Caprolactam
કેપ્રોલેક્ટમ (સી. પી. એલ.) એ સૂત્ર (સી. એચ. 2) 5સી (ઓ) એન. એચ. સાથેનું કાર્બનિક સંયોજન છે. આ રંગહીન ઘન કેપ્રોઇક એસિડનું લેક્ટમ (ચક્રીય એમાઇડ) છે. આ સંયોજનની વૈશ્વિક માંગ દર વર્ષે આશરે 50 લાખ ટન છે, અને મોટા ભાગનો ઉપયોગ નાયલોન 6 ફિલામેન્ટ, ફાઇબર અને પ્લાસ્ટિક બનાવવા માટે થાય છે. સંશ્લેષણ અને ઉત્પાદન કેપ્રોલેક્ટમનું વર્ણન સૌપ્રથમ 1800 ના દાયકાના અંતમાં કરવામાં આવ્યું હતું જ્યારે તે કેપ્રોલેક્ટમના હાઇડ્રોલિસિસના ઉત્પાદન ε-એમિનોકેપ્રોઇક એસિડના ચક્રીયકરણ દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું. 2015 માટે કેપ્રોલેક્ટમની વૈશ્વિક માંગ દર વર્ષે 50 લાખ ટન સુધી પહોંચવાનો અંદાજ હતો. ઉત્પાદિત કેપ્રોલેક્ટમનો 90 ટકા ઉપયોગ ફિલામેન્ટ અને ફાઇબર બનાવવા માટે થાય છે, 10 ટકા પ્લાસ્ટિક માટે અને થોડી માત્રામાં રાસાયણિક મધ્યવર્તી તરીકે ઉપયોગ થાય છે. તેના વ્યાવસાયિક મહત્વને કારણે, કેપ્રોલેક્ટમના ઉત્પાદન માટે ઘણી પદ્ધતિઓ વિકસાવવામાં આવી છે. એવો અંદાજ લગાવવામાં આવ્યો હતો કે તમામ કેપ્રોલેક્ટમનો 90 ટકા હિસ્સો સાયક્લોહેક્સેનોન (1) માંથી સંશ્લેષિત થાય છે, જે સૌપ્રથમ તેના ઓક્સીમ (2) માં રૂપાંતરિત થાય છે. એસિડ સાથે આ ઓક્સીમની સારવાર બેકમેનની પુનઃગોઠવણીને કેપ્રોલેક્ટમ આપવા માટે પ્રેરિત કરે છે (3): એસિડ-પ્રેરિત પુનઃગોઠવણીનું તાત્કાલિક ઉત્પાદન કેપ્રોલેક્ટમનું બાયસલ્ફેટ મીઠું છે. મુક્ત લેક્ટમ અને કોજેનેટ એમોનિયમ સલ્ફેટ છોડવા માટે આ મીઠાને એમોનિયા સાથે તટસ્થ કરવામાં આવે છે. ઔદ્યોગિક પદ્ધતિઓને અનુકૂળ બનાવવા માટે, એમોનિયમ ક્ષારનું ઉત્પાદન ઘટાડવા તરફ વધુ ધ્યાન આપવામાં આવે છે. અન્ય મુખ્ય ઔદ્યોગિક માર્ગમાં નાઇટ્રોસિલ ક્લોરાઇડનો ઉપયોગ કરીને સાયક્લોહેક્સેનમાંથી ઓક્સાઇમની રચનાનો સમાવેશ થાય છે, અને આ પદ્ધતિ વિશ્વ ઉત્પાદનમાં 10 ટકા હિસ્સો ધરાવે છે. આ પદ્ધતિનો ફાયદો એ છે કે સાયક્લોહેક્સેન સાયક્લોહેક્સેનોન કરતાં ઓછું ખર્ચાળ છે. કેપ્રોલેક્ટમના અન્ય માર્ગોમાં કચરાના નાયલોન 6નું ડીપોલિમરાઇઝેશન અને એમોનિયા સાથે કેપ્રોલેક્ટોનની પ્રતિક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે. બેન્ચ સ્કેલ પર, શ્મિટ પ્રતિક્રિયામાં કેપ્રોલેક્ટમ આપવા માટે હાઈડ્રોઝોઇક એસિડ સાથે સાયક્લોહેક્ઝેનોન વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાની જાણ કરવામાં આવી છે. ઉપયોગો ઉત્પાદિત લગભગ તમામ કેપ્રોલેક્ટમ નાયલોન 6 ના ઉત્પાદનમાં જાય છે. રૂપાંતરણમાં રિંગ-ઓપનિંગ પોલિમરાઇઝેશનનો સમાવેશ થાય છેઃ નાયલોન 6 નો ફાઇબર અને પ્લાસ્ટિકમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. મૂળ સ્થાને એનાયોનિક પોલિમરાઇઝેશનનો ઉપયોગ કાસ્ટ નાયલોનના ઉત્પાદન માટે કરવામાં આવે છે જ્યાં મોલ્ડની અંદર ε-કેપ્રોલેક્ટમથી નાયલોન 6 માં રૂપાંતર થાય છે. અનંત ફાઇબર પ્રક્રિયા સાથે થર્મોપ્લાસ્ટિક રેઝિન ટ્રાન્સફર મોલ્ડિંગ (ટી-આર. ટી. એમ.) શબ્દનો ઘણીવાર ઉપયોગ થાય છે. કેપ્રોલેક્ટમનો ઉપયોગ પેન્ટિલેનેટેટ્રાઝોલ, મેપ્ટાઝિનોલ અને લૌરોકાપ્રામ સહિતની કેટલીક ફાર્માસ્યુટિકલ દવાઓના સંશ્લેષણમાં પણ થાય છે. સેફ્ટી કેપ્રોલેક્ટમ એક બળતરા કરનાર છે અને 1.1 ગ્રામ/કિગ્રા (ઉંદર, મૌખિક) સાથે હળવું ઝેરી છે. 1991માં, તેને 1990ના યુ. એસ. ક્લીન એર એક્ટ દ્વારા જોખમી વાયુ પ્રદૂષકોની યાદીમાં સામેલ કરવામાં આવ્યો હતો. ત્યારબાદ ઉત્પાદકોની વિનંતી પર 1996માં તેને યાદીમાંથી દૂર કરવામાં આવી હતી. પાણીમાં, કેપ્રોલેક્ટમ હાઇડ્રોલાઇઝ થઈને એમિનોકેપ્રોઇક એસિડ બને છે, જેનો ઔષધીય રીતે ઉપયોગ થાય છે. 2016 સુધીમાં કેપ્રોલેક્ટમને ઇન્ટરનેશનલ એજન્સી ફોર રિસર્ચ ઓન કેન્સરની સૌથી ઓછી જોખમી શ્રેણી, જૂથ 4 માં એકમાત્ર રાસાયણિક હોવાની અસામાન્ય સ્થિતિ હતીઃ "કદાચ મનુષ્યો માટે કાર્સિનોજેનિક નથી". હાલમાં, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં કેપ્રોલેક્ટમનું સંચાલન કરતા કામદારો માટે કોઈ સત્તાવાર સ્વીકાર્ય એક્સપોઝર મર્યાદા નક્કી કરવામાં આવી નથી. કેપ્રોલેક્ટમ ધૂળ અને વરાળ માટે આઠ કલાકની વર્ક શિફ્ટમાં ભલામણ કરાયેલ એક્સપોઝર મર્યાદા 1 મિલીગ્રામ/એમ 3 નક્કી કરવામાં આવી છે. કેપ્રોલેક્ટમ ધૂળ અને વરાળ માટે ટૂંકા ગાળાની એક્સપોઝર મર્યાદા 3 મિલીગ્રામ/એમ 3 નક્કી કરવામાં આવી છે. આબોહવાની અસર કેપ્રોલેક્ટમનું ઉત્પાદન ઉપ-ઉત્પાદન તરીકે નાઇટ્રસ ઓક્સાઇડનું ઉત્પાદન કરી શકે છે, જે અત્યંત શક્તિશાળી ગ્રીનહાઉસ ગેસ છે. વિવિધ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ અને ઉત્સર્જન ઘટાડવાની તકનીકના અસંગત ઉપયોગને કારણે ઉત્સર્જન નોંધપાત્ર રીતે અલગ પડે છે. જર્મન ફેડરલ મિનિસ્ટ્રી ફોર ઇકોનોમિક અફેર્સ એન્ડ ક્લાઇમેટ એક્શન દ્વારા હાથ ધરાયેલા એક અભ્યાસમાં કેપ્રોલેક્ટમના ટન દીઠ 9 કિલોગ્રામ નાઇટ્રસ ઓક્સાઇડ અને લગભગ શૂન્ય વચ્ચે ઉત્સર્જનનો અંદાજ છે. મોટાભાગના દેશોમાં કેપ્રોલેક્ટમના ઉત્પાદનમાંથી નાઇટ્રસ ઓક્સાઇડનું ઉત્સર્જન અનિયંત્રિત છે. અન્ય રાસાયણિક ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓથી વિપરીત, કેપ્રોલેક્ટમ ઉત્પાદનમાંથી નાઇટ્રસ ઓક્સાઇડનું ઉત્સર્જન યુરોપિયન યુનિયન ઉત્સર્જન વેપાર પ્રણાલીમાં સામેલ નથી. સંદર્ભો એપ્સિલોન-લેક્ટેમ્સ મોનોમર્સ કોમોડિટી કેમિકલ્સ