ЯК отримати пропионовую кислоту

У промисловості пропионовую кислоту отримують гідроксікарбоксілірованіем етилену. Також вона утворюється в результаті пропіоновокислого бродіння.
Пропіонова кислота є побічним продуктом багатьох процесів, що дозволяє використовувати їх для її виділення.

Пропионовую кислоту можна отримати двома способами: пропіоновокислі бродінням і гідрокарбоксілірованіем етилену. Другий спосіб на даний момент вважається найпоширенішим в промисловості. Є й інші менш відомі способи отримання пропіонової кислоти, наприклад, виділення з нафти, каталітичне окислення пропіонового альдегіду, виділення в якості побічного продукту при Парофазний окислення вуглеводнів з кількістю вуглецевих атомів 4-10.

Гідроксікарбоксілірованіе етилену

Вперше отримання пропіонової кислоти цим способом реалізувала фірма «BASF». Він характеризувався високим виходом кінцевого продукту (близько 95%), але мав цілий ряд недоліків:

1) Процес вимагав жорстких умов: тиск досягав 25-30 МПа, температура - близько 300 оС.
2) Каталізаторами служили канцерогенні і сільнокоррозіонние речовини - карбоніл нікелю і иодоводорода, відповідно.

Пізніше на базі ВНІІНефтехіміі цей спосіб отримання був доопрацьований. В результаті заміни агресивних каталізаторів на кобальт-піридиновий комплекс [Co (Py) 6] [Co (CO) 4] 2 стали більш м`якими умови протікання синтезу, які тепер здійснювалися в одну стадію. Температуру знизили до 150-170 оС, а тиск - до 5-15 МПа. Недоліками цього способу стали:

1) Невелике зниження виходу кінцевого продукту до 92%.
2) Освіта побічного продукту діетілкетона (5-7%). Однак він має самостійне застосування.

Рівняння синтезу пропіонової кислоти в одну стадію: СН2 = СН2 + СО + Н2О> СН3СН2СООН

Пропіоновокисле бродіння

Пропіоновокисле бродіння здійснюється пропіоновокислі анаеробними бактеріями роду Propionibacterium. Кислота утворюється як кінцевий продукт їх життєдіяльності в результаті поглинання вуглеводів. У присутності кисню зброджування не відбувається, так як здійснюється окислювальний процес.

Спочатку бактерії переробляють вуглеводи в цілий ряд продуктів, серед яких є пропіонова кислота. Тут вона ще не кінцевий продукт. Утворився вуглекислий газ фіксується і, з`єднуючись з піровиноградної кислотою, перетворюється в щавлевооцтову, яка потім перетворюється на бурштинову. Янтарна кислота декарбоксилируется з утворенням пропіонової кислоти - кінцевого продукту бродіння. Скорочено схему бродіння можна написати так:
3C6H12O6> 4CH3CH2COOH + 2CH3COOH + 2CO2 ^ + 2H2O + E.