O processo do cumeno (também conhecido como processo de Hock) é um processo industrial de síntese de fenol e acetona a partir de benzeno e propileno. O nome deste processo provém da molécula intermediária da reacção em questão – cumeno (isopropilbenzeno). Foi inventado por Heinrich Hock em 1944 e, simultaneamente, por R. Udris e P. Sergeyev em 1942 (USSR).
Este processo converte duas moléculas relativamente baratas – benzeno e propileno (propeno) – em duas mais valiosas – fenol e acetona. A produção mundial de fenol e de acetona está maioritariamente relacionada com este método.
Mecanismo da reacção
O cumeno é formado via alquilação de Friedel-Crafts em fase gasosa do benzeno pelo propileno. Benzeno e propileno são comprimidos em conjunto a 30 atmosferas, a 250 ºC, na presença de um ácido de Lewis (catalisador da reacção). Ácido fosfórico é, por norma, mais frequentemente usado nesta reacção do que halogenetos de alumínio. O cumeno é oxidado, levando à remoção do hidrogénio benzílico terciário do cumeno e à formação de um radical:
O cumeno radicalar liga-se com uma molécula de oxigénio, originando um radical peróxido, o qual, subsequentemente, forma um radical hidroperóxido pela captura de um hidrogénio benzílico de outra molécula de cumeno. Esta abstracção de um hidrogénio de uma segunda molécula de cumeno regenera o radical de cumeno que irá alimentar posteriores reacções de formação do hidroperóxido. A reacção é mantida a 5 atmosferas para garantir que o peróxido (instável) é mantido em estado líquido.
O hidroperóxido de cumeno é depois hidrolisado em meio ácido (rearranjo de Hock), originando fenol e acetona. No primeiro passo, o átomo de oxigénio terminal do grupo hidroperóxido é protonado. De seguida, o grupo fenilo migra do carbono benzílico para o oxigénio adjacente e uma molécula de água é libertada, originando um carbocatião terciário estabilizado por ressonância.
O carbocatião resultante é atacado por uma molécula de água, um protão é depois transferido para o oxigénio envolvido na ligação éter e, por fim, o ião final quebra e forma acetona e fenol.
Versões modificadas deste processo
Existem algumas versões modificadas do processo de cumeno. Mitsui & Co. desenvolveu passos adicionais para hidrogenar a acetona e desidratar o isopropanol resultante a propeno, o qual é depois reciclado e usado como reagente inicial. Além disso, a adição de uma mistura de 1- e 2-butenos leva à produção de fenol e uma mistura de acetona e butanona.
Hidroquinona, também conhecida como benzeno-1,4-diol, é sintetizada através da dialquilação do benzeno com propeno, originando 1,4-diisopropilbenzeno. Este composto reage com o ar e forma o bis(hidroperóxido), o qual sofre rearranjo em condições ácidas e origina acetona e hidroquinona. A oxidação da hidroquinona leva à formação de 1,4-benzoquinona.
2-Naftol também pode ser produzido através de um método análogo ao processo do cumeno.
Fonte: Wikipédia