Proses Monsanto Pembuatan Asam Asetat

Reaksi karbonilasi tidak terbatas pada olefin. Garam kobalt iodida mengkonversi metanol menjadi campuran asam asetat dengan reaksi sebagai berikut:

Me OH + CO ---------> MeCOOH + MeCOOMe

                                                                   CoCl2

Reaksi tersebut lebih efisien dan selektif jika katalis yang digunakan adalah katalis dari golongan 9 (rhodium, kobalt atau iridium), tetapi kompleks dari Rh paling aktif dan hal ini menjadi dasar dari proses “Monsanto Asam Asetat”. Reaksi terdiri dari dua siklus yang berpasangan: siklus iodida yang mengkonversi metanol yang tidak reaktif menjadi iodometana, dan siklus karbonilasi rodium.

Gambar 1. Proses produksi asetat anhidrat melalui karbonilasi metilasetat

Prinsip siklus katalitik pada proses Monsanto diilustrasikan pada Gambar 1. Pada kondisi normal, kecepatan reaksi ditentukan oleh adisi oksidatif dari iodometana menjadi koordinasi 4, kompleks 16 elektron [RhI₂(CO)₂]^- (a), produksi koordinasi 6, kompleks 18 elektron [(H₃C)Rh(CO)₂]^- (b). Tahap ini diikuti oleh imsersi perpindahan CO, menghasilkan kompleks asil 16-elektron (c). Koordinasi dari CO mengembalikan kompleks 18-elektron yang kemudian mengalami eliminasi reduktif dari asetil iodida dengan regenerasi dari [RhI₂(CO)₂]^-. Air kemudian menghidrolisisasetil iodida menjadi asam asetat dan meregenerasi HI:

CH₃COI + H₂O  ------> CH₃COOH + HI

Tidak ada anion lain yang bekerja seperti iodida pada sistem katalis ini, dan kemampuan khusus dari beberapa faktor. Diantaranya dengan laju tertinggi dari adisi oksidatif dari oksidatif dari iodometanan relatif terhadap haloalkana lainnya pada tahap laju yang ditentukan. Selain itu, ion I^-  yang merupakan ligan yang baik untuk Rh (I), tampak pada pembentukan kompleks koordinasi lima, [RhI₂(CO)₂]^- yang melalui adisi oksidatif dengan iodeometana kompleks lebih cepat daripada [RhI₂(CO)₂]^- . Asam kuat HI efektif pada halogenasi metanol:

CH₃OH + HI -----> CH₃I + H₂O

Alkohol yang berlebih dikarbonilasi secara bersama – sama, walaupun reaktifitasnya menurun untuk MeOH > EtOH > PrOH. Sebagian besar mekanisme yang telah diuraikan melalui studi kinetik dan spektroskopi in situ IR. Intermediet didapatkan dalam bentuk [Rh₂(COMe)₂(CO)₂I₆)^2-, yang bereaksi dengan CO menghasilkan [Rh(COMe)I₃(CO)₂]^-. Proses Monsanto digunakan pada kebanyakan industri asam asetat den menggantikan alternatif sebelumnya seperti oksidasi butana atau oksidasi etilenyang dikatalisis dengan paladium atau tembaga.

Katalis kobalt dengan adanya hidrogen, tidak hanya mengkarbonilasi menjadi asam karboksilat tetapi juga mereduksi asam menjadi alkohol, sehingga keseluruhan reaksi berdasarkan homologasi alkohol.
                                                             CO₂CO₈,I^-

CH₃OH + CO + 2H₂ --------------------> CH₃CH₂OH + H₂O

 180°C, 200 Barr

Nb:

Makasih banyak pada teman-temanku satu kelompok yang mengrjakan tugas ini untuk mata kuliah Senyawa Organologam : Ika Fitri U, Holilah dan Akda Zahrotul W  :)