Оксосинтез

Схема оксосинтеза с применением новых катализаторов

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

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°:

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:

магнийбутилхлорид взаимодействует с треххлористым фосфором

который под действием воды разлагается с образованием трибутилфосфина.

Трибутилфосфин с карбонилами кобальта образует комплексное соединение следующего строения;

[Co(CO)3P(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.

Схема процесса оксосинтеза на комплексных катализаторах

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.