Laurinlactam

Strukturformel
Allgemeines
Name	Laurinlactam
Andere Namen	Laurolactam 12-Amino-dodecansäurelactam 12-Aminododecanolactam Azacyclotridecan-2-on 2-Azacyclotridecanon Cyclododecalactam Dodecan-12-lactam Dodecyllactam Laurinolactam
Summenformel	C12H23NO
Kurzbeschreibung	beiger bis farbloser kristalliner Feststoff[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 947-04-6 EG-Nummer 213-424-8 ECHA-InfoCard 100.012.204 PubChem 13690 Wikidata Q2043636
Eigenschaften
Molare Masse	197,32 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	0,973 g·cm−3 (20 °C)[2]
Schmelzpunkt	150–153 °C[1] 151,8 °C bei 1013 hPa[3]
Siedepunkt	348 °C bei 1013 hPa[2]
Löslichkeit	sehr schwer in Wasser (0,223 g·l−1 bei 20 °C)[3] löslich in Dioxan, Benzol, Cyclohexan, Cyclododecanon[4]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[1] keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze[1]
Toxikologische Daten	2330 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)[4] >2000 mg·kg−1 (LD50, Ratte, transdermal)[4]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Laurinlactam (im Englischen meist Laurolactam) ist ein makrocyclisches Lactam, das als Monomer für Polyamid 12 und als Comonomer für Copolyamide Verwendung findet.^[5]

Herstellung

Das bei der Oxidation von Cyclododecan mit Luft oder Sauerstoff in Gegenwart von Borsäure und Übergangsmetallsalzen, z. B. Cobalt(II)-acetat anfallende, auch als Ol/On-Gemisch bezeichnete Cyclododecanol/Cyclododecanon-Gemisch^[6] wird an einem Kupferkontakt quantitativ zu Cyclododecanon dehydriert und dieses mit Hydroxylamin zum Cyclododecanon-oxim umgesetzt. Das Oxim wird in einer Beckmann-Umlagerung in Gegenwart einer starken Säure zu Laurinlactam umgelagert.^[7][8][9]

Ein alternativer Prozess unterwirft Cyclododecan einer Photonitrosierung mit Nitrosylchlorid^[6] in Gegenwart von wasserfreiem Chlorwasserstoff.^[10] Das entstehende Cyclododecanon-oxim wird mit konzentrierter Schwefelsäure extrahiert und durch Erhitzen auf 160 °C zu Laurolactam umgelagert. Die Gesamtausbeute (Photonitrosierung + Beckmann-Umlagerung) beträgt bis zu 93 % d.Th. Laurinlactam wird in Europa von Arkema und Evonik Industries sowie in Japan von einem Gemeinschaftsunternehmen der Ems-Grivory und der Ube Industries hergestellt.

Eigenschaften

Laurinlactam ist ein praktisch wasserunlöslicher, in technischer Qualität meist beige gefärbter und in reinem Zustand (Monomerqualität mit 99,9 % Reinheit) weißer kristalliner Feststoff, der in vielen organischen Lösungsmitteln, z. B. 1,4-Dioxan, Benzol, Cyclohexan, löslich ist. Die Reinigung erfolgt konventionell durch mehrstufige Destillation unter vermindertem Druck.^[5] Die Kombination von Destillation und Kristallisation aus Lösung oder Schmelze liefert sehr reines Laurinlactam (>99 %).^[11] Das von Laurinlactam ausgehende Gefahrenpotential wird als niedrig beurteilt.^[4]

Verwendung

Die ringöffnende Polymerisation des Monomers Laurinlactam verläuft zunächst bei Zusatz von Wasser in einer Vorpolymerisation bei ca. 300 °C unter Druck zu einem Prepolymer, das in einer folgenden Polykondensationstufe bei normalem oder vermindertem Druck und Temperaturen von ca. 250 °C zu höhermolekularem Polyamid 12 (PA 12: -[NH-(CH₂)₁₁-CO]_n-) reagiert.^[12]

Als Comonomer findet Laurinlactam zusammen mit ε-Caprolactam Verwendung zur Herstellung von Copolyamid 6/12.^[13]

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d} Datenblatt 12-Amino-dodecansäurelactam bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 1. Februar 2014 (PDF).
2. ↑ ^{a b} Eintrag zu Laurinlactam in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 1. Februar 2014. (JavaScript erforderlich)
3. ↑ ^{a b} GPS Safety Report: Dodecane-12-lactam (Memento desOriginals vom 3. Februar 2014 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.arkema.com
4. ↑ ^{a b c d} OECD: Screening Information Dataset (SIDS) Initial Assessment Report (SIAR) für Dodecane-12-lactam, abgerufen am 4. November 2014.
5. ↑ ^{a b} T. Schiffer, G. Oenbrink: Cyclododecanol, Cyclododecanone, and Laurolactam. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2002, doi:10.1002/14356007.a08_201.
6. ↑ ^{a b} H.-J. Arpe: Industrielle Organische Chemie. 6., vollst. überarb. Auflage. Wiley-VCH Verlag, Weinheim, 2007, ISBN 978-3-527-31540-6.
7. ↑ Douglass F. Taber, Patrick J. Straney: The Synthesis of Laurolactam from Cyclododecanone via a Beckmann Rearrangement. In: Journal of Chemical Education. Band 87, Nr. 12, Dezember 2010, S. 1392–1392, doi:10.1021/ed100599q (PDF). 
8. ↑ Patent US8309714: Process for producing laurolactam.. Veröffentlicht am 13. November 2012, Anmelder: Ube Industries, Ltd., Erfinder: J. Kugimoto et al..‌
9. ↑ Y. Furuya u. a.: Cyanuric Chloride as a Mild and Active Beckmann Rearrangement Catalyst. In: J.Am.Chem.Soc. 127, Nr. 32, 2005, S. 11240–11241, doi:10.1021/ja053441x
10. ↑ Patent US6197999: Photonitrosation of cyclododecane in chloroform in quasi-anhydrous medium.. Veröffentlicht am 6. März 2001, Anmelder: Atofina, Erfinder: J. Ollivier, D. Drutel.‌
11. ↑ Patent US8399658: Method for isolation of laurolactam from a laurolactam synthesis process stream. Veröffentlicht am 19. März 2013, Anmelder: Evonik Degussa GmbH, Erfinder: A. Hengstermann et al..‌
12. ↑ Patent US5362448: Continuous polymerization method of laurolactam and apparatus therefor. Veröffentlicht am 8. November 1994, Anmelder: Ube Industries, Ltd., Erfinder: A. Kawakami et al..‌
13. ↑ Patent DE3730504: Copolyamides containing caprolactam and laurolactam, process for the preparation thereof and use thereof for heat-sealing textiles. Veröffentlicht am 16. März 1989, Anmelder: Atochem Werke GmbH, Erfinder: E. De Jong et al..‌