Молярная масса кислоты бензойной


Бензойная кислота — Википедия

Бензо́йная кислота́ C6H5СООН — простейшая одноосновная карбоновая кислота ароматического ряда.

Впервые выделена возгонкой в 16 веке из бензойной смолы (росного ладана), отсюда и получила своё название. Этот процесс был описан у Нострадамуса (1556), а затем у Жироламо Рушелли (1560, под псевдонимом Alexius Pedemontanus) и у Блеза де Виженера (1596).

В 1832 году немецкий химик Юстус фон Либих определил структуру бензойной кислоты. Он также исследовал, как она связана с гиппуровой кислотой.

В 1875 немецкий физиолог Эрнст Леопольд Зальковский исследовал противогрибковые свойства бензойной кислоты, которая долгое время использовалась в консервировании фруктов.

Бензойная кислота — белые кристаллы, плохо растворимые в воде, хорошо — в этаноле, хлороформе и диэтиловом эфире. Бензойная кислота является, подобно большинству других органических кислот, слабой кислотой (pKa 4,21).

Чистая кислота имеет температуру плавления 122,4 °C, температуру кипения 249 °C.

Легко возгоняется; перегоняется с водяным паром, поэтому неэффективно повышать концентрацию водных растворов бензойной кислоты упариванием раствора.

Бензойную кислоту можно получить окислением толуола сильными окислителями, такими, например, как перманганат калия, оксид хрома (VI), азотная или хромовая кислота, а также декарбоксилированием фталевой кислоты.

В промышленных масштабах бензойную кислоту получают окислением толуола кислородом на катализаторе (нафтената марганца или кобальта).

Химический продукт — бензойная кислота — дешёв и легкодоступен. Поэтому к лабораторному синтезу профессиональные химики прибегают редко.

Демонстрационный синтез осуществляется в учебных целях.

Очистку бензойной кислоты удобно проводить перекристаллизацией из растворителя, обычно, из воды. Другие растворители пригодные для перекристаллизации: уксусная кислота (ледяная и водный раствор), бензол, ацетон, петролейный эфир и смесь этанола с водой.

Гидролиз[править | править код]

Бензамид и бензонитрил гидролизуются в воде в присутствии кислоты или основания до бензойной кислоты.

Реакция Канниццаро[править | править код]

Бензальдегид в основной среде претерпевает преобразование по реакции Канниццаро. В итоге получается бензойная кислота и бензиловый спирт.

Реакция Гриньяра[править | править код]

Из бромбензола по реакции карбоксилирования фенилмагнийбромида.

C6H5MgBr+CO2→C6H5COOMgBr{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}MgBr+CO_{2}\rightarrow C_{6}H_{5}COOMgBr}}}
C6H5COOMgBr+HCl→C6H5COOH+MgBrCl{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}COOMgBr+HCl\rightarrow C_{6}H_{5}COOH+MgBrCl}}}

Окисление[править | править код]

Толуол или бензиловый спирт могут быть окислены подкисленным раствором перманганата калия до бензойной кислоты:

5C6H5Ch4+6KMnO4+9h3SO4→5C6H5COOH+3K2SO4+6MnSO4+14h3O{\displaystyle {\mathsf {5C_{6}H_{5}CH_{3}+6KMnO_{4}+9H_{2}SO_{4}\rightarrow 5C_{6}H_{5}COOH+3K_{2}SO_{4}+6MnSO_{4}+14H_{2}O}}}
5C6H5Ch3OH+4KMnO4+6h3SO4→5C6H5COOH+4MnSO4+2K2SO4+11h3O{\displaystyle {\mathsf {5C_{6}H_{5}CH_{2}OH+4KMnO_{4}+6H_{2}SO_{4}\rightarrow 5C_{6}H_{5}COOH+4MnSO_{4}+2K_{2}SO_{4}+11H_{2}O}}}

Первый производственный процесс включал в себя гидролиз бензолтрихлорида под действием гидроксида кальция в воде в присутствии железа или его солей в качестве катализатора. Образующийся бензоат кальция переводили в бензойную кислоту обработкой соляной кислотой. Продукт содержал значительное количество хлорпроизводных бензойной кислоты, поэтому не использовался в качестве пищевой добавки. В настоящее время в пищу используется бензойная кислота, получаемая синтетически.

Калориметрия[править | править код]

Бензойная кислота используется как вещество в качестве теплового стандарта для калибровки калориметров по температуре и теплоёмкости, так как теплота кристаллизации и плавления хорошо известны и воспроизводимы.

Сырьё[править | править код]

Бензойная кислота служит для получения многих реактивов, наиболее значимые из них:

  • Бензоилхлорид, C6H5C(O)Cl, получается обработкой бензойной кислоты тионилхлоридом, фосгеном или хлоридами фосфора PCl3 и PCl5. C6H5C(O)Cl — важное исходное вещество для некоторых производных бензойной кислоты, таких как бензилбензоат, используемый как искусственный ароматизатор и репеллент.
  • Бензоатные пластификаторы, такие как гликоль-, диэтиленгликоль- и триэтиленгликолевые эфиры, получаемые переэтерефикацией метилбензоата с соответствующим диолом. Альтернативно эти вещества получаются действием бензоилхлорида на соответствующий диол. Эти пластификаторы используются с соответствующими эфирами терефталевой кислоты.
  • Фенол, C6H5OH, получаемый окислительным декарбоксилированием при 300—400 °C. Необходимая температура, может быть понижена до 200 °C добавлением каталитических количеств солей меди (II). Далее фенол может быть конвертирован в циклогексанол, который служит исходным веществом в синтезе нейлона.

Консервант[править | править код]

Бензойную кислоту и её соли используют при консервировании пищевых продуктов (пищевые добавки E210, E211, E212, E213).

Бензойная кислота, блокируя ферменты, замедляет обмен веществ во многих одноклеточных микроорганизмах и грибках. Она подавляет рост плесени, дрожжей и некоторых бактерий.

В пищевые продукты её добавляют в чистом виде или в виде натриевой, калиевой или кальциевой соли.

Губительное действие на микрофлору начинается с абсорбции бензойной кислоты липидной стенкой клетки.

Поскольку через стенку клетки может проникнуть только недиссоциированная кислота, бензойная кислота проявляет антимикробное действие только в кислых пищевых продуктах.

Если внутриклеточный pH 5 или меньше, анаэробная ферментация глюкозы через фосфорфруктокиназу уменьшается на 95 %. Эффективность бензойной кислоты и бензоатов зависит от кислотности (pH) пищи.

Кислая пища, напитки, такие, как фруктовые соки, (содержащие лимонную кислоту), газированные напитки, содержащие в растворе (углекислый газ), безалкогольные напитки с (фосфорной кислотой), соленья (молочная кислота) и другие кислые пищевые продукты консервируются бензойной кислотой и её солями.

Принятые и оптимальные концентрации бензойной кислоты при консервации пищи 0,05—0,1 %.

Медицина[править | править код]

Бензойную кислоту применяют в медицине при кожных заболеваниях, как наружное антисептическое (противомикробное) и фунгицидное (противогрибковое) средства, при трихофитиях и микозах, а её натриевую соль, — бензоат натрия — как отхаркивающее средство.

Другие применения[править | править код]

Эфиры бензойной кислоты (со спиртами от метилового до амилового) обладают сильным и приятным запахом и применяются в парфюмерной промышленности.

Некоторые другие производные бензойной кислоты, такие как, например, хлор- и нитробензойные кислоты, широко применяются для синтеза красителей.

Биологическое действие и влияние на здоровье человека[править | править код]

Бензойная кислота в свободном виде и виде сложных эфиров встречается в составе многих растений и животных. Значительное количество бензойной кислоты находится в ягодах (около 0,05 %). Зрелые плоды некоторых видов вакциниума содержат большое количество свободной бензойной кислоты. Например, в бруснике — до 0,20 % в спелых ягодах, и в клюкве — до 0,063 %. Бензойная кислота также образуется в яблоках после заражения грибком Nectria galligena. Среди животных, бензойная кислота обнаружена в основном во всеядных или фитофагных видах, например, во внутренних органах и мускулах тундряной куропатки (Lagopus muta), также как и в выделениях самцов овцебыка или азиатского слона.

Бензойная смола содержит до 20 % бензойной кислоты и 40 % бензойных эфиров.

Бензойная кислота присутствует, как часть гиппуровой кислоты (N-бензоилглицин) в моче млекопитающих, особенно травоядных животных. Бензойная кислота хорошо всасывается, через коэнзим А связывается с аминокислотой глицином в гиппуровую кислоту и в таком виде выводится через почки. Человек выделяет около 0,44 г/л гиппуровой кислоты в день в моче и больше, если находится в контакте с толуолом или бензойной кислотой. Для человека считается безопасным потребление 5 мг/кг массы тела в день. Кошки имеют гораздо более низкую толерантность к бензойной кислоте, чем мыши и крысы. Летальная доза для кошек — 300 мг/кг массы тела. Оральная ЛД50 для крыс 3040 мг/кг, для мышей 1940—2260 мг/кг.

Бензольное кольцо[править | править код]

Электрофильное ароматическое присоединение происходит по 3-му положению из-за электроноакцепторных свойств карбоксильной группы. Второе замещение происходит сложнее (правая часть) благодаря деактивации нитрогруппой. Наоборот, при введении электронодонорного заместителя (например, алкила), второе замещение происходит легче.

