Несмотря на значнтельные достижения в области классического оксосинтеза, все же приходится констатировать, что применяемые схемы обладают принципиальными недостатками, которые обуславливаются необходимостью разложения катализатора (карбонилов кобальта) после каждого цикла с образованием солей кобальта или металлического кобальта. Затем сразу же провозится обратная операция по переводу солей или металла в карбонилы. В результате этого процесс оксосинтеза является по существу трехстадийным процессом:
карбонилобразование → гидроформилирование → декобальтизация
Необходимость такой цикличности процесса обуславливается высокой летучестью карбонилов кобальта, которая не позволяет произвести их отделение от продуктов гидроформилирования путем разгонки.
Другим недостатком классического катализатора является образование в процессе гидроформилирования значительных количеств изомерных продуктов.
Эти недостатки существующих процессов оксосинтеза все время побуждали исследователей к поискам новых катализаторов. Долгие годы исследователям не удавалось добиться коренного улучшения катализаторов. Только в последние 5-6 лет в этом вопросе достягнуты заметные успехи. Уже запатентовано большое количество комплексных каталитических систем общей формулы
где R, RI, RII - различные алифатические, ароматические и другие радикалы; Р - фосфор, мышьяк, сурьма к другие неметаллы ; M - металлы - кобальт, родий, железо, никель, иридий и др.
Основным патентодержателем в этой области является англо- голландская фирма Шелл [7].
Поскольку комплексные катализаторы приобретают существенную роль в оксосинтезе, здесь уместно кратко остановиться на одном из таких катализаторов - кобальт-фосфиновом.
Исходными компонентами для его получения служат карбонилы кобальта и трибутилфосфин. Трибутилфосфин получается путем проведения простейших реакций. На хлористый бутил, растворенный в диизопропиловом эфире, действуют металлаческим магнием (стружка) при температуре 70°:
Затем магнийбутилхлорид взаимодействует с треххлористым фосфором, в результате образуется комплекс трибутилфосфина с хлористым магнием:
который под действием воды разлагается с образованием трибутилфосфина.
Трибутилфосфин с карбонилами кобальта образует комплексное соединение следующего строения;
[Co(CO)3∙P(C4H9)3]2 ,
являющееся катализатором реакция гидроформилирования.
Комплекс хорошо растворим в органических растворителях, раствор имеет темно-вишневую окраску.
Схема оксосинтеза с применением комплексных катализаторов оформляется значительно проще (особенно при производстве спиртов), чем схемы на кобальтовых катализаторах. Упрощение схемы обеспечивается возможностью возвращения комплекса в оксопроцесс без его разложения после отгонки от реакционной смеси целевых продуктов, а также возможностью проведения в оксореакторе и процесса гидрирования альдегидов, так как комплекс одновременно является гидрирующим катализатором. Схема приведена на рис. 5.
Рис. 5. Схема процесса оксосинтеза на комплексных катализаторах:
1 - реактор гидроформилирования; 2 - ректификация продуктов гидроформилирования; 3 - узел регенерации и приготовления катализатора.
Однако, несмотря на простоту технологического оформления процесса с применением комплексных каталитических систем, этот процесс требует тщательной проработки в полупромышленных условиях.