Procedeul Monsanto este o modalitate de obținere a acidului acetic. Acesta utilizează un catalizator pentru a adăuga o grupare carbonil la metanol. Acest proces funcționează la o presiune de 30-60 atm și la o temperatură de 150-200 °C. Acesta oferă o selectivitate mai mare de 99%. A fost dezvoltat în 1960 de către chimiștii germani care lucrează la BASF. Chimiștii de la Monsanto au introdus un nou sistem de catalizator în 1966. În prezent, chimiștii produc acid acetic prin procedeul Cativa, un procedeu similar pe bază de iridiu dezvoltat de BP Chemicals Ltd., care este mai economic și mai ecologic. Așadar, procesul Monsanto nu este foarte mult utilizat în industrie.
Procedeul Monsanto
Ciclul catalitic
Procesul are mai multe etape, care se repetă pentru a reface catalizatorul:
Specia activă din punct de vedere catalitic este anionul cis-[Rh(CO)2 I2 ]− (1). S-a demonstrat că ciclul catalitic implică șase etape, dintre care două nu implică rodiu: conversia metanolului în iodură de metil și hidroliza iodurii de acetil în acid acetic. (Aceste etape se află în mijlocul diagramei de mai sus.) Prima etapă organometalică este adiția oxidativă a iodurii de metil la cis-[Rh(CO) I22 ]− pentru a forma specia hexacoordonată [(CH3 )Rh(CO)2 I3 ]− (2). Acest anion se transformă rapid, prin migrarea unei grupări metil la ligandul carbonil, dând complexul pentacoordonat acetil [(CH3 CO)Rh(CO)I3 ]− (3). Acest complex cu cinci coordonate reacționează apoi cu monoxidul de carbon pentru a forma complexul dicarbonilic cu șase coordonate. (4) Acesta se descompune prin eliminare reductivă pentru a forma iodură de acetil (CH3 COI) și a regenera forma activă a catalizatorului. Iodura de acetil este apoi hidrolizată în acid acetic.
Mecanismul de reacție este de ordinul întâi în ceea ce privește iodura de metil și catalizatorul (1). Prin urmare, s-a propus ca etapa determinantă a ciclului catalitic să fie adiția oxidativă a iodurii de metil la catalizator (1). Chimiștii consideră că acest lucru se întâmplă atunci când centrul de rodiu face un atac nucleofilic asupra carbonului iodurii de metil.
Procesul de anhidridă acetică Tennessee Eastman
Procedeul Monsanto de obținere a acidului acetic i-a inspirat pe chimiști să inventeze o modalitate de obținere a anhidridei acetice. Aceasta este produsă prin carbonilarea acetatului de metil.
CH CO32 CH3 + CO → (CH3 CO)2 O
În acest procedeu, iodura de litiu transformă acetatul de metil în acetat de litiu și iodură de metil, care la rândul său obține prin carbonilare iodură de acetil. Iodura de acetil reacționează cu sărurile de acetat sau cu acidul acetic pentru a obține produsul. Ca și catalizatori se folosesc ioduri de rodiu și săruri de litiu. Deoarece anhidrida acetică nu este stabilă în apă, conversia se realizează în condiții fără apă (anhidră), spre deosebire de sinteza cu acid acetic Monsanto.