Карбоксильная группа[править | править код]

Все реакции, характерные для карбоксильной группы, возможны с бензойной кислотой:

Соли[править | править код]

Соли бензойной кислоты называются бензоатами, например:

  • Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.

ru.wikipedia.org

Бензойная кислота. Мини-справочник по химическим веществам (3340 веществ)


Алф. указатель: 1-9 A-Z А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Щ Э Я


Синонимы:

бензолкарбоновая кислота

Внешний вид:

бесцветн. моноклинные кристаллы

Брутто-формула (система Хилла): C7H6O2

Формула в виде текста: C6H5COOH

Молекулярная масса (в а.е.м.): 122,12

Температура плавления (в °C): 122,4

Температура кипения (в °C): 249

Растворимость (в г/100 г или характеристика):

ацетон: растворим
бензол: хорошо растворим (78°C)
бензол: растворим
вода: 0,18 (4°C)
вода: 0,27 (18°C)
вода: 2,2 (75°C)
диэтиловый эфир: 40 (15°C)
жирные масла: растворим
лигроин: мало растворим
метанол: растворим
тетрахлорметан: растворим
хлороформ: растворим
этанол: 47,1 (15°C)

Метод получения 1.

(лабораторный синтез)
Источник информации: Гитис С.С., Глаз А.И., Иванов А.В. "Практикум по органической химии: Органический синтез" М.: Высшая школа, 1991 стр. 221-222

В круглодонной колбе, снабженной шариковым холодильником, кипятят на песчаной бане в течение 4 ч 5,75 мл толуола с 350 мл воды и 17 г мелкорастертого перманганата калия. Для равномерного кипения в колбу бросают несколько "кипелок". После завершения реакции раствор в колбе над осадком диоксида марганца должен быть бесцветным. Если реакционная смесь остается окрашенной, обесцвечивания достигают прибавлением 1 мл спирта или щавелевой кислоты при нагревании. Горячий раствор фильтруют через складчатый фильтр, осадок диоксида марганца промывают небольшим количеством горячей воды. Фильтрат упаривают в стакане до объема 50-100 мл и отфильтровывают от вновь выпавшего оксида марганца (IV). Промыв осадок 5 мл горячей воды, объединенный фильтрат подкисляют концентрированной соляной кислотой до кислой реакции по индикаторной бумаге. При этом осаждается бензойная кислота, которую отфильтровывают, промывают небольшим количеством холодной воды и сушат.

Выход 5 г (75% от теоретического).

Плотность:

1,2659 (15°C, г/см3)
1,0749 (130°C, г/см3)

Показатель преломления (для D-линии натрия):

1,504 (132°C)
1,53974 (20°C)

Давление паров (в мм.рт.ст.):

10 (133°C)

Показатель диссоциации:

pKa (1) = 4,18 (25 C, вода)

Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль):

-385,2 (т)

Стандартная энтропия образования S (298 К, Дж/моль·K):

167,6 (т)

Стандартная мольная теплоемкость Cp (298 К, Дж/моль·K):

146,8 (т)

Энтальпия плавления ΔHпл (кДж/моль):

17,32

Теплота сгорания Qv(кДж/моль):

3226,7

Летальная доза (ЛД50, в мг/кг):

3300 (крысы, перорально)

Дополнительная информация:

Возгоняется ниже температуры плавления.

    Источники информации:

  1. "Вредные вещества в промышленности: Справочник для химиков, инженеров и врачей" 7-е изд. т.2 Л.:Химия 1976 стр. 26
  2. Беликов В.Г. "Учебное пособие по фармацевтической химии" М.: Медицина, 1979 стр. 169
  3. Гитис С.С., Глаз А.И., Иванов А.В. "Практикум по органической химии: Органический синтез" М.: Высшая школа, 1991 стр. 222
  4. Рабинович В.А., Хавин З.Я. "Краткий химический справочник" Л.: Химия, 1977 стр. 129

Алф. указатель: 1-9 A-Z А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Щ Э Я


Еще по теме:

www.xumuk.ru

Бензойная кислота - это... Что такое Бензойная кислота?

Бензойная кислота C6H5СООН — простейшая одноосновная карбоновая кислота ароматического ряда.

История

Впервые выделена возгонкой в 16 веке из бензойной смолы (росного ладана), отсюда и получила своё название. Этот процесс был описан у Нострадамуса (1556), а затем у Жироламо Рушелли (1560, под псевдонимом Alexius Pedemontanus) и у Blaise de Vigenère (1596).

В 1832 году немецкий химик Юстус фон Либих определил структуру бензойной кислоты. Он также исследовал, как она связана с гиппуровой кислотой.

В 1875 немецкий физиолог Эрнст Леопольд Зальковский исследовал противогрибковые свойства бензойной кислоты, которая долгое время использовалась в консервировании фруктов.

Физические свойства

Бензойная кислота — белые кристаллы, плохо растворимые в воде, хорошо — в этаноле, хлороформе и диэтиловом эфире. Бензойная кислота является, подобно большинству других органических кислот, слабой кислотой (pKa 4.21).

Чистая кислота имеет температуру плавления 122.4 °C, температуру кипения 249 °C.

Легко возгоняется; перегоняется с водяным паром, поэтому не следует концентрировать водные растворы бензойной кислоты упариванием.

Получение

Получают бензойную кислоту окислением толуола перманганатом калия, оксидом хрома (VI), азотной или хромовой кислотой, а также декарбоксилированием фталевой кислоты.

В промышленных масштабах бензойную кислоту получают окислением толуола кислородом при участии катализатора (нафтената марганца или кобальта).

Лабораторный синтез

Безойная кислота дешева и легкодоступна. Поэтому лабораторный синтез используется в педагогических целях. Очистку бензойной кислоты удобно проводить перекристаллизацией из воды. Другие растворители для перекристаллизации: уксусная кислота (ледяная и водная), бензол, ацетон, петролейный эфир и водный этанол.

Гидролиз

Бензамид и бензонитрил гидролизуются в воде в присутствии кислоты или основания до бензойной кислоты.

Реакция Канниццаро

Бензальдегид в основной среде претерпевает преобразование по реакции Канниццаро. В итоге получается бензойная кислота и бензиловый спирт.

Реакция Гриньяра

Из бромбензола по реакции карбоксилирования фенилмагний бромида.

C6H5MgBr + CO2 → C6H5CO2MgBr
C6H5CO2MgBr + HCl → C6H5CO2H + MgBrCl

Окисление

Бензилхлорид, Толуол или бензиловый спирт могут быть окислены перманганатом калия до бензойной кислоты

C6H5CH2Cl + 2 KOH + 2 [O] → C6H5COOH + KCl + H2O

Историческое получение

Первый производственный процесс включал в себя гидролиз бензотрихлорида под действием гидроксида кальция в воде в присутствии железа или его солей в качестве катализатора. Образующийся бензоат кальция переводили в бензойную кислоту обработкой соляной кислотой. Продукт содержал значительный количества хлорпроизводных бензойной кислоты. Поэтому не использовался в качестве пищевой добавки. В настоящее время в пищу используется бензойная кислота, получаемая синтетически.

Применение

Калориметрия

Бензойная кислота наиболее используемый химический стандарт для определения теплоемкости калориметров.

Сырьё

Бензойная кислота служит для получения многих реактивов, наиболее значимые из них следующие:

  • Бензоилхлорид, C6H5C(O)Cl, получается обработкой бензойной кислоты тионилхлоридом, фосгеном или хлоридами фосфора. C6H5C(O)Cl — важное исходное вещество для некоторых производных бензойной кислоты, таких как бензилбензоат, используемый как искусственный ароматизатор и репеллент.
  • Бензоатные пластификаторы, такие как гликоль-, диэтиленгликоль- и триэтиленгликолевые эфиры, получаемые переэтерефикацией метилбензоата с соответствующим диолом. Альтернативно эти вещества получаются действием бензоилхлорида на соответствующий диол. Эти пластификаторы используются с соответствующими эфирами терефталевой кислоты.
  • Фенол, C6H5OH, получаемый окислительным декарбоксилированием при 300—400 °C. Небходимая температура, может быть понижена до 200 °C добавлением каталитических количеств солей меди (II). Далее фенол может быть конвертирован в циклогексанол, который служит исходным веществом в синтезе нейлона.

Консервант

Бензойную кислоту и её соли используют при консервировании пищевых продуктов (пищевые добавки E210, E211, E212, E213). Бензойная кислота, блокируя ферменты, замедляет обмен веществ в одноклеточных организмах. Она подавляет рост плесени, дрожжей и некоторых бактерий. Ее добавляют напрямую или в виде натриевой, калиевой или кальциевой соли. Механизм действия начинается с абсорбции бензойной кислоты клеткой. Поскольку через стенку клетки может проникнуть только недиссоциированная кислота, бензойная кислота проявляет антимикробное действие только в кислых пищевых продуктах. Если внутриклеточный pH 5 или меньше, анаэробная ферментация глюкозы через фосфорфруктокиназу уменьшается на 95 %. Эффективность бензойной кислоты и бензоатов зависит от pH пищи. Кислая пища, напитки такие как фруктовые соки (лимонная кислота), игристые напитки (углекислый газ), безалкогольные напитки (фосфорная кислота), соленья (уксусная кислота) или другая закисленная пища консервируются бензойной кислотой и ее солями. Типичные концентрации бензойной кислоты при консервации пищи 0.05-0.1 %. Считается, что бензойная кислота и ее соли в некоторых безалкогольных напитках, могут реагировать с аскорбиновой кислотой (витамин С), образуя небольшие количества бензола. Но фактически для получения бензола из бензойной кислоты необходима реакция декарбоксилирования при высокой температуре (с выделением углекислого газа как побочного продукта реакции).

