Processo de Carbonilação de TDI - Método de Uma Etapa

A síntese de diisocianato de tolueno (TDI) a partir de dinitrotolueno (DNT) e monóxido de carbono (CO) pode ser realizada por um processo de uma ou duas etapas. Este artigo apresenta primeiro o método de uma etapa.

Durante as décadas de 1970 e 1980, países como os Estados Unidos, o Japão, a antiga República Federal da Alemanha e a Bélgica conduziram pesquisas sobre o método de uma etapa. A reação de síntese de TDI a partir de DNT e CO geralmente usa um reator multitanque contínuo. A reação geralmente ocorre na fase líquida. A chave para este método é selecionar um catalisador apropriado. Os catalisadores para a reação incluem cloretos ou complexos de cianeto de metais preciosos, como Pd, Rh, Pt, Ru, Ir, Re, Cs, Ag e Au. Comumente usados ​​são complexos de metais halogenados como cloreto de paládio, cloreto de germânio, cloreto de vanádio e cloreto de ródio. O solvente é o-diclorobenzeno, com pressão em torno de 28 MPa, temperatura de 190°C, e um tempo de reação de 4-5 horas. A taxa de conversão do DNT é de 98% e o rendimento do TDI é de 46%, com alguns subprodutos como poliisocianatos, 2-nitro-4-isocianatometil tolueno e 4-nitro-2-isocianatometil tolueno.

Além disso, para melhorar a taxa de conversão do DNT e o rendimento do TDI, podem ser adicionados co-catalisadores como ácido bórico, piridina, ácido fórmico, pequenas quantidades de água, carbamatos e fluoretos de acila.

Além da reação em fase líquida mencionada acima, há relatos de reações em fase gasosa. Por exemplo, a prata suportada em pedra-pomes ou o manganês suportado em alumina podem catalisar a reação de CO e DNT em 195°C, resultando num rendimento de TDI de 42%. Outro exemplo é a utilização de um catalisador PdO-MoO3-Fe2O3 (2-6/1/1) suportado em &gama;-Al2O3, reagindo a 210°C e 30 MPa, com rendimento de TDI de 32-35%.

Um exemplo de síntese é o seguinte: DNT (10%), catalisador (complexo de isoquinolina de cloreto de paládio, 4% em massa) e tricloreto de molibdênio co-catalisador (1%) são adicionados a um reator contínuo de três tanques com o- solvente diclorobenzeno. CO é introduzido e a reação prossegue em 200°C e 20 MPa por 1 hora, resultando em um rendimento de TDI de 75,2%, uma taxa de conversão de 99,1%, com os produtos incluindo 4,7% de monoisocianatos além de TDI.