Η διαδικασία Monsanto είναι ένας τρόπος παραγωγής οξικού οξέος. Χρησιμοποιεί έναν καταλύτη για την προσθήκη μιας καρβονυλικής ομάδας στη μεθανόλη. Η διαδικασία αυτή λειτουργεί σε πίεση 30-60 atm και θερμοκρασία 150-200 °C. Παρέχει εκλεκτικότητα μεγαλύτερη από 99%. Αναπτύχθηκε το 1960 από Γερμανούς χημικούς που εργάζονταν στη BASF. Οι χημικοί της Monsanto εισήγαγαν ένα νέο σύστημα καταλύτη το 1966. Σήμερα, οι χημικοί παρασκευάζουν οξικό οξύ με τη διαδικασία Cativa, μια παρόμοια διαδικασία με βάση το ιρίδιο που αναπτύχθηκε από την BP Chemicals Ltd και είναι πιο οικονομική και φιλική προς το περιβάλλον. Έτσι, η διαδικασία της Monsanto δεν χρησιμοποιείται πολύ στη βιομηχανία.
Διαδικασία Monsanto
Καταλυτικός κύκλος
Η διαδικασία περιλαμβάνει διάφορα στάδια, τα οποία επαναλαμβάνονται για την ανακατασκευή του καταλύτη:
Το καταλυτικά ενεργό είδος είναι το ανιόν cis-[Rh(CO)2 I2 ]− (1). Έχει αποδειχθεί ότι ο καταλυτικός κύκλος περιλαμβάνει έξι στάδια, δύο από τα οποία δεν περιλαμβάνουν ρόδιο: μετατροπή της μεθανόλης σε ιωδιούχο μεθύλιο και υδρόλυση του ιωδιούχου ακετυλίου σε οξικό οξύ. (Τα βήματα αυτά βρίσκονται στη μέση του παραπάνω διαγράμματος.) Το πρώτο οργανομεταλλικό βήμα είναι η οξειδωτική προσθήκη του ιωδιούχου μεθυλίου στο cis-[Rh(CO)2 I2 ]− για να σχηματιστεί το εξακορδονικό είδος [(CH3 )Rh(CO)2 I3 ]− (2). Το ανιόν αυτό μετασχηματίζεται ταχέως, με τη μετανάστευση μιας μεθυλομάδας στο καρβονυλικό ligand, παρέχοντας το πεντασυντεταγμένο σύμπλοκο ακετυλίου [(CH3 CO)Rh(CO)I3 ]− (3). Αυτό το πεντασυντονισμένο σύμπλοκο αντιδρά στη συνέχεια με μονοξείδιο του άνθρακα για να σχηματίσει το εξασυντονισμένο δικαρβονυλικό σύμπλοκο. (4) Αυτό διασπάται με αναγωγική απομάκρυνση για να σχηματιστεί ακετυλοϊωδιούχο (CH3 COI) και να αναγεννηθεί η ενεργός μορφή του καταλύτη. Το ακετυλοϊωδιούχο υδρολύεται στη συνέχεια σε οξικό οξύ.
Ο μηχανισμός της αντίδρασης είναι πρώτης τάξης σε σχέση με το ιωδιούχο μεθύλιο και τον καταλύτη (1). Ως εκ τούτου, έχει προταθεί ότι το καθοριστικό βήμα του καταλυτικού κύκλου είναι η οξειδωτική προσθήκη του ιωδιούχου μεθυλίου στον καταλύτη (1). Οι χηµικοί πιστεύουν ότι αυτό συµβαίνει µε το κέντρο του ροδίου που πραγµατοποιεί πυρηνόφιλη επίθεση στον άνθρακα του ιωδιούχου µεθυλίου.
Διαδικασία οξικού ανυδρίτη της Eastman Tennessee
Η διαδικασία της Monsanto για την παρασκευή οξικού οξέος ενέπνευσε τους χημικούς να εφεύρουν έναν τρόπο παρασκευής οξικού ανυδρίτη. Παράγεται με καρβονυλίωση του οξικού μεθυλεστέρα.
CH3 CO2 CH3 + CO → (CH3 CO)2 O
Σε αυτή τη διαδικασία το ιωδιούχο λίθιο μετατρέπει το οξικό μεθύλιο σε οξικό λίθιο και ιωδιούχο μεθύλιο, το οποίο με τη σειρά του δίνει μέσω καρβονυλίωσης ιωδιούχο ακετύλιο. Το ιωδιούχο ακετύλιο αντιδρά με οξικά άλατα ή οξικό οξύ για να δώσει το προϊόν. Ως καταλύτες χρησιμοποιούνται ιωδιούχα άλατα του ροδίου και άλατα του λιθίου. Επειδή ο οξικός ανυδρίτης δεν είναι σταθερός στο νερό, η μετατροπή πραγματοποιείται σε συνθήκες χωρίς νερό (άνυδρες) σε αντίθεση με τη σύνθεση οξικού οξέος της Monsanto.