己內酰胺（Caprolactam，簡稱CPL），是一種有機化合物，為ε-己內酰胺（2-氧代環己亞胺）的簡稱，呈白色晶體或結晶性粉末。化學式為C6H11NO。己內酰胺的熔點為69~71℃，凝固點為69.2℃，在760mmHg時沸點為268.5℃，它易于水、乙醇、乙醚、氯仿和苯等。
自1899年S·卡布里爾（S.Cabriel）等首先合成出己內酰胺之后，德國的法本公司、美國的杜邦、日本的東麗公司相繼建立了己內酰胺的工業試驗裝置。1940年早期，研究人員利用拉西法生產羥胺實現了己內酰胺的工業化。之后己內酰胺生產技術取得了飛速發展，世界范圍內的生產規模迅速擴大。以環己酮肟Beckmann重排為基礎的環己酮羥胺路線仍是21世紀世界工業化生產中最廣泛使用的方法。主要以環己酮、羥胺為原料制備環己酮肟，再經貝克曼重排得到己內酰胺。
己內酰胺是重要的有機化工原料之一，絕大部分用于生產聚己內酰胺（尼龍6），用于紡制纖維和生產硬塑料，少部分用于涂料、合成賴氨酸以及用作醫藥原料等。但是己內酰胺有毒，會對皮膚產生腐蝕作用，能引起皮炎，長期吸入也會引起慢性中毒。2017年10月27日，世界衛生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物清單初步整理參考中，己內酰胺被歸為第4類致癌物“對人體基本無致癌作用”分類的唯一物質。
相關歷史
己內酰胺的生產技術經歷了多個發展階段。首先，1899年，S·卡布里爾（S.Cabriel）等首先合成出ε-己內酰胺。20世紀30年代德國的法本（I.G.Farben）公司、美國的杜邦、日本的東麗公司相繼建立了己內酰胺的工業試驗裝置。德國法本公司于1938年發明了用己內酰胺開環聚合生成聚己內酰胺（聚酰胺6，PA6）。由于PA6具有高的力學強度及韌性，優良的耐性、自潤滑性、耐化學藥品和突出的耐油性，是重要的硬塑料。1939年開發出PA6纖維，1941年實現工業化。1940年早期的己內酰胺生產主要以苯酚為原料生產環己酮，利用拉西法生產羥胺實現了己內酰胺的工業化。
20世紀60年代，己內酰胺生產技術取得了飛速發展，世界范圍內的生產規模迅速擴大。1962年，意大利SNIA公司開發出以甲苯為原料，經六氫苯甲酸亞硝化生產己內酰胺技術，并建立了12kt/a的工業裝置。1963年，日本東麗公司開發了環己亞硝化法（PNC）生產己內酰胺的技術，并建成15kt/a的生產裝置。同年，德國的巴斯夫（BASF）公司在1961年開發的NO還原法連續生產技術的基礎上，建成了65kt/a的生產裝置。
20世紀70年代成為己內酰胺工業發展的黃金時代，各大公司擴大了生產規模，如荷蘭DSM公司開發HPO法生產技術，建成70kt/a的生產裝置。20世紀80年代，受石油危機和經濟衰退的影響，己內酰胺生產出現下滑趨勢，各大公司致力于降低原料消耗與能耗，提高產品質量。
20世紀90年代，己內酰胺的生產布局從西歐開始轉向亞洲地區，世界己內酰胺生產能力發展到近5000kt/a，新工藝的開發取得重大進展。1996年，杜邦、德國的巴斯夫（BASF）公司、荷蘭的帝斯曼（DSM）等公司開發了以丁二烯為基礎原料制造己內酰胺的新工藝路線。
理化性質
物理性質
