O processo da Monsanto é uma forma de fazer ácido acético. Ele usa um catalisador para adicionar um grupo carbonilo ao metanol. Este processo opera a uma pressão de 30-60 atm e a uma temperatura de 150-200 °C. Ele dá uma seletividade maior do que 99%. Foi desenvolvido em 1960 por químicos alemães que trabalham na BASF. Os químicos da Monsanto introduziram um novo sistema de catalisador em 1966. Hoje, os químicos produzem ácido acético pelo processo Cativa, um processo semelhante à base de irídio desenvolvido pela BP Chemicals Ltd, que é mais econômico e ambientalmente mais amigável. Portanto, o processo da Monsanto não é muito utilizado na indústria.
Processo da Monsanto
Ciclo catalítico
O processo tem várias etapas, que se repetem para refazer o catalisador:
A espécie catalisadora ativa é o anion cis-[Rh(CO)2I2]- (1). O ciclo catalítico demonstrou envolver seis etapas, duas das quais não envolvem o ródio: conversão do metanol em iodeto de metila e a hidrólise do iodeto de acetila em ácido acético. (Estas etapas estão no meio do diagrama acima.) A primeira etapa organometálica é a adição oxidativa de iodeto de metila ao cis-[Rh(CO)2I2]- para formar as espécies hexacoordenadas [(CH3)Rh(CO)2I3]- (2). Este ânion se transforma rapidamente, pela migração de um grupo metilo para o ligante carbonilo, dando origem ao complexo acetil pentacoordenado [(CH3CO)Rh(CO)I3]- (3). Este complexo de cinco coordenadas reage então com monóxido de carbono para formar as seis coordenadas do complexo dicarbonil. (4) Isto se decompõe por eliminação redutora para formar o iodeto de acetila (CH3COI) e regenerar a forma ativa do catalisador. O iodeto de acetila é então hidrolisado em ácido acético.
O mecanismo de reação é de primeira ordem com respeito ao iodeto de metila e ao catalisador (1). Portanto, a etapa determinante da taxa do ciclo catalítico foi proposta para ser a adição oxidativa de iodeto de metila ao catalisador (1). O químico pensa que isto ocorre com o centro do ródio fazendo um ataque nucleofílico ao carbono do iodeto de metila.
Processo de anidrido acético do Tennessee Eastman
O processo da Monsanto para fazer ácido acético inspirou os químicos a inventarem uma forma de fazer anidrido acético. Ele é produzido pela carbonilação do acetato de metila.
CH3CO2CH3 + CO → (CH3CO)2O
Neste processo, o iodeto de lítio converte acetato de lítio em acetato de lítio e iodeto de metila, o que, por sua vez, proporciona, através da carbonilação, iodeto de acetila. O iodeto de acetila reage com sais de acetato ou ácido acético para dar ao produto. O iodeto de ródio e os sais de lítio são empregados como catalisadores. Como o anidrido acético não é estável em água, a conversão é realizada em condições livres de água (anidro) em contraste com a síntese do ácido acético da Monsanto.