Proces spoločnosti Monsanto
Proces spoločnosti Monsanto je spôsob výroby kyseliny octovej. Využíva katalyzátor na pridanie karbonylovej skupiny k metanolu. Tento proces prebieha pri tlaku 30 - 60 atm a teplote 150 - 200 °C. Poskytuje selektivitu vyššiu ako 99 %. Vyvinuli ho nemeckí chemici pracujúci v BASF v roku 1960. Chemici v spoločnosti Monsanto predstavili nový katalyzátorový systém v roku 1966. Dnes chemici vyrábajú kyselinu octovú procesom Cativa, podobným procesom na báze irídia, ktorý vyvinula spoločnosť BP Chemicals Ltd. a ktorý je ekonomickejší a ekologickejší. Proces spoločnosti Monsanto sa teda v priemysle veľmi nepoužíva.
Katalytický cyklus
Proces má niekoľko krokov, ktoré sa opakujú, aby sa katalyzátor znovu vytvoril:
Katalyticky aktívnym druhom je anión cis-[Rh(CO)2 I2 ]− (1). Ukázalo sa, že katalytický cyklus zahŕňa šesť krokov, z ktorých dva nezahŕňajú ródium: konverziu metanolu na metyljodid a hydrolýzu acetyljodidu na kyselinu octovú. (Prvým organokovovým krokom je oxidačná adícia metyljodidu na cis-[Rh(CO)2 I2 ]− za vzniku hexakoordinovaného druhu [(CH3 )Rh(CO)2 I3 ]− (2). Tento anión sa rýchlo transformuje migráciou metylovej skupiny na karbonylový ligand, čím vzniká pentakoordinovaný acetylový komplex [(CH3 CO)Rh(CO)I3 ]− (3). Tento päťkoordinovaný komplex potom reaguje s oxidom uhoľnatým za vzniku šesťkoordinovaného dikarbonylového komplexu. (4) Ten sa rozkladá redukčnou elimináciou za vzniku acetyljodidu (CH3 COI) a regeneruje aktívnu formu katalyzátora. Acetyljodid sa potom hydrolyzuje na kyselinu octovú.
Reakčný mechanizmus je prvého rádu vzhľadom na metyljodid a katalyzátor (1). Preto sa navrhlo, že rýchlosť určujúcim krokom katalytického cyklu je oxidačná adícia metyljodidu na katalyzátor (1). Chemici sa domnievajú, že k tomu dochádza nukleofilným útokom centra ródia na uhlík metyljodidu.
Tennessee Eastmanov proces anhydridu kyseliny octovej
Postup spoločnosti Monsanto na výrobu kyseliny octovej inšpiroval chemikov, aby vynašli spôsob výroby anhydridu kyseliny octovej. Vyrába sa karbonyláciou metylacetátu.
CH3 CO2 CH3 + CO → (CH3 CO)2 O
Pri tomto procese jodid lítny premieňa metylacetát na octan lítny a metyljodid, ktorý následne karbonyláciou poskytuje acetyljodid. Acetyljodid reaguje s acetátovými soľami alebo kyselinou octovou za vzniku produktu. Ako katalyzátory sa používajú jodidy ródia a soli lítia. Keďže anhydrid kyseliny octovej nie je stabilný vo vode, konverzia sa na rozdiel od syntézy s kyselinou octovou podľa Monsanta uskutočňuje za bezvodých (bezvodých) podmienok.
