Процесс Монсанто - это способ получения уксусной кислоты. В нем используется катализатор для присоединения карбонильной группы к метанолу. Этот процесс работает при давлении 30-60 атм и температуре 150-200 °C. Он дает селективность более 99%. Он был разработан в 1960 году немецкими химиками, работающими в компании BASF. В 1966 году химики компании Monsanto представили новую систему катализаторов. Сегодня химики производят уксусную кислоту с помощью процесса Cativa - аналогичного процесса на основе иридия, разработанного компанией BP Chemicals Ltd, который является более экономичным и экологически чистым. Таким образом, процесс Монсанто мало используется в промышленности.
Процесс Монсанто
Каталитический цикл
Процесс состоит из нескольких этапов, которые повторяются для повторного изготовления катализатора:
Каталитически активным видом является анион цис-[Rh(CO)2 I2 ]− (1). Было показано, что каталитический цикл включает шесть стадий, две из которых не связаны с родием: превращение метанола в йодистый метил и гидролиз йодистого ацетила до уксусной кислоты. (Эти этапы находятся в середине приведенной выше диаграммы). Первым металлоорганическим этапом является окислительное присоединение йодистого метила к цис-[Rh(CO)2 I2 ]− с образованием гексакоординированного вида [(CH3 )Rh(CO)2 I3 ]− (2). Этот анион быстро трансформируется путем миграции метильной группы к карбонильному лиганду, образуя пентакоординированный ацетильный комплекс [(CH3 CO)Rh(CO)I3 ]− (3). Этот пятикоординатный комплекс затем реагирует с монооксидом углерода с образованием шестикоординатного дикарбонильного комплекса. (4) Он разлагается восстановительным элиминированием с образованием йодистого ацетила (CH3 COI) и регенерирует активную форму катализатора. Затем йодистый ацетил гидролизуется до уксусной кислоты.
Механизм реакции имеет первый порядок в отношении йодистого метила и катализатора (1). Поэтому было предложено, что определяющим этапом каталитического цикла является окислительное присоединение йодистого метила к катализатору (1). Химики считают, что это происходит при нуклеофильной атаке родиевого центра на углерод йодистого метила.
Процесс уксусного ангидрида Теннесси-Истман
Процесс производства уксусной кислоты компанией Monsanto вдохновил химиков на изобретение способа получения уксусного ангидрида. Он производится путем карбонилирования метилацетата.
CH3 CO2 CH3 + CO → (CH3 CO)2 O
В этом процессе йодистый литий превращает метилацетат в ацетат лития и йодистый метил, который, в свою очередь, позволяет получить путем карбонилирования йодистый ацетил. Йодистый ацетил вступает в реакцию с солями ацетата или уксусной кислотой, давая продукт. В качестве катализаторов используются йодиды родия и соли лития. Поскольку уксусный ангидрид нестабилен в воде, конверсия проводится в безводных условиях, в отличие от синтеза уксусной кислоты по методу Монсанто.