Медицина

Бензойную кислоту применяют в медицине при кожных заболеваниях, как наружное антисептическое (противомикробное) и фунгицидное (противогрибковое) средства, при трихофитиях и микозах, а её натриевую соль — как отхаркивающее средство.

Другие применения

Эфиры бензойной кислоты (от метилового до амилового) обладают сильным запахом и применяются в парфюмерной промышленности. Некоторые другие производные бензойной кислоты, такие как, например, хлор- и нитробензойные кислоты, широко применяются для синтеза красителей.

Биология и воздействие на здоровье

Бензойная кислота в свободном виде и виде сложных эфиров встречается в составе многих растений и животных. Значительное количество бензойной кислоты находится в ягодах (около 0,05 %). Зрелые плоды некоторых видов вакциниума содержат большое количество свободной бензойной кислоты. Например, в бруснике - до 0,20 % в спелых ягодах, и в клюкве - до 0,063 %. Бензойная кислота также образуется в яблоках после заражения грибком Nectria galligena. Среди животных, бензойная кислота обнаружена в основном во всеядных или фитофагных видах, например, во внутренных органах и мускулах тундряной куропатки (Lagopus muta), также как и в выделениях самцов овцебыка или азиатского слона.

Безойная смола содержит до 20 % бензойной кислоты и 40 % бензойных эфиров.

Бензойная кислота присутствует, как часть гиппуровой кислоты (N-бензоилглицин) в моче млекопитающих, особенно травоядных животных. Бензойная кислота хорошо всасывается, через коэнзим А связывается с аминокислотой глицином в гиппуровую кислоту и в таком виде выводится через почки. Человек выделяет около 0,44 г/л гиппуровой кислоты в день в моче и больше, если находится в контакте с толуолом или бензойной кислотой. Для человека считается безопасным потребление 5 мг/кг массы тела в день. Коты имеют гораздо более низкую толерантность к бензойной кислоте, чем мыши и крысы. Летальная доза для котов 300 мг/кг массы тела. Оральная ЛД50 для крыс 3040 мг/кг, для мышей 1940—2260 мг/кг.

Химия

Реакции бензойной кислоты обусловлены наличием бензольного кольца и карбоксильной группы, а также их взаимным влиянием.

Бензольное кольцо

Электрофильное ароматическое присоединение происходит по 3-му положению из-за электроноакцепторных свойств карбоксильной группы. Второе замещение происходит сложнее (правая часть) благодаря деактивации нитрогруппой. Наоборот, при введении электронодонорного заместителя (например, алкила), второе замещение происходит легче.

Карбоксильная группа

Все реакции характерные для карбоксильной группы возможны с бензойной кислотой:

  • Эфиры бензойной кислоты — продукты кислотнокатализируемой реакции со спиртами
  • Амиды бензойной кислоты легко доступны, используя для их синтеза активированные производные(такие как бензоилхлорид), или сочетающие реагенты используемые в пептидном синтезе такие как ДЦГК и ДМАП.
  • Более активный бензойный ангидрид образуется при дегидратации уксусным ангидридом или оксидом фосфора
  • Высокоактивные галогенангидриды легко получаются действием хлоридом фосфора или тионилхлорида
  • Ортоэфиры могут быть получены в сухих условиях реакцией бензонитрила в кислой среде со спиртами
  • Восстановление до бензальдегида или бензилового спирта возможно при использовании LiAlH4 или борогидрида натрия
  • Декарбоксилирование серебряной соли может быть проведено при нагревании, бензойная кислота может быть декарбоксилирована при нагревании с сухими щелочами или гидроксидом кальция.
  • Бензойная кислота образует соли

Производные

  • 2,3-дигидроксибензойная кислота (пирокатехиновая кислота)
  • 2,4-дигидроксибензойная кислота (бета-резорциловая кислота)
  • 2,5-дигидроксибензойная кислота (гентизиновая кислота)
  • 2,6-дигидроксибензойная кислота (гамма-резорциловая кислота)
  • 3,4-дигидроксибензойная кислота (протокатехиновая кислота)
  • 3,5-дигидроксибензойная кислота (альфа-резорциловая кислота)
  • Толуиловые кислоты

Примечания

Ссылки

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 12 мая 2011.

dic.academic.ru

Бензойная кислота — Википедия

Бензо́йная кислота́ C6H5СООН — простейшая одноосновная карбоновая кислота ароматического ряда.

История

Впервые выделена возгонкой в 16 веке из бензойной смолы (росного ладана), отсюда и получила своё название. Этот процесс был описан у Нострадамуса (1556), а затем у Жироламо Рушелли (1560, под псевдонимом Alexius Pedemontanus) и у Блеза де Виженера (1596).

В 1832 году немецкий химик Юстус фон Либих определил структуру бензойной кислоты. Он также исследовал, как она связана с гиппуровой кислотой.

В 1875 немецкий физиолог Эрнст Леопольд Зальковский исследовал противогрибковые свойства бензойной кислоты, которая долгое время использовалась в консервировании фруктов.

Физические свойства

Бензойная кислота — белые кристаллы, плохо растворимые в воде, хорошо — в этаноле, хлороформе и диэтиловом эфире. Бензойная кислота является, подобно большинству других органических кислот, слабой кислотой (pKa 4,21).

Чистая кислота имеет температуру плавления 122,4 °C, температуру кипения 249 °C.

Легко возгоняется; перегоняется с водяным паром, поэтому неэффективно повышать концентрацию водных растворов бензойной кислоты упариванием раствора.

Получение

Бензойную кислоту можно получить окислением толуола сильными окислителями, такими, например, как перманганат калия, оксид хрома (VI), азотная или хромовая кислота, а также декарбоксилированием фталевой кислоты.

В промышленных масштабах бензойную кислоту получают окислением толуола кислородом на катализаторе (нафтената марганца или кобальта).

Лабораторный синтез и очистка

Химический продукт — бензойная кислота — дешёв и легкодоступен. Поэтому к лабораторному синтезу профессиональные химики прибегают редко.

Демонстрационный синтез осуществляется в учебных целях.

Очистку бензойной кислоты удобно проводить перекристаллизацией из растворителя, обычно, из воды. Другие растворители пригодные для перекристаллизации: уксусная кислота (ледяная и водный раствор), бензол, ацетон, петролейный эфир и смесь этанола с водой.

Гидролиз

Бензамид и бензонитрил гидролизуются в воде в присутствии кислоты или основания до бензойной кислоты.

Реакция Канниццаро

Бензальдегид в основной среде претерпевает преобразование по реакции Канниццаро. В итоге получается бензойная кислота и бензиловый спирт.

Реакция Гриньяра

Из бромбензола по реакции карбоксилирования фенилмагнийбромида.

C6H5MgBr+CO2→C6H5COOMgBr{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}MgBr+CO_{2}\rightarrow C_{6}H_{5}COOMgBr}}}
C6H5COOMgBr+HCl→C6H5COOH+MgBrCl{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}COOMgBr+HCl\rightarrow C_{6}H_{5}COOH+MgBrCl}}}

Окисление

Толуол или бензиловый спирт могут быть окислены подкисленным раствором перманганата калия до бензойной кислоты:

5C6H5Ch4+6KMnO4+9h3SO4→5C6H5COOH+3K2SO4+6MnSO4+14h3O{\displaystyle {\mathsf {5C_{6}H_{5}CH_{3}+6KMnO_{4}+9H_{2}SO_{4}\rightarrow 5C_{6}H_{5}COOH+3K_{2}SO_{4}+6MnSO_{4}+14H_{2}O}}}
5C6H5Ch3OH+4KMnO4+6h3SO4→5C6H5COOH+4MnSO4+2K2SO4+11h3O{\displaystyle {\mathsf {5C_{6}H_{5}CH_{2}OH+4KMnO_{4}+6H_{2}SO_{4}\rightarrow 5C_{6}H_{5}COOH+4MnSO_{4}+2K_{2}SO_{4}+11H_{2}O}}}

История получения

Первый производственный процесс включал в себя гидролиз бензолтрихлорида под действием гидроксида кальция в воде в присутствии железа или его солей в качестве катализатора. Образующийся бензоат кальция переводили в бензойную кислоту обработкой соляной кислотой. Продукт содержал значительное количество хлорпроизводных бензойной кислоты, поэтому не использовался в качестве пищевой добавки. В настоящее время в пищу используется бензойная кислота, получаемая синтетически.

Применение

Калориметрия

Бензойная кислота используется как вещество в качестве теплового стандарта для калибровки калориметров по температуре и теплоёмкости, так как теплота кристаллизации и плавления хорошо известны и воспроизводимы.

Сырьё

Бензойная кислота служит для получения многих реактивов, наиболее значимые из них:

  • Бензоилхлорид, C6H5C(O)Cl, получается обработкой бензойной кислоты тионилхлоридом, фосгеном или хлоридами фосфора PCl3 и PCl5. C6H5C(O)Cl — важное исходное вещество для некоторых производных бензойной кислоты, таких как бензилбензоат, используемый как искусственный ароматизатор и репеллент.
  • Бензоатные пластификаторы, такие как гликоль-, диэтиленгликоль- и триэтиленгликолевые эфиры, получаемые переэтерефикацией метилбензоата с соответствующим диолом. Альтернативно эти вещества получаются действием бензоилхлорида на соответствующий диол. Эти пластификаторы используются с соответствующими эфирами терефталевой кислоты.
  • Фенол, C6H5OH, получаемый окислительным декарбоксилированием при 300—400 °C. Необходимая температура, может быть понижена до 200 °C добавлением каталитических количеств солей меди (II). Далее фенол может быть конвертирован в циклогексанол, который служит исходным веществом в синтезе нейлона.

