Caprolactam foi descrito pela primeira vez no final do século XIX quando foi preparado pela ciclização do ácidoaminocaproico ε, o produto da hidrólise da caprolactam. A demanda mundial de caprolactama foi estimada em atingir cinco milhões de toneladas por ano para 2015. 90% da caprolactama produzida é utilizada para fazer filamentos e fibras, 10% para plásticos, e uma pequena quantidade é utilizada como intermediário químico. Devido à sua importância comercial, muitos métodos foram desenvolvidos para a produção de caprolactama. Foi estimado que 90% de toda a caprolactama é sintetizada a partir da ciclohexanona (1), que é primeiramente convertida para a sua oxima (2). O tratamento desta oxima com ácido induz o rearranjo Beckmann para dar caprolactama (3):
O produto imediato do rearranjo induzido por ácido é o sal bissulfato de caprolactama. Este sal é neutralizado com amônia para liberar o lactam livre e cogenerar o sulfato de amônio. Ao otimizar as práticas industriais, muita atenção é direcionada para minimizar a produção de sais de amônia.
A outra grande rota industrial envolve a formação do oxime do ciclohexano usando cloreto de nitrosil, e este método responde por 10% da produção mundial. A vantagem deste método é que o ciclohexano é menos caro que a ciclohexanona.
Outros caminhos para a caprolactama incluem a despolimerização dos resíduos de Nylon 6, e a reação da caprolactona com amônia. Na escala de bancada, a reação entre ciclohexanona com ácido hidrazóico para dar caprolactama na reação de Schmidt foi relatada.
