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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Cyclohexanone 200.svg|Strukturformel von Cyclohexanon]]
| Andere Namen = * Pimelinketon
* Anon
* {{INCI|Name=CYCLOHEXANONE |ID=83048 |Abruf=2021-12-11}}
| Summenformel = C6H10O
| CAS = {{CASRN|108-94-1}}
| EG-Nummer = 203-631-1
| ECHA-ID = 100.003.302
| PubChem = 7967
| ChemSpider =
| DrugBank = DB02060
| Beschreibung = farblose Flüssigkeit mit pfefferminzartigem Geruch<ref name="GESTIS" />
| Molare Masse = 98,15 g·[[mol]]−1
| Aggregat = flüssig<ref name="GESTIS" />
| Dichte = 0,95 g·cm−3 (20 [[Grad Celsius|°C]])<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Cyclohexanon|ZVG=12660|CAS=108-94-1|Abruf=2022-01-20}}</ref>
| Schmelzpunkt = −26 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="GESTIS" />
| Siedepunkt = 156 °C<ref name="GESTIS" />
| Dampfdruck = *4,55 h[[Pascal (Einheit)|Pa]] (20 °C)<ref name="GESTIS" />
* 8,20 hPa (30 °C)<ref name="GESTIS" />
* 14,1 hPa (40 °C)<ref name="GESTIS" />
* 23,5 hPa (50 °C)<ref name="GESTIS" />
| Löslichkeit = * leicht in Wasser (103 g·l−1 bei 25 °C)<ref name="GESTIS" />
* löslich in [[Ethanol]] und [[Diethylether]]<ref>{{RömppOnline|ID=RD-03-03130|Name=Cyclohexanon|Abruf=2014-12-22}}</ref>
| Brechungsindex = 1,4507 (20 °C)<ref>{{Alfa|A15607|Abruf=2016-05-18}}</ref>
| CLH = {{CLH-ECHA|ID=100.003.302|Name=Cyclohexanone|Abruf=2016-02-01}}
| Quelle GHS-Kz = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|02|05|07}}
| GHS-Signalwort = Gefahr
| H = {{H-Sätze|226|302+312+332|315|318}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|210|280|301+312+330|302+352+312|304+340+312|305+351+338+310}}
| Quelle P = <ref name="GESTIS" />
| MAK =
* ''aufgehoben, da Verdacht auf krebserzeugende Wirkung''<ref name="GESTIS" />
* Schweiz: 25 ml·m−3 bzw. 100 mg·m−3<ref>{{SUVA-MAK |Name=Cyclohexanon |CAS-Nummer=108-94-1 |Abruf=2015-11-02}}</ref>
}}

'''Cyclohexanon''' ist im reinen Zustand eine farblose, wasserklare Flüssigkeit, deren Geruch ein wenig an [[Aceton]] erinnert. Es gehört zur Gruppe der zyklischen [[Ketone]] (''[[Cycloalkanone]]'').

== Gewinnung und Darstellung ==
Zur ''technischen Synthese'' von Cyclohexanon stehen hauptsächlich zwei Verfahren zur Verfügung:

1) Die [[Katalysator|katalytische]] [[Oxidation]] von [[Cyclohexan]] mit Luftsauerstoff, die über das instabile Cyclohexylhydroperoxid verläuft und einem [[Radikal (Chemie)|radikalischen]] [[Reaktionsmechanismus|Mechanismus]] folgt. Dabei wird ein Gemisch aus Cyclohexanon und [[Cyclohexanol]] gebildet, welche man auch abgekürzt als ''Anon'' und ''Anol'' bezeichnet. Das Gemisch kann [[Destillation|destillativ]] aufgetrennt werden.

