环己烷是一种重要的脂环烃，化学式为C₆H₁₂，CAS 号110-82-7，是石油化工领域的基础原料和常用溶剂。
一、基本信息与物理性质
表格
| 性质 | 数值 |
|---|---|
| 分子量 | 84.16 g/mol |
| 外观 | 无色透明液体 |
| 气味 | 类似汽油 / 洗涤剂的刺激性气味 |
| 熔点 | 6.5 °C（低于此温度为白色晶体） |
| 沸点 | 80.7 °C（常压） |
| 密度 | 0.779 g/cm³（20 °C），比水轻 |
| 闪点 | -18.3 °C（易燃液体） |
| 折射率 | 1.4266（20 °C） |
| 溶解性 | 不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂 |
| 爆炸极限 | 1.3%~8.4%（体积分数，空气中） |
二、分子结构与构象
环己烷分子不是平面六边形，而是以非平面构象存在以减小环张力：
椅式构象（最稳定）
能量最低，占比 > 99%（室温下）Yale
六个碳原子交替分布在两个平行平面上
所有 C-C 键均为交叉式，无扭转张力Yale
存在两种氢原子：6 个直立键 (a 键) 和 6 个平伏键 (e 键)Yale
船式构象（不稳定）
能量比椅式高约 30 kJ/mol
存在 "旗杆氢" 相互作用，产生空间位阻
C2-C3 和 C5-C6 键呈重叠式，有扭转张力
其他构象：扭船式、半椅式等（均为过渡态）
室温下，椅式构象可通过环翻转快速互变，两种椅式构象能量相同。
三、化学性质
环己烷化学性质相对稳定，对酸碱不敏感，但在特定条件下可发生以下反应：
氧化反应
空气氧化（140-180°C，钴 / 锰催化剂）→环己醇 + 环己酮（KA 油），用于生产己二酸和己内酰胺
浓硝酸氧化→己二酸（尼龙 66 原料）
取代反应
自由基卤代（光照 / 加热）→氯代环己烷、溴代环己烷等
硝化 / 磺化反应（需特殊条件）→硝基环己烷、环己烷磺酸等
脱氢反应
高温（300-400°C）+ 催化剂→苯 + 氢气，可用于苯的回收
加成反应
加氢（通常不需要，本身已饱和）
与卤素加成（紫外光下）→六氯环己烷（六六六，曾用作农药）
四、工业制备方法
苯加氢法（主流工艺）
反应：C₆H₆+3H₂ → C₆H₁₂（180-250°C，Ni/Pd 催化剂，3-5 MPa）
转化率 > 99%，选择性 > 99%
分为液相法和气相法两种工艺路线
石油馏分分离法
从石油催化重整产物中精馏分离（约占环己烷产量 10%）
需深度加氢去除芳香烃杂质
环己烯加氢法（联产工艺）
苯部分加氢制环己烯，再进一步加氢得环己烷福建工信厅
用于环己酮 / 环己醇生产装置中福建工信厅
五、主要用途
尼龙原料生产（最核心用途）
氧化制环己酮 / 环己醇（KA 油），进一步生产己内酰胺（尼龙 6 原料）和己二酸（尼龙 66 原料）
全球约 90% 环己烷用于尼龙产业链
溶剂应用
涂料 / 油墨工业：稀释油性漆、环氧树脂漆，调节挥发速度
橡胶工业：溶解橡胶、配制胶黏剂
实验室：高效液相色谱 (HPLC)、气相色谱 (GC) 的流动相
替代苯：作为低毒溶剂用于金属脱脂、萃取剂等
其他应用
有机合成中间体：制备环己胺、环己基苯等
涂料去除剂、脱脂剂
校准温度计的标准物质（沸点 80.7°C）
六、安全与环境影响
危险性
对水生生物有毒，可在水体表面形成薄膜，影响氧气交换
易挥发，可参与光化学反应，对臭氧层有轻微破坏作用
急性中毒：头晕、恶心、嗜睡，高浓度可致昏迷、呼吸衰竭
慢性影响：损伤中枢神经系统和肝脏，对皮肤有刺激性
属低毒类物质，毒性低于苯
易燃性：闪点低，遇明火、高温、氧化剂易燃烧爆炸
健康危害：
环境危害：
安全防护
储存于阴凉通风处，远离火源、热源，与氧化剂分开存放
操作时使用防爆电器，佩戴防护眼镜、耐化学品手套
泄漏时用砂土吸附，禁止用水直接冲洗
应急处理
火灾：用干粉、二氧化碳灭火器，禁止用水扑救（会浮于水面扩散）
吸入：移至新鲜空气处，必要时输氧
皮肤接触：用肥皂水冲洗 15 分钟以上
七、环境与可持续发展
环己烷生产正朝着绿色化、低碳化方向发展：
开发高效催化剂降低反应温度和压力
环己烷脱氢技术实现苯和氢气的循环利用，提高原子经济性
利用可再生氢源（如电解水制氢）替代化石燃料制氢
总结：环己烷是连接石油化工与材料工业的关键纽带，其椅式构象是有机化学构象分析的经典模型，而尼龙产业链则是其最重要的应用领域。