Консервант

Бензойную кислоту и её соли используют при консервировании пищевых продуктов (пищевые добавки E210, E211, E212, E213).

Бензойная кислота, блокируя ферменты, замедляет обмен веществ во многих одноклеточных микроорганизмах и грибках. Она подавляет рост плесени, дрожжей и некоторых бактерий.

В пищевые продукты её добавляют в чистом виде или в виде натриевой, калиевой или кальциевой соли.

Губительное действие на микрофлору начинается с абсорбции бензойной кислоты липидной стенкой клетки.

Поскольку через стенку клетки может проникнуть только недиссоциированная кислота, бензойная кислота проявляет антимикробное действие только в кислых пищевых продуктах.

Если внутриклеточный pH 5 или меньше, анаэробная ферментация глюкозы через фосфорфруктокиназу уменьшается на 95 %. Эффективность бензойной кислоты и бензоатов зависит от кислотности (pH) пищи.

Кислая пища, напитки, такие, как фруктовые соки, (содержащие лимонную кислоту), газированные напитки, содержащие в растворе (углекислый газ), безалкогольные напитки с (фосфорной кислотой), соленья (молочная кислота) и другие кислые пищевые продукты консервируются бензойной кислотой и её солями.

Принятые и оптимальные концентрации бензойной кислоты при консервации пищи 0,05—0,1 %.

Медицина

Бензойную кислоту применяют в медицине при кожных заболеваниях, как наружное антисептическое (противомикробное) и фунгицидное (противогрибковое) средства, при трихофитиях и микозах, а её натриевую соль, — бензоат натрия — как отхаркивающее средство.

Другие применения

Эфиры бензойной кислоты (со спиртами от метилового до амилового) обладают сильным и приятным запахом и применяются в парфюмерной промышленности.

Некоторые другие производные бензойной кислоты, такие как, например, хлор- и нитробензойные кислоты, широко применяются для синтеза красителей.

Биологическое действие и влияние на здоровье человека

Бензойная кислота в свободном виде и виде сложных эфиров встречается в составе многих растений и животных. Значительное количество бензойной кислоты находится в ягодах (около 0,05 %). Зрелые плоды некоторых видов вакциниума содержат большое количество свободной бензойной кислоты. Например, в бруснике — до 0,20 % в спелых ягодах, и в клюкве — до 0,063 %. Бензойная кислота также образуется в яблоках после заражения грибком Nectria galligena. Среди животных, бензойная кислота обнаружена в основном во всеядных или фитофагных видах, например, во внутренних органах и мускулах тундряной куропатки (Lagopus muta), также как и в выделениях самцов овцебыка или азиатского слона.

Бензойная смола содержит до 20 % бензойной кислоты и 40 % бензойных эфиров.

Бензойная кислота присутствует, как часть гиппуровой кислоты (N-бензоилглицин) в моче млекопитающих, особенно травоядных животных. Бензойная кислота хорошо всасывается, через коэнзим А связывается с аминокислотой глицином в гиппуровую кислоту и в таком виде выводится через почки. Человек выделяет около 0,44 г/л гиппуровой кислоты в день в моче и больше, если находится в контакте с толуолом или бензойной кислотой. Для человека считается безопасным потребление 5 мг/кг массы тела в день. Кошки имеют гораздо более низкую толерантность к бензойной кислоте, чем мыши и крысы. Летальная доза для кошек — 300 мг/кг массы тела. Оральная ЛД50 для крыс 3040 мг/кг, для мышей 1940—2260 мг/кг.

Бензольное кольцо

Электрофильное ароматическое присоединение происходит по 3-му положению из-за электроноакцепторных свойств карбоксильной группы. Второе замещение происходит сложнее (правая часть) благодаря деактивации нитрогруппой. Наоборот, при введении электронодонорного заместителя (например, алкила), второе замещение происходит легче.

Карбоксильная группа

Все реакции характерные для карбоксильной группы возможны с бензойной кислотой:

Производные

Соли

Соли бензойной кислоты называются бензоатами, например:

Примечания

  • Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.

Ссылки

Примечания

wikipedia.bio

Бензойная кислота — Википедия

Бензо́йная кислота́ C6H5СООН — простейшая одноосновная карбоновая кислота ароматического ряда.

История

Впервые выделена возгонкой в 16 веке из бензойной смолы (росного ладана), отсюда и получила своё название. Этот процесс был описан у Нострадамуса (1556), а затем у Жироламо Рушелли (1560, под псевдонимом Alexius Pedemontanus) и у Блеза де Виженера (1596).

В 1832 году немецкий химик Юстус фон Либих определил структуру бензойной кислоты. Он также исследовал, как она связана с гиппуровой кислотой.

В 1875 немецкий физиолог Эрнст Леопольд Зальковский исследовал противогрибковые свойства бензойной кислоты, которая долгое время использовалась в консервировании фруктов.

Физические свойства

Бензойная кислота — белые кристаллы, плохо растворимые в воде, хорошо — в этаноле, хлороформе и диэтиловом эфире. Бензойная кислота является, подобно большинству других органических кислот, слабой кислотой (pKa 4,21).

Чистая кислота имеет температуру плавления 122,4 °C, температуру кипения 249 °C.

Легко возгоняется; перегоняется с водяным паром, поэтому неэффективно повышать концентрацию водных растворов бензойной кислоты упариванием раствора.

Получение

Бензойную кислоту можно получить окислением толуола сильными окислителями, такими, например, как перманганат калия, оксид хрома (VI), азотная или хромовая кислота, а также декарбоксилированием фталевой кислоты.

В промышленных масштабах бензойную кислоту получают окислением толуола кислородом на катализаторе (нафтената марганца или кобальта).

Лабораторный синтез и очистка

Химический продукт — бензойная кислота — дешёв и легкодоступен. Поэтому к лабораторному синтезу профессиональные химики прибегают редко.

Демонстрационный синтез осуществляется в учебных целях.

Очистку бензойной кислоты удобно проводить перекристаллизацией из растворителя, обычно, из воды. Другие растворители пригодные для перекристаллизации: уксусная кислота (ледяная и водный раствор), бензол, ацетон, петролейный эфир и смесь этанола с водой.

Гидролиз

Бензамид и бензонитрил гидролизуются в воде в присутствии кислоты или основания до бензойной кислоты.

Реакция Канниццаро

Бензальдегид в основной среде претерпевает преобразование по реакции Канниццаро. В итоге получается бензойная кислота и бензиловый спирт.

Реакция Гриньяра

Из бромбензола по реакции карбоксилирования фенилмагнийбромида.

C6H5MgBr+CO2→C6H5COOMgBr{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}MgBr+CO_{2}\rightarrow C_{6}H_{5}COOMgBr}}}
C6H5COOMgBr+HCl→C6H5COOH+MgBrCl{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}COOMgBr+HCl\rightarrow C_{6}H_{5}COOH+MgBrCl}}}

Окисление

Толуол или бензиловый спирт могут быть окислены подкисленным раствором перманганата калия до бензойной кислоты:

5C6H5Ch4+6KMnO4+9h3SO4→5C6H5COOH+3K2SO4+6MnSO4+14h3O{\displaystyle {\mathsf {5C_{6}H_{5}CH_{3}+6KMnO_{4}+9H_{2}SO_{4}\rightarrow 5C_{6}H_{5}COOH+3K_{2}SO_{4}+6MnSO_{4}+14H_{2}O}}}
5C6H5Ch3OH+4KMnO4+6h3SO4→5C6H5COOH+4MnSO4+2K2SO4+11h3O{\displaystyle {\mathsf {5C_{6}H_{5}CH_{2}OH+4KMnO_{4}+6H_{2}SO_{4}\rightarrow 5C_{6}H_{5}COOH+4MnSO_{4}+2K_{2}SO_{4}+11H_{2}O}}}

История получения

Первый производственный процесс включал в себя гидролиз бензолтрихлорида под действием гидроксида кальция в воде в присутствии железа или его солей в качестве катализатора. Образующийся бензоат кальция переводили в бензойную кислоту обработкой соляной кислотой. Продукт содержал значительное количество хлорпроизводных бензойной кислоты, поэтому не использовался в качестве пищевой добавки. В настоящее время в пищу используется бензойная кислота, получаемая синтетически.

Применение

Калориметрия

Бензойная кислота используется как вещество в качестве теплового стандарта для калибровки калориметров по температуре и теплоемкости, так как теплота кристаллизации и плавления хорошо известны и воспроизводимы.

