Il processo Monsanto è un modo di fare acido acetico. Utilizza un catalizzatore per aggiungere un gruppo carbonile al metanolo. Questo processo funziona ad una pressione di 30-60 atm e una temperatura di 150-200 °C. Dà una selettività superiore al 99%. È stato sviluppato nel 1960 da chimici tedeschi che lavoravano alla BASF. I chimici della Monsanto hanno introdotto un nuovo sistema di catalizzatore nel 1966. Oggi, i chimici fanno l'acido acetico con il processo Cativa, un processo simile a base di iridio sviluppato da BP Chemicals Ltd che è più economico e rispettoso dell'ambiente. Quindi, il processo Monsanto non è molto usato nell'industria.
Processo Monsanto
Ciclo catalitico
Il processo ha diverse fasi, che si ripetono per rifare il catalizzatore:
La specie cataliticamente attiva è l'anione cis-[Rh(CO)2I2]- (1). È stato dimostrato che il ciclo catalitico coinvolge sei passi, due dei quali non coinvolgono il rodio: la conversione del metanolo in ioduro di metile e l'idrolisi dello ioduro di acetile in acido acetico. Il primo passo organometallico è l'aggiunta ossidativa di ioduro di metile a cis-[Rh(CO)2I2]- per formare la specie esacoordinata [(CH3)Rh(CO)2I3]- (2). Questo anione si trasforma rapidamente, attraverso la migrazione di un gruppo metile al legante carbonilico, ottenendo il complesso pentacoordinato acetilico [(CH3CO)Rh(CO)I3]- (3). Questo complesso a cinque coordinate reagisce poi con il monossido di carbonio per formare il complesso dicarbonilico a sei coordinate. (4) Questo si decompone per eliminazione riduttiva per formare ioduro di acetile (CH3COI) e rigenerare la forma attiva del catalizzatore. Lo ioduro di acetile viene poi idrolizzato ad acido acetico.
Il meccanismo di reazione è del primo ordine rispetto allo ioduro di metile e al catalizzatore (1). Quindi il passo determinante del ciclo catalitico è stato proposto come l'aggiunta ossidativa dello ioduro di metile al catalizzatore (1). I chimici pensano che questo avvenga con il centro del rodio che effettua un attacco nucleofilo sul carbonio dello ioduro di metile.
Processo di anidride acetica del Tennessee Eastman
Il processo Monsanto per fare l'acido acetico ha ispirato i chimici a inventare un modo per fare l'anidride acetica. È prodotta per carbonilazione dell'acetato di metile.
CH3CO2CH3 + CO → (CH3CO)2O
In questo processo lo ioduro di litio converte l'acetato di metile in acetato di litio e ioduro di metile, che a sua volta permette attraverso la carbonilazione lo ioduro di acetile. Lo ioduro di acetile reagisce con sali di acetato o acido acetico per dare il prodotto. Gli ioduri di rodio e i sali di litio sono impiegati come catalizzatori. Poiché l'anidride acetica non è stabile in acqua, la conversione è condotta in condizioni senza acqua (anidra) in contrasto con la sintesi dell'acido acetico di Monsanto.