Proces Monsanto
Proces Monsanto jest sposobem wytwarzania kwasu octowego. Wykorzystuje on katalizator do dodania grupy karbonylowej do metanolu. Proces ten przebiega przy ciśnieniu 30-60 atm i temperaturze 150-200 °C. Daje selektywność większą niż 99%. Został on opracowany w 1960 r. przez niemieckich chemików pracujących w BASF. Chemicy z firmy Monsanto wprowadzili nowy system katalizatorów w 1966 roku. Obecnie chemicy wytwarzają kwas octowy w procesie Cativa, podobnym procesie opartym na irydzie, opracowanym przez BP Chemicals Ltd, który jest bardziej ekonomiczny i przyjazny dla środowiska. Proces Monsanto nie jest więc zbyt często wykorzystywany w przemyśle.
Cykl katalityczny
Proces ten składa się z kilku etapów, które powtarzają się w celu ponownego wytworzenia katalizatora:
Katalitycznie aktywną formą jest anion cis-[Rh(CO)2I2]- (1). Wykazano, że cykl katalityczny obejmuje sześć etapów, z których dwa nie obejmują rodu: konwersja metanolu do jodku metylu i hydroliza jodku acetylu do kwasu octowego. Pierwszy etap organometaliczny polega na utleniającej addycji jodku metylu do cis-[Rh(CO)2I2]- tworząc heksakordynę [(CH3)Rh(CO)2I3]- (2). Anion ten szybko przekształca się, poprzez migrację grupy metylowej do liganda karbonylowego, dając pentakoordynacyjny kompleks acetylowy [(CH3CO)Rh(CO)I3]- (3). Ten pięciowspółrzędowy kompleks reaguje następnie z tlenkiem węgla, tworząc sześciowspółrzędowy kompleks dikarbonylowy. (4) Ten rozkłada się w wyniku eliminacji redukcyjnej, tworząc jodek acetylu (CH3COI) i regenerując aktywną formę katalizatora. Jodek acetylu jest następnie hydrolizowany do kwasu octowego.
Mechanizm reakcji jest pierwszego rzędu w odniesieniu do jodku metylu i katalizatora (1). Dlatego też zaproponowano, że etapem determinującym szybkość cyklu katalitycznego jest utleniające dodanie jodku metylu do katalizatora (1). Chemicy uważają, że zachodzi to przy centrum rodowym dokonującym ataku nukleofilowego na węgiel jodku metylu.
Proces produkcji bezwodnika octowego Tennessee Eastman
Proces wytwarzania kwasu octowego w firmie Monsanto zainspirował chemików do wynalezienia sposobu wytwarzania bezwodnika octowego. Jest on wytwarzany przez karbonylację octanu metylu.
CH3CO2CH3 + CO → (CH3CO)2O
W tym procesie jodek litu przekształca octan metylu w octan litu i jodek metylu, który z kolei poprzez karbonylację daje jodek acetylu. Jodek acetylu reaguje z solami octanowymi lub kwasem octowym, dając produkt. Jako katalizatory stosuje się jodki rodu i sole litu. Ponieważ bezwodnik octowy nie jest stabilny w wodzie, konwersję prowadzi się w warunkach bezwodnych (bezwodnych), w przeciwieństwie do syntezy kwasu octowego Monsanto.
