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En química orgánica , la amoxidación es un proceso para la producción de nitrilos ( R−C≡N ) utilizando amoníaco ( NH₃ ) y oxígeno ( O₂ ) . A veces se le denomina proceso SOHIO , en reconocimiento a que la amoxidación se desarrolló en Standard Oil of Ohio . [ 1 ] [ 2 ] Los sustratos habituales son los alquenos . De esta forma se producen anualmente varios millones de toneladas de acrilonitrilo : [ 3 ] [ 4 ]
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Alcance
La amoxidación de alquenos aprovecha los enlaces CH débiles que se encuentran en la posición alílica de los hidrocarburos insaturados. Los enlaces CH bencílicos también son susceptibles a la amoxidación, lo que refleja la debilidad de sus enlaces CH. El benzonitrilo se produce a partir de tolueno y los ftalonitrilos a partir de xilenos . La reacción representa una oxidación parcial . Se generan muchos subproductos, pero las materias primas suelen ser simples, lo que compensa estas pérdidas. Además, algunos subproductos son útiles o reciclables. Para la producción de acrilonitrilo, los subproductos incluyen cianuro de hidrógeno , acroleína y el disolvente acetonitrilo .
La reacción tolera heteroátomos y sustituyentes. Las cianopiridinas (por ejemplo, la 3-cianopiridina , precursora de la niacina ) se producen a partir de metilpiridinas . El 2- clorotolueno y el 4-clorotolueno se convierten en 2-clorobenzonitrilo y 4-clorobenzonitrilo , respectivamente. [ 5 ]
Los catalizadores típicos son los óxidos de vanadio y molibdeno . El catalizador original descubierto en Sohio fue el fosfomolibdato de bismuto (BiPMo 12 O 40 ). [ 1 ] Se supone que los complejos π-alilo son intermedios. [ 6 ] [ 5 ]
Procesos relacionados
En lugar de alquenos, los alcoholes y aldehídos son sustratos adecuados:
![{\displaystyle {\mathrm {O} {=}\mathrm {CHCH} {=}\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}{\mathchoice {\textstyle {\frac {1}{2}}}{\frac {1}{2}}{\frac {1}{2}}{\frac {1}{2}}}\,\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {N} {\equiv }\mathrm {CCH} {=}\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c30fee80f3ea7b2a4c6cadeca773263bc114e379)
![{\displaystyle {\mathrm {HOCH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {CH} {=}\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrm {\longrightarrow } {}\mathrm {N} {\equiv }\mathrm {CCH} {=}\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}3\,\mathrm {H} {\vfantasma {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b8790fe0190e57edd9e8f90a193836f060e618d0)
Estos sustratos suelen ser más caros que los alquenos, por lo que son menos comunes. El proceso de nitrilo se utiliza industrialmente para producir nitrilos a partir de ácidos grasos:
![{\displaystyle {\mathrm {RCOOH} {}+{}\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrm {\longrightarrow } {}\mathrm {RC} {\equiv }\mathrm {N} {}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/750b22115b32abc32862aaf5fa8d6a5fe413589e)
El cianuro de hidrógeno se prepara mediante una reacción de amoxidación del metano , la oxidación de Andrussov :
![{\displaystyle {\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}+{}\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}{\mathchoice {\textstyle {\frac {3}{2}}}{\frac {3}{2}}{\frac {3}{2}}{\frac {3}{2}}}\,\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {HCN} {}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d18387bec9f492f98fa7ac1a263ada46e59953b9)
Véase también
- Hidroaminación : adición de aminas a alquenos
Referencias
- ^ Pólak , Peter; Romeder, Gerard; Hagedorn, Fernando; Gelbke, Heinz-Peter (2000). "Nitrilos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a17_363 . ISBN 3527306730.
- ↑ "Proceso de acrilonitrilo de Sohio - Sociedad Química Estadounidense" . Sociedad Química Estadounidense . Consultado el 11 de julio de 2017 .
- ^ Peter Pollak, Gérard Romeder, Ferdinand Hagedorn, Enciclopedia de química industrial de Heinz-Peter Gelbke "Nitrilos" Ullmann 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002/14356007.a17_363
- ↑ "El proceso de acrilonitrilo de Sohio" . Monumentos históricos químicos nacionales . Sociedad Química Estadounidense . Consultado el 25 de marzo de 2013 .
{{cite web}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace ) - ^ Pólak , Peter; Romeder, Gerard; Hagedorn, Fernando; Gelbke, Heinz-Peter (2000). "Nitrilos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a17_363 . ISBN 3527306730.
- ↑ Nugent, WA; Mayer, JM, Enlaces múltiples metal-ligando. J. Wiley: Nueva York, 1988.
- procesos industriales
- Reacciones químicas