[[Datei:Cyclohexanon Synth1.png|rahmenlos|hochkant=1.6|zentriert]]

2) Die Oxidation von Cyclohexanol mit ''verdünnter'' [[Salpetersäure]] oder in der Gasphase an Zinkoxid-Katalysatoren. Das Cyclohexanol wird zuvor durch [[Hydrierung]] von [[Phenol]] an einem Nickel-Katalysator hergestellt:

[[Datei:Cyclohexanon Synth2.png|rahmenlos|hochkant=1.5|zentriert]]

''Im Labormaßstab'' kann Cyclohexanon auch durch Oxidation von [[Cyclohexanol]] in saurer Lösung mit [[Kaliumdichromat|Chrom(VI)-salzen]], z. B. Natriumdichromat, erhalten werden. Diese Reaktion verläuft mechanistisch über einen Chromsäureester des Cyclohexanols:

[[Datei:Cyclohexanon Synth3.png|rahmenlos|hochkant=2.2|zentriert]]

Die enzymatische Doppeloxidation von Cyclohexan zu Cyclohexanon ist in der Literatur ebenfalls beschrieben.<ref name="Staudt">Svenja Staudt, Edyta Burda, Carolin Giese, Christina A. Mller, Jan Marienhagen, Ulrich Schwaneberg, Werner Hummel, Karlheinz Drauz und Harald Gröger: ''Direktoxidation von Cycloalkanen zu Cycloalkanonen mit Sauerstoff in Wasser''. In: ''Angewandte Chemie'' 125 (2013) S. 2415–2419.</ref>

== Eigenschaften ==
=== Physikalische Eigenschaften ===
Cyclohexanon ist bei Raumtemperatur eine farblose Flüssigkeit mit einer Dichte von 0,947 g/cm³. Es erstarrt bei −31 °C und siedet unter [[Normaldruck]] bei 155,6 °C.<ref name="Wolf">Wolf, G.: ''Thermochemical studies of cyclic ketones'' in [[Helv. Chim. Acta]] 55 (1972) 1446–1459, {{DOI|10.1002/hlca.19720550510}}.</ref> Die [[Dampfdruck]]funktion ergibt sich nach [[Antoine-Gleichung|Antoine]] entsprechend log10(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 4,1033, B = 1495,51 und C = −63,598 im Temperaturbereich von 362,78 bis 438,92 K.<ref name="Meyer">Meyer, E.F.; Hotz, R.D.: ''High-precision vapor-pressure data for eight organic compounds'' in [[J. Chem. Eng. Data]] 18 (1973) 359–362, {{DOI|10.1021/je60059a008}}.</ref> Die Verdampfungswärme ΔVH beträgt am Siedepunkt 35,40 kJ·mol−1.<ref name="Svoboda">Svoboda, V.; Kubes, V.; Basarova, P.: ''Enthalpies of vaporization and cohesive energies of hexan-2-one, 2-methylpentan-4-one, 2,2-dimethylbutan-3-one, 2,6-dimethylheptan-4-one and cyclohexanone'' in [[J. Chem. Thermodyn.]] 24 (1992) 333–336, {{DOI|10.1016/S0021-9614(05)80074-6}}. </ref> Es ist mit den meisten gängigen organischen Lösungsmitteln in jedem Verhältnis mischbar. Die Mischbarkeit mit Wasser ist begrenzt. Die Löslichkeiten betragen bei 20 °C 9,0 g Cyclohexanon in 100 g Wasser bzw. 5,7 g Wasser in 100 g Cyclohexanon.<ref name="Ullmann">M.T. Musser: ''Cyclohexanol and Cyclohexanone'' in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2012 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, {{DOI|10.1002/14356007.a08_217.pub2}}.</ref> Diese Löslichkeiten sind temperaturabhängig. Mit steigender Temperatur sinkt die Löslichkeit von Cyclohexanon in Wasser bzw. steigt die Löslichkeit von Wasser in Cyclohexanon.<ref name="Stephenson" /> Mit Wasser existiert ein konstant siedendes ([[azeotrop]]es) Gemisch bei 96 °C und 57 % Wasseranteil.<ref name="Smallwood">I.M. Smallwood: ''Handbook of organic solvent properties'', Arnold London 1996, ISBN 0-340-64578-4, S. 183–185.</ref>