Сырьё

Бензойная кислота служит для получения многих реактивов, наиболее значимые из них:

  • Бензоилхлорид, C6H5C(O)Cl, получается обработкой бензойной кислоты тионилхлоридом, фосгеном или хлоридами фосфора PCl3 и PCl5. C6H5C(O)Cl — важное исходное вещество для некоторых производных бензойной кислоты, таких как бензилбензоат, используемый как искусственный ароматизатор и репеллент.
  • Бензоатные пластификаторы, такие как гликоль-, диэтиленгликоль- и триэтиленгликолевые эфиры, получаемые переэтерефикацией метилбензоата с соответствующим диолом. Альтернативно эти вещества получаются действием бензоилхлорида на соответствующий диол. Эти пластификаторы используются с соответствующими эфирами терефталевой кислоты.
  • Фенол, C6H5OH, получаемый окислительным декарбоксилированием при 300—400 °C. Необходимая температура, может быть понижена до 200 °C добавлением каталитических количеств солей меди (II). Далее фенол может быть конвертирован в циклогексанол, который служит исходным веществом в синтезе нейлона.

Консервант

Бензойную кислоту и её соли используют при консервировании пищевых продуктов (пищевые добавки E210, E211, E212, E213).

Бензойная кислота, блокируя ферменты, замедляет обмен веществ во многих одноклеточных микроорганизмах и грибках. Она подавляет рост плесени, дрожжей и некоторых бактерий.

В пищевые продукты её добавляют в чистом виде или в виде натриевой, калиевой или кальциевой соли.

Губительное действие на микрофлору начинается с абсорбции бензойной кислоты липидной стенкой клетки.

Поскольку через стенку клетки может проникнуть только недиссоциированная кислота, бензойная кислота проявляет антимикробное действие только в кислых пищевых продуктах.

Если внутриклеточный pH 5 или меньше, анаэробная ферментация глюкозы через фосфорфруктокиназу уменьшается на 95 %. Эффективность бензойной кислоты и бензоатов зависит от кислотности (pH) пищи.

Кислая пища, напитки, такие, как фруктовые соки, (содержащие лимонную кислоту), газированные напитки, содержащие в растворе (углекислый газ), безалкогольные напитки с (фосфорной кислотой), соленья (молочная кислота) и другие кислые пищевые продукты консервируются бензойной кислотой и её солями.

Принятые и оптимальные концентрации бензойной кислоты при консервации пищи 0,05—0,1 %.

Медицина

Бензойную кислоту применяют в медицине при кожных заболеваниях, как наружное антисептическое (противомикробное) и фунгицидное (противогрибковое) средства, при трихофитиях и микозах, а её натриевую соль, — бензоат натрия — как отхаркивающее средство.

Другие применения

Эфиры бензойной кислоты (со спиртами от метилового до амилового) обладают сильным и приятным запахом и применяются в парфюмерной промышленности.

Некоторые другие производные бензойной кислоты, такие как, например, хлор- и нитробензойные кислоты, широко применяются для синтеза красителей.

Биологическое действие и влияние на здоровье человека

Бензойная кислота в свободном виде и виде сложных эфиров встречается в составе многих растений и животных. Значительное количество бензойной кислоты находится в ягодах (около 0,05 %). Зрелые плоды некоторых видов вакциниума содержат большое количество свободной бензойной кислоты. Например, в бруснике — до 0,20 % в спелых ягодах, и в клюкве — до 0,063 %. Бензойная кислота также образуется в яблоках после заражения грибком Nectria galligena. Среди животных, бензойная кислота обнаружена в основном во всеядных или фитофагных видах, например, во внутренних органах и мускулах тундряной куропатки (Lagopus muta), также как и в выделениях самцов овцебыка или азиатского слона.

Бензойная смола содержит до 20 % бензойной кислоты и 40 % бензойных эфиров.

Бензойная кислота присутствует, как часть гиппуровой кислоты (N-бензоилглицин) в моче млекопитающих, особенно травоядных животных. Бензойная кислота хорошо всасывается, через коэнзим А связывается с аминокислотой глицином в гиппуровую кислоту и в таком виде выводится через почки. Человек выделяет около 0,44 г/л гиппуровой кислоты в день в моче и больше, если находится в контакте с толуолом или бензойной кислотой. Для человека считается безопасным потребление 5 мг/кг массы тела в день. Кошки имеют гораздо более низкую толерантность к бензойной кислоте, чем мыши и крысы. Летальная доза для кошек — 300 мг/кг массы тела. Оральная ЛД50 для крыс 3040 мг/кг, для мышей 1940—2260 мг/кг.

Бензольное кольцо

Электрофильное ароматическое присоединение происходит по 3-му положению из-за электроноакцепторных свойств карбоксильной группы. Второе замещение происходит сложнее (правая часть) благодаря деактивации нитрогруппой. Наоборот, при введении электронодонорного заместителя (например, алкила), второе замещение происходит легче.

Карбоксильная группа

Все реакции характерные для карбоксильной группы возможны с бензойной кислотой:

Производные

Соли

Соли бензойной кислоты называются бензоатами, например:

Примечания

  • Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.

Ссылки

  • 1 2 CRC Handbook of Chemistry and Physics / W. M. Haynes — 97 — Boca Raton: 2016. — P. 16–18. — ISBN 978-1-4987-5428-6
  • ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics / W. M. Haynes — 97 — Boca Raton: 2016. — P. 3–40. — ISBN 978-1-4987-5428-6
  • wikipedia.green

    Бензойная кислота — Википедия

    Бензо́йная кислота́ C6H5СООН — простейшая одноосновная карбоновая кислота ароматического ряда.

    История

    Впервые выделена возгонкой в 16 веке из бензойной смолы (росного ладана), отсюда и получила своё название. Этот процесс был описан у Нострадамуса (1556), а затем у Жироламо Рушелли (1560, под псевдонимом Alexius Pedemontanus) и у Блеза де Виженера (1596).

    В 1832 году немецкий химик Юстус фон Либих определил структуру бензойной кислоты. Он также исследовал, как она связана с гиппуровой кислотой.

    В 1875 немецкий физиолог Эрнст Леопольд Зальковский исследовал противогрибковые свойства бензойной кислоты, которая долгое время использовалась в консервировании фруктов.

    Видео по теме

    Физические свойства

    Бензойная кислота — белые кристаллы, плохо растворимые в воде, хорошо — в этаноле, хлороформе и диэтиловом эфире. Бензойная кислота является, подобно большинству других органических кислот, слабой кислотой (pKa 4,21).

    Чистая кислота имеет температуру плавления 122,4 °C, температуру кипения 249 °C.

    Легко возгоняется; перегоняется с водяным паром, поэтому неэффективно повышать концентрацию водных растворов бензойной кислоты упариванием раствора.

    Получение

    Бензойную кислоту можно получить окислением толуола сильными окислителями, такими, например, как перманганат калия, оксид хрома (VI), азотная или хромовая кислота, а также декарбоксилированием фталевой кислоты.

    В промышленных масштабах бензойную кислоту получают окислением толуола кислородом на катализаторе (нафтената марганца или кобальта).

    Лабораторный синтез и очистка

    Химический продукт — бензойная кислота — дешёв и легкодоступен. Поэтому к лабораторному синтезу профессиональные химики прибегают редко.

    Демонстрационный синтез осуществляется в учебных целях.

    Очистку бензойной кислоты удобно проводить перекристаллизацией из растворителя, обычно, из воды. Другие растворители пригодные для перекристаллизации: уксусная кислота (ледяная и водный раствор), бензол, ацетон, петролейный эфир и смесь этанола с водой.

    Гидролиз

    Бензамид и бензонитрил гидролизуются в воде в присутствии кислоты или основания до бензойной кислоты.

    Реакция Канниццаро

    Бензальдегид в основной среде претерпевает преобразование по реакции Канниццаро. В итоге получается бензойная кислота и бензиловый спирт.

    Реакция Гриньяра

    Из бромбензола по реакции карбоксилирования фенилмагнийбромида.

    C6H5MgBr+CO2→C6H5COOMgBr{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}MgBr+CO_{2}\rightarrow C_{6}H_{5}COOMgBr}}}
    C6H5COOMgBr+HCl→C6H5COOH+MgBrCl{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}COOMgBr+HCl\rightarrow C_{6}H_{5}COOH+MgBrCl}}}

    Окисление

    Толуол или бензиловый спирт могут быть окислены подкисленным раствором перманганата калия до бензойной кислоты:

    5C6H5Ch4+6KMnO4+9h3SO4→5C6H5COOH+3K2SO4+6MnSO4+14h3O{\displaystyle {\mathsf {5C_{6}H_{5}CH_{3}+6KMnO_{4}+9H_{2}SO_{4}\rightarrow 5C_{6}H_{5}COOH+3K_{2}SO_{4}+6MnSO_{4}+14H_{2}O}}}
    5C6H5Ch3OH+4KMnO4+6h3SO4→5C6H5COOH+4MnSO4+2K2SO4+11h3O{\displaystyle {\mathsf {5C_{6}H_{5}CH_{2}OH+4KMnO_{4}+6H_{2}SO_{4}\rightarrow 5C_{6}H_{5}COOH+4MnSO_{4}+2K_{2}SO_{4}+11H_{2}O}}}

    История получения

    Первый производственный процесс включал в себя гидролиз бензолтрихлорида под действием гидроксида кальция в воде в присутствии железа или его солей в качестве катализатора. Образующийся бензоат кальция переводили в бензойную кислоту обработкой соляной кислотой. Продукт содержал значительное количество хлорпроизводных бензойной кислоты, поэтому не использовался в качестве пищевой добавки. В настоящее время в пищу используется бензойная кислота, получаемая синтетически.

    Применение

    Калориметрия

    Бензойная кислота используется как вещество в качестве теплового стандарта для калибровки калориметров по температуре и теплоемкости, так как теплота кристаллизации и плавления хорошо известны и воспроизводимы.