己內酰胺為白色晶體或結晶性粉末，密度為1.023 g/cm3，熔點為68至71℃，沸點為268℃，閃點為125℃，自燃溫度為375℃，粘度為9 cP（78 °C）。它易于水、甲醇、乙醇、乙醚、二甲基酰胺、環己烯、氯化溶劑、苯和石油餾分等。
化學性質
水解反應
己內酰胺在酸性或堿性介質中，易與水反應，生成氨基己酸。
氯化反應
己內酰胺能與氯氣反應生成氯代己內酰胺。
氧化反應
在高錳酸鉀存在下，己內酰胺能發生氧化反應，生成羧基己酰胺。
與羥胺反應
己內酰胺與硫酸羥胺能生成ε-氨基羥肟酸。
聚合反應
己內酰胺的聚合反應過程中既存在鏈式聚合反應的特征，又存在逐步縮聚反應的特征以水或酸為催化劑時，在聚合機理上屬于逐步開環聚合反應。工業上己內酰胺水解開環是將單體和水加熱并保持一定的時間，即可制得用于紡制纖維的聚己內酰胺。聚合中有三種平衡反應。
（1）己內酰胺水解開環成氨基酸。
（2）氨基酸本身逐步縮聚。
應用領域
己內酰胺是世界上三大合成材料之一。
醫藥領域
己內酰胺在鈷催化劑存在下選擇加氫可以生產六亞甲基亞胺，是生產藥物和農藥的中間體。己內酰胺也作為中間體用來生產在左旋L-賴氨酸，這是一種不可缺少的、人體或動物不能合成的氨基酸。己內酰胺的水解產物可以用于制備加貝酯甲磺酸鹽。是一種絲氨酸蛋白酶抑制劑，可用于治療胰腺炎和播散性血管內凝血等疾病。
化工領域
己內酰胺可以用于生產聚酰胺纖維（中國稱為綿綸6）和塑料（俗稱尼6）。尼龍6是一種硬塑料，它具有優良的耐磨性和自潤滑性，耐熱性和機械強度也較高。尼龍6在工業上廣泛用于制作軸承、齒輪、管材、醫療器械和電氣絕緣材料。尼龍6纖維性能也很優良其彈力、耐磨牢度等均優于其他纖維。在工業上主要用作繩索、輸送帶、輪胎簾子線和濾布等。在己內酰胺和甲醇的氣相甲基化作用可以得到己內酰胺，是一種芳香族萃取劑。
日化領域
己內酰胺在日化領域廣泛應用，己內酰胺的產物可以作為漂白劑體系的活化漂劑和制革工業的改性劑，能夠實現紡織品的潔白洗滌和提高皮革產品的涂飾性能。基于己內酰胺氯化物（TBCC）的漂白劑體系具有較好的活化漂白能力。TBCC活化氧漂體系與非離子和陰離子表面活性劑均有良好的相容性，可與其組合使用對紡織品進行室溫潔白洗滌。己內酰胺也可以用于制備制革工業的改性劑。己內酰胺可以對酪素改性，使其成膜性提高，可應用于豬皮服裝革產品的涂飾，涂層耐干、濕擦及耐折牢度均達到要求。
制備
己內酰胺的生產方法很多，以環己酮肟貝克曼重排為基礎的環己酮-羥胺路線仍是21世紀世界工業化生產中最廣泛使用的方法。DSM/HPO和AlliedSignal工藝是兩種具有代表性的環己酮-羥胺工藝。其中，DSM/HPO的工藝避免了產生硫酸銨，AlliedSignal 工藝具有生產安全、產品質量好、消耗低的特點。已工業化的工藝路線有苯加氫-環己烷氧化法（環己酮-羥胺路線）、苯酚法（環己酮-羥胺路線）、甲苯法、硝基環己烷法、己二腈法、己內酯法、環己胺法。
苯加氫-環己烷氧化法（環己酮-羥胺路線）
環己酮-羥胺法主要包括以苯為基礎原料，經加氫制取環己烷，環己烷氧化得到環己酮，再與羥胺化生成環己酮肟，經Beckmann重排得到己內酰胺。
苯酚法（環己酮-羥胺路線）
從苯酚經加氫制環己醇，經氧化制環己酮，環己酮經肟化得到環己酮肟，經貝克曼重排得到己內酰胺。
甲苯法