:{| class="wikitable left" style="text-align:center; font-size:90%;"
|-
| class="hintergrundfarbe6" colspan="13" | '''Löslichkeiten zwischen Cyclohexanon und Wasser'''<ref name="Stephenson">R.M. Stephenson: ''Mutual Solubilities: Water-Ketones, Water-Ethers, and Water-Gasoline-Alcohols'' in [[J. Chem. Eng. Data]] 37 (1992) 80–95, [[doi:10.1021/je00005a024]].</ref>
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Temperatur]]
| °C || 0 || 9,8 || 19,5 || 29,8 || 40,1 || 50,2 || 60,5 || 71,1 || 80,2 || 90,7
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | Cyclohexanon in Wasser
| in Ma% || 13,7 || 11,5 || 9,7 || 8,2 || 7,5 || 7,0 || 6,7 || 6,5 || 6,8 || 6,9
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | Wasser in Cyclohexanon
| in Ma% || 4,69 || 5,05 || 5,35 || 5,93 || 6,28 || 6,81 || 7,34 || 8,15 || 8,84 || 9,82
|}

=== Chemische Eigenschaften ===
Cyclohexanon zeigt die für Ketone typischen Reaktionen, beispielsweise:
* [[Imine|Iminbildung]] mit [[Ammoniak]] und primären [[Amine]]n,
* [[Enamine|Enaminbildung]] mit sekundären Aminen (s. u.),
* CH-[[Acidität]] der beiden CH2-Gruppen, die der [[Carbonylgruppe]] benachbart sind, und die damit verbundene [[Enol]]isierbarkeit,
* [[Aldolreaktion]]en unter Basen- oder Säurekatalyse,
* Reaktion mit [[Grignard-Reaktion|Grignard]]-Reagenzien,
* [[Olefin]]bildung unter den Bedingungen der [[Wittig-Reaktion]] oder der [[Horner-Wadsworth-Emmons-Reaktion]],
etc.

Mit [[Natriumborhydrid]] lässt es sich leicht zu Cyclohexanol [[Reduktion (Chemie)|reduzieren]]. 
Von ''konzentrierter'' Salpetersäure (65 %ig) wird es bei 30–40 °C unter Ringöffnung zu [[Adipinsäure]] oxidiert. Zur Synthese der Adipinsäure geht man allerdings vom Cyclohexanol aus, wobei das zunächst nach der oben aufgeführten Reaktion gebildete Cyclohexanon sofort weiter reagiert.

=== Sicherheitstechnische Kenngrößen ===
Cyclohexanon bildet entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen [[Flammpunkt]] bei 43 °C.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes" /> Der [[Explosionsgrenze|Explosionsbereich]] liegt zwischen 1,3 Vol.‑% (53 g/m³) als [[Explosionsgrenze|untere Explosionsgrenze]] (UEG) und 9,4 Vol.‑% (380 g/m³) als [[Explosionsgrenze|obere Explosionsgrenze]] (OEG).<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes" /> Der untere Explosionspunkt liegt bei 38 °C.<ref name="GESTIS" /> Die [[Grenzspaltweite]] wurde mit 0,95 mm bestimmt.<ref name="GESTIS" /> Es resultiert damit eine Zuordnung in die [[Explosionsgruppe]] IIA.<ref name="GESTIS" /> Die [[Sauerstoffgrenzkonzentration]] wurde mit 9,2 Mol.–% unter Stickstoff und 12,4 Mol.–% unter Kohlendioxid als Inertgas bestimmt.<ref name="Zakel">S. Zakel, J. Förster, M. Mitu: Abschlussbericht zum PTB-Forschungsvorhaben 37064 ''Sauerstoffgrenzkonzentration von Alkoholen und Ketonen in Stickstoff und Kohlendioxid'', PTB Braunschweig, Mai 2023 [https://www.bgrci.de/fileadmin/BGRCI/Downloads/DL_Praevention/Explosionsschutzportal/Wissen/Abschlussbericht_SGK-Inertgase.pdf pdf].</ref> Die [[Zündtemperatur]] beträgt 430 °C.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes">E. Brandes, W. Möller: ''Sicherheitstechnische Kenngrößen – Band 1: Brennbare Flüssigkeiten und Gase'', Wirtschaftsverlag NW – Verlag für neue Wissenschaft GmbH, Bremerhaven 2003.</ref> Der Stoff fällt somit in die [[Temperaturklasse]] T2.