    Сырьё

    Бензойная кислота служит для получения многих реактивов, наиболее значимые из них:

    • Бензоилхлорид, C6H5C(O)Cl, получается обработкой бензойной кислоты тионилхлоридом, фосгеном или хлоридами фосфора PCl3 и PCl5. C6H5C(O)Cl — важное исходное вещество для некоторых производных бензойной кислоты, таких как бензилбензоат, используемый как искусственный ароматизатор и репеллент.
    • Бензоатные пластификаторы, такие как гликоль-, диэтиленгликоль- и триэтиленгликолевые эфиры, получаемые переэтерефикацией метилбензоата с соответствующим диолом. Альтернативно эти вещества получаются действием бензоилхлорида на соответствующий диол. Эти пластификаторы используются с соответствующими эфирами терефталевой кислоты.
    • Фенол, C6H5OH, получаемый окислительным декарбоксилированием при 300—400 °C. Необходимая температура, может быть понижена до 200 °C добавлением каталитических количеств солей меди (II). Далее фенол может быть конвертирован в циклогексанол, который служит исходным веществом в синтезе нейлона.

    Консервант

    Бензойную кислоту и её соли используют при консервировании пищевых продуктов (пищевые добавки E210, E211, E212, E213).

    Бензойная кислота, блокируя ферменты, замедляет обмен веществ во многих одноклеточных микроорганизмах и грибках. Она подавляет рост плесени, дрожжей и некоторых бактерий.

    В пищевые продукты её добавляют в чистом виде или в виде натриевой, калиевой или кальциевой соли.

    Губительное действие на микрофлору начинается с абсорбции бензойной кислоты липидной стенкой клетки.

    Поскольку через стенку клетки может проникнуть только недиссоциированная кислота, бензойная кислота проявляет антимикробное действие только в кислых пищевых продуктах.

    Если внутриклеточный pH 5 или меньше, анаэробная ферментация глюкозы через фосфорфруктокиназу уменьшается на 95 %. Эффективность бензойной кислоты и бензоатов зависит от кислотности (pH) пищи.

    Кислая пища, напитки, такие, как фруктовые соки, (содержащие лимонную кислоту), газированные напитки, содержащие в растворе (углекислый газ), безалкогольные напитки с (фосфорной кислотой), соленья (молочная кислота) и другие кислые пищевые продукты консервируются бензойной кислотой и её солями.

    Принятые и оптимальные концентрации бензойной кислоты при консервации пищи 0,05—0,1 %.

    Медицина

    Бензойную кислоту применяют в медицине при кожных заболеваниях, как наружное антисептическое (противомикробное) и фунгицидное (противогрибковое) средства, при трихофитиях и микозах, а её натриевую соль, — бензоат натрия — как отхаркивающее средство.

    Другие применения

    Эфиры бензойной кислоты (со спиртами от метилового до амилового) обладают сильным и приятным запахом и применяются в парфюмерной промышленности.

    Некоторые другие производные бензойной кислоты, такие как, например, хлор- и нитробензойные кислоты, широко применяются для синтеза красителей.

    Биологическое действие и влияние на здоровье человека

    Бензойная кислота в свободном виде и виде сложных эфиров встречается в составе многих растений и животных. Значительное количество бензойной кислоты находится в ягодах (около 0,05 %). Зрелые плоды некоторых видов вакциниума содержат большое количество свободной бензойной кислоты. Например, в бруснике — до 0,20 % в спелых ягодах, и в клюкве — до 0,063 %. Бензойная кислота также образуется в яблоках после заражения грибком Nectria galligena. Среди животных, бензойная кислота обнаружена в основном во всеядных или фитофагных видах, например, во внутренних органах и мускулах тундряной куропатки (Lagopus muta), также как и в выделениях самцов овцебыка или азиатского слона.

    Бензойная смола содержит до 20 % бензойной кислоты и 40 % бензойных эфиров.

    Бензойная кислота присутствует, как часть гиппуровой кислоты (N-бензоилглицин) в моче млекопитающих, особенно травоядных животных. Бензойная кислота хорошо всасывается, через коэнзим А связывается с аминокислотой глицином в гиппуровую кислоту и в таком виде выводится через почки. Человек выделяет около 0,44 г/л гиппуровой кислоты в день в моче и больше, если находится в контакте с толуолом или бензойной кислотой. Для человека считается безопасным потребление 5 мг/кг массы тела в день. Кошки имеют гораздо более низкую толерантность к бензойной кислоте, чем мыши и крысы. Летальная доза для кошек — 300 мг/кг массы тела. Оральная ЛД50 для крыс 3040 мг/кг, для мышей 1940—2260 мг/кг.

    Бензольное кольцо

    Электрофильное ароматическое присоединение происходит по 3-му положению из-за электроноакцепторных свойств карбоксильной группы. Второе замещение происходит сложнее (правая часть) благодаря деактивации нитрогруппой. Наоборот, при введении электронодонорного заместителя (например, алкила), второе замещение происходит легче.

    Карбоксильная группа

    Все реакции характерные для карбоксильной группы возможны с бензойной кислотой:

    Производные

    Соли

    Соли бензойной кислоты называются бензоатами, например:

    Примечания

    • Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.

    Ссылки

  • 1 2 CRC Handbook of Chemistry and Physics / W. M. Haynes — 97 — Boca Raton: 2016. — P. 16–18. — ISBN 978-1-4987-5428-6
  • ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics / W. M. Haynes — 97 — Boca Raton: 2016. — P. 3–40. — ISBN 978-1-4987-5428-6
  • wiki2.red

    Бензойная кислота | Info-Farm.RU

    Бензойная кислота — органическое соединение, самая ароматическая одноосновная карбоновая кислота состава С 6Н 5 СООН. При обычных условиях кислота представляет собой бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в эфире, спиртах, хлороформе, мало растворимыми в воде. Кислота образует ряд солей — бензоат.

    Срок бензойная кислота соединения происходит от названия бензойной смолы, которую выделяли из деревьев стиракс в Юго-Восточной Азии. Впервые кислота была выделена в чистом виде и описана французским алхимиком Блезом где Виженер в 16 веке — путем дистилляции бензоина. В 1832 году Фридрих Велер и Либих синтезировали бензойную кислоту с бензальдегида и установили ее формулу.

    Бензойная кислота и ее производные широко распространены в природе. Так, смола бензоин содержит 12-18% бензойной кислоты, а также значительное количество ее эфиров. Также эти соединения содержатся в коре, листьях, плодах вишни и чернослива.

    Физические свойства

    Бензойная кислота являются прозрачными, игловидными кристаллами. Имеет температуру кипения 249,2 ° C, но кристаллы могут сублимироваться уже при 100 ° C.

    Кислота слабо растворяется в воде, и хорошо — в органических растворителях.

    Растворимость бензойной кислоты в органических растворителях при 25 ° C, г / 100 г
    Ацетон 55,60
    Бензол 12,17
    Тетрахлорметан 4,14
    Этанол 58,40
    Гексан 0,94 (при 17 ° C)
    Метанол 71,50 (при 23 ° C)
    Толуол 10,60

    Получение

    Промышленный метод

    Почти вся получаемая в промышленных масштабах бензойная кислота синтезируется путем каталитического окисления толуола:

    Ее разработали на немецком предприятии IG Farbenindustrie в годы Второй мировой войны. Реакцию проводят при следующих условиях:

    • давление в реакторе — 200-700 кПа (~ 2-7 атм)
    • температура в реакторе — 136-160 ° C
    • концентрация катализатора — 25-1000 мг / кг
    • концентрация продукта — 10-60%

    К исходному сырью предъявляются требования высокой чистоты — примеси серы, азота, фенолов и олефинов могут замедлять ход окисления. Катализатором зачастую являются соли кобальта: нафтенат, ацетат, октоат. В качестве сокатализатор также применяются добавки марганца, однако в таком случае равновесие реакции будет нарушена и станет значительным образования побочного продукта — бензальдегида. Использование бромидов (например, бромид кобальта) позволяет существенно увеличить эффективность окислительных процессов в системе, но такие добавки вызывают высокую коррозионную действие и требуют установки дорогостоящего оборудования из титана.

    Степень превращения толуола составляет 50%, из которых 80% являются бензойной кислотой.

    Ежегодный объем производства бензойной кислоты составляет 750 тыс. Тонн.

    Лабораторные методы

    При обработке бензальдегида водно-спиртовым раствором щелочи (например, 50% KOH), он диспропорционирует с образованием бензойной кислоты и бензилового спирта:

    Бензойную кислоту можно получить карбоксилирования магний- или литийорганичних соединений, например, фенилвмисного реактива Гриньяра C 6 H 5 MgBr (в эфире):

    Кислота образуется при гидролизе бензоилхлорида:

    Другим методом является синтез кислоты с бензола — путем ацилирования его фосгеном в присутствии хлорида алюминия (реакция Фриделя — Крафтса):

    Химические свойства

    Бензойная кислота проявляет все свойства карбоновых кислот: образование эфиров при взаимодействии со спиртами, образования амидов и тому подобное.

    Бензойная кислота устойчива к действию многих окислителей: воздух, перманганат, гипохлоритов. Однако, при нагревании свыше 220 ° C она взаимодействует с солями меди (II), образуя фенол и его производные. В результате взаимодействия кислоты с аммиаком образуется анилин.

    Нагрев бензойную кислоту до 370 ° C в присутствии катализатора (медный или кадмиевый порошки), происходит декарбоксилирование, что ведет к бензола на незначительных количеств фенола.

