Transformation directe de CH3Cl en acide acétique par une réaction de carbonylation

Le méthane, principal composant du gaz naturel, du gaz de schiste et de la glace inflammable, est une matière première chimique propre et peu coûteuse aux réserves abondantes. Néanmoins, l’énergie élevée de la bande CH et la faible polarisabilité d’une molécule de méthane inhibent l’utilisation du méthane.

Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur Liu Zhongmin et le professeur Zhu Wenliang du Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) de l’Académie chinoise des sciences (CAS) a développé une nouvelle voie pour transformer directement le CH3Cl en acide acétique par une réaction de carbonylation en utilisant des zéolithes acides comme catalyseur.

L’étude a été publiée dans Angewandte Chemie International Edition le 30 mai.

Les chercheurs ont utilisé du MOR traité à la pyridine comme catalyseurs pour obtenir une sélectivité élevée en acide acétique et en acétate de méthyle. Ils ont découvert que le couplage de CH3Cl avec CO et H2O se produisait sur des zéolithes acides, en particulier unidimensionnelles avec un cycle à 8 chaînons (8 MR) ou un cycle à 10 chaînons (10 MR).

En particulier, la sélectivité de l’acide acétique et de l’acétate de méthyle a atteint 99,3 % par rapport au MOR traité à la pyridine dans les conditions optimisées, ce qui était supérieur à celui de Rh/AC dans des conditions sans CH3I. Les sites acides de Bronsted dans le 8 MR se sont avérés être le principal site actif pour la carbonylation du chlorométhane.

De plus, avec de multiples caractérisations, les chercheurs ont proposé le mécanisme de réaction qui comprenait l’adsorption chimique de CH3Cl, la formation de groupes acétyle et l’hydrolyse des groupes acétyle.

« Notre étude peut présenter un potentiel dans la transformation efficace et pratique du méthane en composés oxygénés à l’avenir », a déclaré le professeur Zhu.