甲苯在催化劑作用下氧化制取苯甲酸，再加氫得環己基酸，環己基羥酸在發煙硫酸作用下，與亞硝基硫酸反應，并經貝克曼重排得到己內酰胺。
其基本的工藝是甲苯在乙酸鈷作用下，溫度為433.16-443.19K，壓力為0.8-1.0MPa的條件下，用空氣液相氧化成苯甲酸；苯甲酸在Pd/C催化劑存在下，液相加氫成環己烷羧酸。在發煙硫酸-環己烷羧酸混合物中加入硝化劑，在373.16K下生成環己酮肟，經重排生成己內酰胺。
硝基環己烷法
環己烷硝化得到的硝基環己烷，在催化劑作用下部分氫化還原為環己酮肟，經Beckmann重排得到己內酰胺。
己二腈法
丁二烯與氫氰酸反應生成己二腈，己二腈經催化加氫得到氨基己腈，再經環化得到己內酰胺。
己內酯法
己內酯的合成工藝較為簡單，從環己烷出發，以鈷作催化劑，液相氧化得到環己醇和環己酮等的混合物，環己醇再經脫氫得到環己酮。環己酮與過氧乙酸作用得到己內酯，反應式如下：
所得的己內酯再與氨反應得到己內酰胺，反應式如下:
環己胺法
環己胺法所采用的氧化劑為過氧化氨(或高錳酸鉀等)，用鎢酸或鉬酸的鹽類為催化劑，在一定的pH值下制備己內酰胺。
安全事宜
健康相關
己內酰胺有毒，長期吸入會引起慢性中毒，如神經弱、頭昏、頭痛、失眠、出反復鼻出血和呼吸道疾患等。對皮膚有腐蝕作用，能引起皮炎，因此要避免與之直接接觸。己內酰胺的大鼠經口半數致死劑量（LD50）：1155mg/kg；人經口致死量（LD）：70g。空氣中的容許濃度：美國為5ppm（20mg/m3）；粉塵為1mg/m3；中國衛生標準規定為10mg/m3。2017年10月27日，世界衛生組織國際癌癥研究機構對致癌物質的分類中，己內酰胺被歸為第4類致癌物“對人體基本無致癌作用”分類的唯一物質。
GHS分類
GHS象形圖
GHS 危險說明
H302 （99.95%）：吞咽有害 [警告：急性毒性，經口]
H315 （99.95%）：引起皮膚刺激 [警告：皮膚腐蝕/刺激]
H319 （99.95%）：引起嚴重的眼睛刺激 [警告：嚴重的眼睛損傷/眼睛刺激]
H332 （99.95%）：吸入有害 [警告：急性中毒，吸入]
H335 （100%）：可能引起呼吸道刺激 [警告：特異性靶器官毒性，單次暴露；呼吸道刺激]
環境危害
己內酰胺生產過程中會伴有副產物一氧化二氮的產生，是一種非二氧化碳類溫室氣體，會造成溫室效應。己內酰胺曾被列入“美國清潔空氣法案”的有害空氣污染物清單，但于1996年被移除出名單。
急救措施
皮膚接觸：脫去污染的衣著，用大量流動清水徹底沖洗。
眼睛接觸：立即翻開上下眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水沖洗，就醫。
吸入：脫離現場至空氣新鮮處，就醫。
食入：誤服者漱口，給飲牛奶或蛋清，就醫。
儲存與消防事宜
己內酰胺應儲存在干燥清潔的庫房中，不得露天堆放和受潮。引發火災時可用水、砂子、泡沫、二氧化碳和四氯化碳滅火器。
參考資料 >
Caprolactam | C6H11NO | CID 7768 - PubChem.Caprolactam.2024-05-20
己內酰胺.Pubchem.2024-06-03
己內酰胺.國際化學品安全卡.2024-06-13
世界衛生組織國際癌癥研究機構致癌物清單.國家藥品監督管理局.2024-07-07