    При участии катализатора оксида циркония бензойную кислота может гидруватися к бензальдегида с количественным выходом. А гидрирования в присутствии благородных металлов ведет к образованию циклогексанкарбоновои кислоты (гексагидробензойнои).

    Хлорирование соединения дает продуктом преимущественно 3-хлоробензойну кислоту. Нитрования и сульфирования происходит аналогично по третьему положением.

    Токсичность

    Бензойная кислота является веществом средней токсичности. Ежедневные дозы кислоты до 5-10 мг / кг не имеют влияния на здоровье.

    Вещество может подразюваты слизистые оболочки человека, поэтому при работе с кислотой необходимо пользоваться для защиты органов дыхания.

    Применение

    Основная часть получаемой бензойной кислоты применяется в производстве капролактама и вискозы; некоторые предприятия, синтезирующих данные речовны имеют собственные мощности для получения бензойной кислоты. Также значительным является использование кислоты в производстве ее солей — бензоат: бензоата калия, натрия, кальция и тому подобное. Данные соединения нашли широкое применение в качестве пищевых и косметических консервантов, ингибиторов коррозии.

    С 1909 бензойную кислоту разрешено использовать в продуктах питания, где она выполняет функции консерванта в концентрации не более 0,1%. В реестре пищевых добавок Европейского Союза бензойная кислота имеет код E210.

    Бензойная кислота является сырьем для производства красителей, например, анилинового синего и некоторых антрахиноновых красителей.

    Также незначительным является применение бензойной кислоты в медицине: кислота используется в изготовлении противомикробным и фунгицидным препаратов.

    Изображения по теме

    info-farm.ru

    Формула Бензойной кислоты структурная химическая

    Структурная формула

    Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: C7H6O2

    Рациональная формула: C6H5COOH

    Химический состав Бензойной кислоты

    Символ Элемент Атомный вес Число атомов Процент массы
    C Углерод 12.011 7 68,8%
    H Водород 1.008 6 5%
    O Кислород 15.999 2 26,2%

    Молекулярная масса: 122,123

    Бензо́йная кислота́ C6H5COOH — простейшая одноосновная карбоновая кислота ароматического ряда.

    Впервые выделена возгонкой в 16 веке из бензойной смолы (росного ладана), отсюда и получила своё название. Этот процесс был описан у Нострадамуса (1556), а затем у Жироламо Рушелли (1560, под псевдонимом Alexius Pedemontanus) и у Blaise de Vigenère (1596).

    Бензойная кислота — белые кристаллы, плохо растворимые в воде, хорошо — в этаноле, хлороформе и диэтиловом эфире. Бензойная кислота является, подобно большинству других органических кислот, слабой кислотой (pKa 4,21). Чистая кислота имеет температуру плавления 122,4 °C, температуру кипения 249 °C. Легко возгоняется; перегоняется с водяным паром, поэтому неэффективно повышать концентрацию водных растворов бензойной кислоты упариванием раствора.

    Бензойную кислоту можно получить окислением толуола сильными окислителями, такими, например, как перманганат калия, оксид хрома (VI), азотная или хромовая кислота, а также декарбоксилированием фталевой кислоты. В промышленных масштабах бензойную кислоту получают окислением толуола кислородом на катализаторе (нафтената марганца или кобальта).

    formula-info.ru

    Бензойная кислота — Википедия. Что такое Бензойная кислота

    Бензо́йная кислота́ C6H5СООН — простейшая одноосновная карбоновая кислота ароматического ряда.

    История

    Впервые выделена возгонкой в 16 веке из бензойной смолы (росного ладана), отсюда и получила своё название. Этот процесс был описан у Нострадамуса (1556), а затем у Жироламо Рушелли (1560, под псевдонимом Alexius Pedemontanus) и у Блеза де Виженера (1596).

    В 1832 году немецкий химик Юстус фон Либих определил структуру бензойной кислоты. Он также исследовал, как она связана с гиппуровой кислотой.

    В 1875 немецкий физиолог Эрнст Леопольд Зальковский исследовал противогрибковые свойства бензойной кислоты, которая долгое время использовалась в консервировании фруктов.

    Физические свойства

    Бензойная кислота — белые кристаллы, плохо растворимые в воде, хорошо — в этаноле, хлороформе и диэтиловом эфире. Бензойная кислота является, подобно большинству других органических кислот, слабой кислотой (pKa 4,21).

    Чистая кислота имеет температуру плавления 122,4 °C, температуру кипения 249 °C.

    Легко возгоняется; перегоняется с водяным паром, поэтому неэффективно повышать концентрацию водных растворов бензойной кислоты упариванием раствора.

    Получение

    Бензойную кислоту можно получить окислением толуола сильными окислителями, такими, например, как перманганат калия, оксид хрома (VI), азотная или хромовая кислота, а также декарбоксилированием фталевой кислоты.

    В промышленных масштабах бензойную кислоту получают окислением толуола кислородом на катализаторе (нафтената марганца или кобальта).

    Лабораторный синтез и очистка

    Химический продукт — бензойная кислота — дешёв и легкодоступен. Поэтому к лабораторному синтезу профессиональные химики прибегают редко.

    Демонстрационный синтез осуществляется в учебных целях.

    Очистку бензойной кислоты удобно проводить перекристаллизацией из растворителя, обычно, из воды. Другие растворители пригодные для перекристаллизации: уксусная кислота (ледяная и водный раствор), бензол, ацетон, петролейный эфир и смесь этанола с водой.

    Гидролиз

    Бензамид и бензонитрил гидролизуются в воде в присутствии кислоты или основания до бензойной кислоты.

    Реакция Канниццаро

    Бензальдегид в основной среде претерпевает преобразование по реакции Канниццаро. В итоге получается бензойная кислота и бензиловый спирт.

    Реакция Гриньяра

    Из бромбензола по реакции карбоксилирования фенилмагнийбромида.

    C6H5MgBr+CO2→C6H5COOMgBr{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}MgBr+CO_{2}\rightarrow C_{6}H_{5}COOMgBr}}}
    C6H5COOMgBr+HCl→C6H5COOH+MgBrCl{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}COOMgBr+HCl\rightarrow C_{6}H_{5}COOH+MgBrCl}}}

    Окисление

    Толуол или бензиловый спирт могут быть окислены подкисленным раствором перманганата калия до бензойной кислоты:

    5C6H5Ch4+6KMnO4+9h3SO4→5C6H5COOH+3K2SO4+6MnSO4+14h3O{\displaystyle {\mathsf {5C_{6}H_{5}CH_{3}+6KMnO_{4}+9H_{2}SO_{4}\rightarrow 5C_{6}H_{5}COOH+3K_{2}SO_{4}+6MnSO_{4}+14H_{2}O}}}
    5C6H5Ch3OH+4KMnO4+6h3SO4→5C6H5COOH+4MnSO4+2K2SO4+11h3O{\displaystyle {\mathsf {5C_{6}H_{5}CH_{2}OH+4KMnO_{4}+6H_{2}SO_{4}\rightarrow 5C_{6}H_{5}COOH+4MnSO_{4}+2K_{2}SO_{4}+11H_{2}O}}}

    История получения

    Первый производственный процесс включал в себя гидролиз бензолтрихлорида под действием гидроксида кальция в воде в присутствии железа или его солей в качестве катализатора. Образующийся бензоат кальция переводили в бензойную кислоту обработкой соляной кислотой. Продукт содержал значительное количество хлорпроизводных бензойной кислоты, поэтому не использовался в качестве пищевой добавки. В настоящее время в пищу используется бензойная кислота, получаемая синтетически.

    Применение

    Калориметрия

    Бензойная кислота используется как вещество в качестве теплового стандарта для калибровки калориметров по температуре и теплоемкости, так как теплота кристаллизации и плавления хорошо известны и воспроизводимы.

    Сырьё

    Бензойная кислота служит для получения многих реактивов, наиболее значимые из них:

    • Бензоилхлорид, C6H5C(O)Cl, получается обработкой бензойной кислоты тионилхлоридом, фосгеном или хлоридами фосфора PCl3 и PCl5. C6H5C(O)Cl — важное исходное вещество для некоторых производных бензойной кислоты, таких как бензилбензоат, используемый как искусственный ароматизатор и репеллент.
    • Бензоатные пластификаторы, такие как гликоль-, диэтиленгликоль- и триэтиленгликолевые эфиры, получаемые переэтерефикацией метилбензоата с соответствующим диолом. Альтернативно эти вещества получаются действием бензоилхлорида на соответствующий диол. Эти пластификаторы используются с соответствующими эфирами терефталевой кислоты.
    • Фенол, C6H5OH, получаемый окислительным декарбоксилированием при 300—400 °C. Необходимая температура, может быть понижена до 200 °C добавлением каталитических количеств солей меди (II). Далее фенол может быть конвертирован в циклогексанол, который служит исходным веществом в синтезе нейлона.

    Консервант

    Бензойную кислоту и её соли используют при консервировании пищевых продуктов (пищевые добавки E210, E211, E212, E213).

    Бензойная кислота, блокируя ферменты, замедляет обмен веществ во многих одноклеточных микроорганизмах и грибках. Она подавляет рост плесени, дрожжей и некоторых бактерий.

    В пищевые продукты её добавляют в чистом виде или в виде натриевой, калиевой или кальциевой соли.

    Губительное действие на микрофлору начинается с абсорбции бензойной кислоты липидной стенкой клетки.

