La oxidación de parafinas es un proceso industrial histórico para la producción de ácidos grasos sintéticos . [1] Los ácidos grasos se procesan posteriormente para obtener productos de consumo como jabones y grasas , así como grasas lubricantes para aplicaciones técnicas. Como materia prima se utilizó cera de carbón , una mezcla de hidrocarburos saturada de alto peso molecular y subproducto del proceso Fischer-Tropsch . Los productos secundarios fueron una amplia gama de ácidos carboxílicos y productos de oxidación como alcoholes , aldehídos , ésteres o cetonas . La oxidación de parafinas se llevó a cabo en fase líquida mediante oxígeno molecular , por ejemplo, aireando con oxígeno o aire atmosférico, en presencia de catalizadores como permanganatos , por ejemplo, permanganato de potasio al 0,1% - 0,3% , a temperaturas en el rango de aproximadamente 100 a 120 °C y bajo presión atmosférica. [2] [3] [4] [5] [6]
El proceso adquirió importancia comercial a partir de mediados de la década de 1930 y se llevó a cabo a gran escala industrial hasta los primeros años posteriores a la Segunda Guerra Mundial. La oxidación de la parafina permitió por primera vez la producción a gran escala de mantequilla sintética a partir de carbón por medios químicos, lo que en ese momento se consideró una sensación. [7] Debido a la alta disponibilidad de grasas naturales baratas y la competencia de los alcoholes grasos derivados del petróleo, el proceso perdió su importancia a principios de la década de 1950.
El proceso constaba de tres pasos principales: oxidación , reacondicionamiento de la mezcla de oxidación a ácidos grasos crudos y, finalmente, su separación por destilación fraccionada en fracciones de ácidos grasos. [8] La industria química procesó aún más las fracciones de ácidos grasos para convertirlas en productos terminados, como jabones , detergentes , plastificantes y grasas sintéticas. La oxidación de parafina se realizó casi exclusivamente en modo discontinuo por lotes.
Las fracciones se seleccionaron en función de los propósitos previstos para cada uno de los productos deseados: [9]
La primera explicación del mecanismo de oxidación la dio la teoría del peróxido , desarrollada por Alexei Nikolaevich Bach y Carl Engler, también conocida como teoría de Engler-Bach. Según su teoría, como primer paso se forma un hidroperóxido secundario . La suposición de que este hidroperóxido se descompone radicalmente fue confirmada por estudios posteriores de Eric Rideal .
La función del catalizador metálico es aumentar la velocidad tanto de la formación como de la descomposición del hidroperóxido. Esto produce, entre otras cosas, un radical alquilo , que forma con el oxígeno radicales peroxo . Esto forma por abstracción de un átomo de hidrógeno de otra molécula de parafina un nuevo radical alquilo y un hidroperóxido .
El mecanismo de la reacción sigue el siguiente esquema: [11]
Como primer paso se produce la formación de un hidroperóxido, que se degrada como reacción principal en agua y una cetona . Como reacción secundaria se forman alcoholes secundarios según la siguiente reacción:
