 16,85 185 630 1 891 303 29,85 189 035 1 926 309 35,85 190 604 1 942 316 42,85 192 434 1 961 322 48,85 194 003 1 977 329 55,85 195 834 1 995 335 61,85 197 403 2 011 342 68,85 199 233 2 030 348 74,85 200 802 2 046 355 81,85 202 633 2 065 362 88,85 204 463 2 083 368 94,85 206 032 2 099 375 101,85 207 863 2 118 381 107,85 209 432 2 134 388 114,85 211 262 2 153 T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 394 120,85 212 831 2 169 401 127,85 214 662 2 187 407 133,85 216 231 2 203 414 140,85 218 061 2 222 421 147,85 219 892 2 240 427 153,85 221 461 2 256 434 160,85 223 291 2 275 440 166,85 224 860 2 291 447 173,85 226 691 2 310 453 179,85 228 260 2 326 460 186,85 230 090 2 344 466 192,85 231 659 2 360 473 199,85 233 490 2 379 479 205,85 235 059 2 395 486,5 213,35 237 020 2 415 équation[9] : ${\displaystyle C_{P}=(-12.337)+(4.0837E-1)\times T+(1.0597E-4)\times T^{2}+(-2.9616E-7)\times T^{3}+(1.0088E-10)\times T^{4}}$ Capacité thermique du gaz en J·mol-1·K-1 et température en kelvins, de 200 à 1 500 K. Valeurs calculées : 111,786 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 200 −73,15 71 368 727 286 12,85 106 871 1 089 330 56,85 124 518 1 269 373 99,85 141 312 1 440 416 142,85 157 584 1 606 460 186,85 173 626 1 769 503 229,85 188 652 1 922 546 272,85 202 984 2 068 590 316,85 216 888 2 210 633 359,85 229 702 2 340 676 402,85 241 725 2 463 720 446,85 253 193 2 580 763 489,85 263 579 2 686 806 532,85 273 154 2 783 850 576,85 282 122 2 875 T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 893 619,85 290 093 2 956 936 662,85 297 308 3 029 980 706,85 303 944 3 097 1 023 749,85 309 744 3 156 1 066 792,85 314 917 3 209 1 110 836,85 319 625 3 257 1 153 879,85 323 723 3 298 1 196 922,85 327 400 3 336 1 240 966,85 330 817 3 371 1 283 1 009,85 333 913 3 402 1 326 1 052,85 336 871 3 432 1 370 1 096,85 339 868 3 463 1 413 1 139,85 342 891 3 494 1 456 1 182,85 346 132 3 527 1 500 1 226,85 349 816 3 564
Propriétés optiques
Indice de réfraction	${\displaystyle n_{}^{}}$ 1,450 7 [6]
Précautions
SGH[10]
Attention H226 et H332 H226 : Liquide et vapeurs inflammables H332 : Nocif par inhalation
SIMDUT[11]
B3, D1B, D2B, B3 : Liquide combustible point d'éclair = 44 °C coupelle fermée (méthode non rapportée) D1B : Matière toxique ayant des effets immédiats graves létalité aiguë : DL50 cutanée (lapin) = 948 mg·kg-1 D2B : Matière toxique ayant d'autres effets toxiques irritation des yeux chez l'animal; irritation de la peau chez l'animal Divulgation à 0,1 % selon la liste de divulgation des ingrédients
NFPA 704
2 2 1   [12]
Transport
30    1915    Code Kemler : 30 : matière liquide inflammable (point d'éclair de 23 à 60 °C, valeurs limites comprises) ou matière liquide inflammable ou matière solide à l'état fondu ayant un point d'éclair supérieur à 60 °C, chauffée à une température égale ou supérieure à son point d'éclair, ou matière liquide auto-échauffante Numéro ONU : 1915 : CYCLOHEXANONE Classe : 3 Étiquette : 3 : Liquides inflammables
Classification du CIRC
Groupe 3 : Inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'Homme[13]
Écotoxicologie
LogP	0,81[1]
Seuil de l’odorat	bas : 0,12 ppm haut : 100 ppm[14]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
modifier

Production

La cyclohexanone est produite par oxydation du cyclohexane dans l'air le plus souvent en présence de cobalt^[15] en quantité catalytique.

Cette réaction forme un mélange de cyclohexanol et de cyclohexanone notamment utilisé lors de la synthèse de l'acide adipique. Cette oxydation implique des radicaux libres et un passage par un intermédiaire réactionnel hydroperoxyde. Une autre voie de synthèse consiste en l'hydrogénation partielle du phénol.

Utilisations

Près de la moitié de la cyclohexanone produit industriellement est transformée en acide adipique, l'un des précurseurs du nylon 6,6 tandis que l'autre moitié est convertie en son oxime qui fournit le caprolactame, précurseur du nylon 6, lors d'un réarrangement de Beckmann.

Précautions

La cyclohexanone est inflammable, nocive par inhalation. Tout contact avec les yeux est à éviter.

Annexes

Articles connexes

• Alcool (chimie)
• Cyclohexanol

Références

1. CYCLOHEXANONE, Fiches internationales de sécurité chimique
2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
3. (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, Boca Raton, CRC, 16 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 978-1-4200-6679-1 et 1-4200-6679-X), p. 9-50
4. (en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, 2007, 2^e éd., 1076 p. (ISBN 978-0-387-69002-5 et 0-387-69002-6, lire en ligne), p. 294
5. (en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents, vol. 4, England, John Wiley & Sons Ltd, 1999, 239 p. (ISBN 0-471-98369-1)
6. (en) J. G. Speight, Norbert Adolph Lange, Lange's handbook of chemistry, McGraw-Hill, 2005, 16^e éd., 1623 p. (ISBN 0-07-143220-5), p. 2.289
7. (en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50
8. « Properties of Various Gases »^{(Archive.org • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?)}, sur flexwareinc.com (consulté le 12 avril 2010).
9. (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams : Organic compounds C5 to C7, vol. 2, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., 1996, 400 p. (ISBN 0-88415-858-6)
10. Numéro index 606-010-00-7 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
11. « Cyclohexanone » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009
12. « Cyclohexanone », sur alfa.com (consulté le 27 mars 2010).
13. IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, « Evaluations Globales de la Cancérogénicité pour l'Homme, Groupe 3 : Inclassables quant à leur cancérogénicité pour l'Homme »^{(Archive.org • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?)}, sur monographs.iarc.fr, CIRC, 16 janvier 2009 (consulté le 22 août 2009).
14. « Cyclohexanone », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le 14 novembre 2009).
15. Michael T. Musser "Cyclohexanol and Cyclohexanone" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2005.DOI 10.1002/14356007.a08_217

• Portail de la chimie