Hydroformylation

Définition

L'hydroformylation, également connue sous le nom de synthèse oxo ou processus oxo, est un procédé important pour la production industrielle d'aldéhydes à partir d'alcènes. Cette réaction chimique implique l'addition d'un groupe formyle (-CHO) et d'un atome d'hydrogène sur une double liaison carbone-carbone.

Une hydroformylation (ou procédé oxo) avec catalyseur :

L'hydroformylation (une oxosynthèse) exploite un catalyseur

Procédé OXO

Le procédé hydroformylation, ou procédé OXO, a connu une croissance continue depuis son invention dans les années 1930 : la capacité de production a atteint 6,6 × 10⁶ tonnes en 1995. Elle est importante car les aldéhydes qui en résultent sont facilement transformables en de nombreux sous-produits. Par exemple, les aldéhydes résultants sont hydrogénés en alcools qui deviennent des détergents. L'hydroformylation est également utilisée dans des produits chimiques spéciaux, importants pour la synthèse organique des parfums et des produits naturels. Le développement de l'hydroformylation, inventé par Otto Roelen dans l'industrie houillère allemande vers 1930, est considéré comme l'une des principales réalisations de la chimie industrielle du 20^ème siècle.

Le procédé consiste normalement à traiter un alcène avec du monoxyde de carbone et de l'hydrogène à des pressions élevées (entre 10 et 100 atmosphères) et à des températures comprises entre 40 et 200 °C. L'utilisation de catalyseurs à base de métaux de transition est nécessaire.

Catalyseurs

Le catalyseur d'origine était HCo(CO)₄, découvert par Otto Roelen. Des travaux ultérieurs ont montré que le ligand tributylphosphine (PBu₃) améliorait la sélectivité du processus catalysé par le cobalt. Depuis les années 1970, la plupart des hydroformylations sont faites avec des catalyseurs à base de rhodium. La recherche ultérieure a mené au développement des catalyseurs hydrosolubles qui ont facilité la séparation des produits de catalyseur.

Mécanisme

Le mécanisme général ressemble à l'hydrogénation homogène avec des étapes supplémentaires. La réaction commence avec la génération de complexes d'hydrure de métal carbonyle insaturés de manière coordonnée tels que HCO(CO)₃ et SAR (CO)(PPh₃)₂. Ces espèces se lient aux alcènes, et le complexe résultant est soumis à une réaction d'insertion migratoire pour former un complexe alkyle.

Une considération clé de l'hydroformylation est la sélectivité "normale" par rapport à "iso". Par exemple, l'hydroformylation du propylène peut former deux produits isomères, le butyraldéhyde ou l'isobutyraldéhyde. Ces isomères sont le résultat des différentes formes d'insertion de l'alcène dans la liaison MH. Bien sûr, les deux produits ne sont pas également valables. De nombreuses recherches ont été consacrées à la recherche de catalyseurs favorisant l'isomère normal.

En rapport avec "hydroformylation"

• acétylation

  

  Une acétylation est un transfert d'un groupe acétyle CH3-CHO sur une molécule réceptrice.

• acylation

  

  L'acylation est une réaction dans laquelle un groupe acyle est ajouté à une molécule.

• alkylation

  

  En chimie organique, l'alkylation est le transfert d'un groupe alkyle d'une particule en mouvement à une autre molécule au repos.

• aminoacylation

  

  L'aminoacylation est un processus dans lequel un acide aminé s'attache à l'ARNt.