== Verwendung ==
Die wohl wichtigste industrielle Verwendung von Cyclohexanon ist die Umsetzung zu ε-Caprolactam, welches zur Herstellung von [[Perlon]] dient. Zuerst wird durch Kondensation mit [[Hydroxylamin]] (in Form von [[Hydroxylaminhydrochlorid]] eingesetzt) das [[Cyclohexanonoxim]] gebildet, welches in einer [[Beckmann-Umlagerung]] zum ε-Caprolactam umgesetzt wird:

[[Datei:Caprolactam Synth.png|rahmenlos|hochkant=1.6|zentriert]]

Besonders in Praktikumsversuchen in der chemischen Ausbildung dient es als typischer Vertreter der zyklischen Ketone. Beispielsweise gelingen die Bildung von Enaminen oder die α-Alkylierung mit Cyclohexanon als Ausgangsstoff sehr gut:

[[Datei:Cyclohexanon Umsetzungen.png|rahmenlos|hochkant=1.8|zentriert]]

Aufgrund seiner vielfältigen Reaktionsmöglichkeiten als Keton wird es oft in der organischen Synthesechemie eingesetzt, wenn Sechsring-Strukturelemente in Molekülgerüste eingebaut werden sollen.

Weiterhin ist Cyclohexanon ein sehr gutes [[Lösungsmittel]] für Lackrohstoffe, [[Polyvinylchlorid]], basische [[Farbstoffe]] sowie [[Naturharz|Natur-]] und [[Kunstharz]]e. Auch in Deckfarben für [[Leder]], Druckfarben und [[Beizen|Abbeizmitteln]] ist der Stoff enthalten.<ref name="GESTIS" />

Bei der Bestimmung von Zink mit Zincon wird Cyclohexanon als selektives Demaskierungsreagenz genutzt.

== Sicherheitshinweise ==
Cyclohexanon ist besonders beim Einatmen gesundheitsschädlich und kann Schwindelanfälle und Kopfschmerzen hervorrufen. Weiterhin bildet es beim Erwärmen entzündliche Dämpfe. Daher sollte es unter einem gut ziehenden [[Abzug (Gas)|Abzug]] gehandhabt werden. Dabei sind Schutzhandschuhe und Schutzbrille zu tragen.

== Risikobewertung ==
Cyclohexanon wurde 2016 von der EU gemäß der [[Verordnung (EG) Nr. 1907/2006]] (REACH) im Rahmen der [[Stoffbewertung]] in den fortlaufenden Aktionsplan der Gemeinschaft ([[CoRAP]]) aufgenommen. Hierbei werden die Auswirkungen des [[Chemischer Stoff#Definitionen des Gesetzgebers|Stoffs]] auf die menschliche Gesundheit bzw. die Umwelt neu bewertet und ggf. Folgemaßnahmen eingeleitet. Ursächlich für die Aufnahme von Cyclohexanon waren die Besorgnisse bezüglich Exposition von [[Arbeitnehmer]]n, hoher (aggregierter) Tonnage und weit verbreiteter Verwendung sowie der möglichen Gefahren durch krebsauslösende, mutagene und [[reproduktionstoxisch]]e Eigenschaften. Die Neubewertung fand ab 2016 statt und wurde von [[Polen]] durchgeführt. Anschließend wurde ein Abschlussbericht veröffentlicht.<ref>[[Europäische Chemikalienagentur]] (ECHA): [https://echa.europa.eu/documents/10162/d7f40e5b-de43-8d69-b9b8-ab2c2ec18110 ''Substance Evaluation Conclusion and Evaluation Report''].</ref><ref>{{CoRAP-Status |ID=100.003.302 |Name=Cyclohexanone |Evaluationsjahr=2016 |Status=Concluded |Abruf=2019-03-26}}</ref>

== Literatur ==
* Beyer/Walter: ''Lehrbuch der Organischen Chemie.'' Hirzel-Verlag Stuttgart, 23. Aufl. 1998, S. 306, 353 und 430

== Weblinks ==
{{Commonscat|Cyclohexanone|Cyclohexanon}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4148548-8}}

[[Kategorie:Cyclohexanon| ]]
[[Kategorie:Aromastoff (EU)]]

Cyclohexanon - Versionsgeschichte

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