Síntesis de Ácido Acético

June 11, 2018 | Author: Sara Olguin | Category: Acetic Acid, Catalysis, Carbon Dioxide, Organic Chemistry, Chemistry
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Síntesis de Ácido Acético (Proceso Monsanto) El Proceso Monsanto es un importante método para la producción de ácido acético. El principal ciclo catalítico del proceso Monsanto es el que se ilustra en la figura 1.0. En las condiciones normales de operación, el paso que determina la velocidad es la adición oxidativa de iodometano al complejo coordinativamente insaturado de 16 electrones [RhI2(CO)2]- (a), resultando el complejo de 18 electrones [(H3C)RhI3(CO)2]- (b). A este paso le sigue la inserción migratoria de CO, dando un complejo de 18 electrones (d), que elimina entonces, reductivamente, ioduro de acetilo con regeneración de [RhI 2(CO)2]- . A continuación, el agua hidroliza el ioduro de acetilo a ácido acético y se regenera HI: CH3COI + H2O → CH3COOH + HI FIGURA 1.0 Uno de los ciclos del mecanismo propuesto para la conversión de metanol y CO en ácido acético, catalizada por complejos de rodiofosfano. El ioduro de acetilo producido en este ciclo se hidroliza dando ácido acético. Obtención de Ácido Acético según el Proceso Monsanto Actualmente se obtienen alrededor de un millón de toneladas anuales de ácido acético a partir de la carbonilación de metanol, que se produce con rendimientos superiores al 99% cuando se utiliza un catalizador de rodio. El rodio puede ser introducido en el sistema como RhCl 3 o como RhCl(CO)(PPh3)2. se produce la inserción migratoria de CO formándose un ioduro de acetilrodio. El ioduro de acilo libre se hidroliza con el metanol para dar el acetato de metilo. que también se da en la reacción con un carbonilo coordinado que se muestra en la ecuación. Una vez se ha formado el complejo de metilrodio. 12.2 Muestra el elevado carácter negativo del H en los hidruros de Zr. que pierde adicionarse oxidativamente al metal en el paso limitante del ciclo. El ácido acético resultante se puede obtener por completo a partir del gas de agua. pero gracias a trabajos recientes se ha demostrado el paso de la reacción a través de . La Ec. Para que se produzca la carbonilación de equilibrio del MeI. El acetaldehído se oxida a ácido acético posteriormente.Pero el catalizador activo es [Rh1I2(CO)2]. que finalmente se puede convertir en ácido acético al reaccionar con agua. En una reacción muy relacionada con la que se acaba de describir. El efecto neto del catalizador es producir la activación del enlace C-O del metanol y facilitar la inserción del CO. La eliminación reductiva del ioduro de acido completa el ciclo. el CH3COOMe se puede carbonilar para formar anhídrido acético (CH 3CO)2.. FIGURA 1.11 muestra uno de los primeros ejemplos que se conocen. Los metales situados a la derecha del bloque d también muestran capacidad para reducir CO. El proceso Monsanto de obtención de ácido acético está sustituyendo el método antiguo de obtención que sigue el proceso Wacker para dar acetaldehído a partir de etileno. cuyo mecanismo no se comprendió al principio. Al protonar el formilo generamos un carbeno de Fisher. como se muestra en la Ec. pero para que esta forma se dé. por lo que la forma formilo es cinéticamente estable.12. es una fuete abundante de carbono. La protonacion en el grupo OH del hidroximetilo provoca la perdida de una molécula de agua y la deformación de un intermedio de metileno. El CO en el compuesto catatónico de partida esta activado frente al ataque nucleofilico. debido al llamado <<Efecto invernadero>>.según el proceso inverso al primer paso de la Ec. En los casos en los que el disolvente aporta protones. de forma que el H. que es sensible al ataque nuclefilico en el carbono del carbeno. que rápidamente adiciona H . el metal debería tener una vacante de coordinación. El complejo formado podría ser más estable como hidruro-carbonilo complejo. pero no al paso de la radiación infrarroja que la tierra reemite al espacio exterior durante la noche. el CO2 es el responsable del calentamiento térmico global precedido para las próximas décadas. El CO2 es transparente al paso de la radiación solar incidente.da un η1-formilo directamente. Con objeto de proseguir con la reducción del grupo hidroximetilo podemos repetir el ciclo de adición consecutiva de H+ y H-. 12.para formar el complejo final Activación del CO2 El dióxido de carbono. Uno de los principales problemas en la química del . Un complejo de formilo puede ser dador de H. el formilo puede protonarse en el átomo de oxigeno dando un complejo de hidroximetileno.12. Este ataque se puede dar a través de una fuente externa e hidruro o por una transferencia de H . al ser un constituyente de la atmosfera.complejos de formilo. Todos los ligandos están fuertemente unidos al metal.de otro complejo formilo que se encuentre en la mezcla de reacción. 12. El proceso más importante de activación de CO 2 es la fotosíntesis. pero el uso de H 2 convierte al proceso en muy caro. En su ciclo catalítico la primera etapa organometálica es la adición oxidativa del yoduro de metilo y se ha demostrado que la reacción es de primer orden en relación con el yoduro de metilo y el catalizador De ahí que se haya propuesto que el paso determinante de la velocidad del ciclo catalítico sea la adición oxidativa del yoduro de metilo al catalizador esto ocurre a . De hecho. en el que la radiación solar hace que se produzca una reacción que de otro modo seria termodinámicamente muy desfavorable: la reducción de CO 2 a hidratos de carbono junto con la oxidación de agua a O 2. y una de estas es la que probablemente polariza el CO 2. Mn(II) y Mg 2+ . que solo unos cuantos productos de CO2 pueden obtenerse en procesos exotérmicos. El que “fija” el CO 2 es la ribulosa difosfato carboxilasa. Conclusiones En conclusión el proceso de Monsanto es un importante método para la fabricación de ácido acético por carbonilación catalítica de metanol. Este proceso se desarrolla a un presión de 30 a 60 atm y una temperatura de 150-200 °C y ofrece una selectividad mayor del 99%. que introdujo un nuevo sistema catalizador. El enzima tiene especies de Cu(II). los métodos actuales de obtención de H 2 implican el consumo de carbón o de gas natural. Una forma de activación es la reducción a CO con H 2 y luego utilizar la química del CO para obtener compuestos carbonados. seguramente a través de in complejo η1-OCO.CO2 es que es tan estable desde el pinto de vista termodinámico. que son fuentes de carbono muy valiosas. En este proceso están implicados un gran número de metaloenzimas. Fue desarrollado por la compañía alemana BASF en 1960 y mejorado por Monsanto en 1966. en el que in anión enolato del azúcar ataca nucleofilicamente al carbono del CO2. Referencias - A. Química Inorgánica. Atkins. editorial reverté . P.través de un ataque nucleófilo del centro de rodio sobre el carbono del yoduro de metilo. editorial reverté. G. Sharpe. F. Química Inorgánica. 1993 D. Shriver.W.


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