Proceso Monsanto
El proceso de Monsanto es una forma de fabricar ácido acético. Utiliza un catalizador para añadir un grupo carbonilo al metanol. Este proceso funciona a una presión de 30-60 atm y a una temperatura de 150-200 °C. Proporciona una selectividad superior al 99%. Fue desarrollado en 1960 por químicos alemanes que trabajaban en BASF. Los químicos de Monsanto introdujeron un nuevo sistema de catalizador en 1966. Hoy en día, los químicos fabrican ácido acético mediante el proceso Cativa, un proceso similar basado en el iridio y desarrollado por BP Chemicals Ltd., que es más económico y respetuoso con el medio ambiente. Por tanto, el proceso de Monsanto no se utiliza mucho en la industria.
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Ciclo catalítico
El proceso tiene varios pasos, que se repiten para rehacer el catalizador:
La especie catalíticamente activa es el anión cis-[Rh(CO)2 I 2] −(1). Se ha demostrado que el ciclo catalítico implica seis pasos, dos de los cuales no implican al rodio: la conversión del metanol en yoduro de metilo y la hidrólisis del yoduro de acetilo en ácido acético. (El primer paso organometálico es la adición oxidativa de yoduro de metilo a cis-[Rh(CO) 2I 2] −para formar la especie hexacoordinada [(CH 3)Rh(CO) 2I 3] −(2). Este anión se transforma rápidamente, por la migración de un grupo metilo al ligando carbonilo, dando lugar al complejo acetilado pentacoordinado [(CH 3CO)Rh(CO)I 3] −(3). Este complejo de cinco coordenadas reacciona entonces con el monóxido de carbono para formar el complejo dicarbonilo de seis coordenadas. (4) Éste se descompone por eliminación reductora para formar yoduro de acetilo (CH COI3) y regenerar la forma activa del catalizador. A continuación, el yoduro de acetilo se hidroliza a ácido acético.
El mecanismo de reacción es de primer orden con respecto al yoduro de metilo y al catalizador (1). Por lo tanto, se ha propuesto que el paso que determina la velocidad del ciclo catalítico es la adición oxidativa del yoduro de metilo al catalizador (1). Los químicos creen que esto ocurre con el centro de rodio haciendo un ataque nucleofílico al carbono del yoduro de metilo.
Proceso de anhídrido acético de Tennessee Eastman
El proceso de Monsanto para fabricar ácido acético inspiró a los químicos a inventar una forma de fabricar anhídrido acético. Se produce por carbonilación del acetato de metilo.
CH3 2CH 3+ CO → (CH 3CO) 2O
En este proceso, el yoduro de litio convierte el acetato de metilo en acetato de litio y yoduro de metilo, que a su vez da lugar, por carbonilación, al yoduro de acetilo. El yoduro de acetilo reacciona con sales de acetato o ácido acético para dar el producto. Como catalizadores se emplean yoduros de rodio y sales de litio. Dado que el anhídrido acético no es estable en el agua, la conversión se lleva a cabo en condiciones libres de agua (anhidras), a diferencia de la síntesis del ácido acético de Monsanto.