    Поскольку через стенку клетки может проникнуть только недиссоциированная кислота, бензойная кислота проявляет антимикробное действие только в кислых пищевых продуктах.

    Если внутриклеточный pH 5 или меньше, анаэробная ферментация глюкозы через фосфорфруктокиназу уменьшается на 95 %. Эффективность бензойной кислоты и бензоатов зависит от кислотности (pH) пищи.

    Кислая пища, напитки, такие, как фруктовые соки, (содержащие лимонную кислоту), газированные напитки, содержащие в растворе (углекислый газ), безалкогольные напитки с (фосфорной кислотой), соленья (молочная кислота) и другие кислые пищевые продукты консервируются бензойной кислотой и её солями.

    Принятые и оптимальные концентрации бензойной кислоты при консервации пищи 0,05—0,1 %.

    Медицина

    Бензойную кислоту применяют в медицине при кожных заболеваниях, как наружное антисептическое (противомикробное) и фунгицидное (противогрибковое) средства, при трихофитиях и микозах, а её натриевую соль, — бензоат натрия — как отхаркивающее средство.

    Другие применения

    Эфиры бензойной кислоты (со спиртами от метилового до амилового) обладают сильным и приятным запахом и применяются в парфюмерной промышленности.

    Некоторые другие производные бензойной кислоты, такие как, например, хлор- и нитробензойные кислоты, широко применяются для синтеза красителей.

    Биологическое действие и влияние на здоровье человека

    Бензойная кислота в свободном виде и виде сложных эфиров встречается в составе многих растений и животных. Значительное количество бензойной кислоты находится в ягодах (около 0,05 %). Зрелые плоды некоторых видов вакциниума содержат большое количество свободной бензойной кислоты. Например, в бруснике — до 0,20 % в спелых ягодах, и в клюкве — до 0,063 %. Бензойная кислота также образуется в яблоках после заражения грибком Nectria galligena. Среди животных, бензойная кислота обнаружена в основном во всеядных или фитофагных видах, например, во внутренних органах и мускулах тундряной куропатки (Lagopus muta), также как и в выделениях самцов овцебыка или азиатского слона.

    Бензойная смола содержит до 20 % бензойной кислоты и 40 % бензойных эфиров.

    Бензойная кислота присутствует, как часть гиппуровой кислоты (N-бензоилглицин) в моче млекопитающих, особенно травоядных животных. Бензойная кислота хорошо всасывается, через коэнзим А связывается с аминокислотой глицином в гиппуровую кислоту и в таком виде выводится через почки. Человек выделяет около 0,44 г/л гиппуровой кислоты в день в моче и больше, если находится в контакте с толуолом или бензойной кислотой. Для человека считается безопасным потребление 5 мг/кг массы тела в день. Кошки имеют гораздо более низкую толерантность к бензойной кислоте, чем мыши и крысы. Летальная доза для кошек — 300 мг/кг массы тела. Оральная ЛД50 для крыс 3040 мг/кг, для мышей 1940—2260 мг/кг.

    Бензольное кольцо

    Электрофильное ароматическое присоединение происходит по 3-му положению из-за электроноакцепторных свойств карбоксильной группы. Второе замещение происходит сложнее (правая часть) благодаря деактивации нитрогруппой. Наоборот, при введении электронодонорного заместителя (например, алкила), второе замещение происходит легче.

    Карбоксильная группа

    Все реакции характерные для карбоксильной группы возможны с бензойной кислотой:

    Производные

    Соли

    Соли бензойной кислоты называются бензоатами, например:

    Примечания

    • Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.

    Ссылки

  • 1 2 CRC Handbook of Chemistry and Physics / W. M. Haynes — 97 — Boca Raton: 2016. — P. 16–18. — ISBN 978-1-4987-5428-6
  • ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics / W. M. Haynes — 97 — Boca Raton: 2016. — P. 3–40. — ISBN 978-1-4987-5428-6
  • wiki.bio

    Бензойная кислота — Википедия. Что такое Бензойная кислота

    Бензо́йная кислота́ C6H5СООН — простейшая одноосновная карбоновая кислота ароматического ряда.

    История

    Впервые выделена возгонкой в 16 веке из бензойной смолы (росного ладана), отсюда и получила своё название. Этот процесс был описан у Нострадамуса (1556), а затем у Жироламо Рушелли (1560, под псевдонимом Alexius Pedemontanus) и у Блеза де Виженера (1596).

    В 1832 году немецкий химик Юстус фон Либих определил структуру бензойной кислоты. Он также исследовал, как она связана с гиппуровой кислотой.

    В 1875 немецкий физиолог Эрнст Леопольд Зальковский исследовал противогрибковые свойства бензойной кислоты, которая долгое время использовалась в консервировании фруктов.

    Физические свойства

    Бензойная кислота — белые кристаллы, плохо растворимые в воде, хорошо — в этаноле, хлороформе и диэтиловом эфире. Бензойная кислота является, подобно большинству других органических кислот, слабой кислотой (pKa 4,21).

    Чистая кислота имеет температуру плавления 122,4 °C, температуру кипения 249 °C.

    Легко возгоняется; перегоняется с водяным паром, поэтому неэффективно повышать концентрацию водных растворов бензойной кислоты упариванием раствора.

    Получение

    Бензойную кислоту можно получить окислением толуола сильными окислителями, такими, например, как перманганат калия, оксид хрома (VI), азотная или хромовая кислота, а также декарбоксилированием фталевой кислоты.

    В промышленных масштабах бензойную кислоту получают окислением толуола кислородом на катализаторе (нафтената марганца или кобальта).

    Лабораторный синтез и очистка

    Химический продукт — бензойная кислота — дешёв и легкодоступен. Поэтому к лабораторному синтезу профессиональные химики прибегают редко.

    Демонстрационный синтез осуществляется в учебных целях.

    Очистку бензойной кислоты удобно проводить перекристаллизацией из растворителя, обычно, из воды. Другие растворители пригодные для перекристаллизации: уксусная кислота (ледяная и водный раствор), бензол, ацетон, петролейный эфир и смесь этанола с водой.

    Гидролиз

    Бензамид и бензонитрил гидролизуются в воде в присутствии кислоты или основания до бензойной кислоты.

    Реакция Канниццаро

    Бензальдегид в основной среде претерпевает преобразование по реакции Канниццаро. В итоге получается бензойная кислота и бензиловый спирт.

    Реакция Гриньяра

    Из бромбензола по реакции карбоксилирования фенилмагнийбромида.

    C6H5MgBr+CO2→C6H5COOMgBr{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}MgBr+CO_{2}\rightarrow C_{6}H_{5}COOMgBr}}}
    C6H5COOMgBr+HCl→C6H5COOH+MgBrCl{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}COOMgBr+HCl\rightarrow C_{6}H_{5}COOH+MgBrCl}}}

    Окисление

    Толуол или бензиловый спирт могут быть окислены подкисленным раствором перманганата калия до бензойной кислоты:

    5C6H5Ch4+6KMnO4+9h3SO4→5C6H5COOH+3K2SO4+6MnSO4+14h3O{\displaystyle {\mathsf {5C_{6}H_{5}CH_{3}+6KMnO_{4}+9H_{2}SO_{4}\rightarrow 5C_{6}H_{5}COOH+3K_{2}SO_{4}+6MnSO_{4}+14H_{2}O}}}
    5C6H5Ch3OH+4KMnO4+6h3SO4→5C6H5COOH+4MnSO4+2K2SO4+11h3O{\displaystyle {\mathsf {5C_{6}H_{5}CH_{2}OH+4KMnO_{4}+6H_{2}SO_{4}\rightarrow 5C_{6}H_{5}COOH+4MnSO_{4}+2K_{2}SO_{4}+11H_{2}O}}}

    История получения

    Первый производственный процесс включал в себя гидролиз бензолтрихлорида под действием гидроксида кальция в воде в присутствии железа или его солей в качестве катализатора. Образующийся бензоат кальция переводили в бензойную кислоту обработкой соляной кислотой. Продукт содержал значительное количество хлорпроизводных бензойной кислоты, поэтому не использовался в качестве пищевой добавки. В настоящее время в пищу используется бензойная кислота, получаемая синтетически.

    Применение

    Калориметрия

    Бензойная кислота используется как вещество в качестве теплового стандарта для калибровки калориметров по температуре и теплоемкости, так как теплота кристаллизации и плавления хорошо известны и воспроизводимы.

    Сырьё

    Бензойная кислота служит для получения многих реактивов, наиболее значимые из них:

    • Бензоилхлорид, C6H5C(O)Cl, получается обработкой бензойной кислоты тионилхлоридом, фосгеном или хлоридами фосфора PCl3 и PCl5. C6H5C(O)Cl — важное исходное вещество для некоторых производных бензойной кислоты, таких как бензилбензоат, используемый как искусственный ароматизатор и репеллент.
    • Бензоатные пластификаторы, такие как гликоль-, диэтиленгликоль- и триэтиленгликолевые эфиры, получаемые переэтерефикацией метилбензоата с соответствующим диолом. Альтернативно эти вещества получаются действием бензоилхлорида на соответствующий диол. Эти пластификаторы используются с соответствующими эфирами терефталевой кислоты.
    • Фенол, C6H5OH, получаемый окислительным декарбоксилированием при 300—400 °C. Необходимая температура, может быть понижена до 200 °C добавлением каталитических количеств солей меди (II). Далее фенол может быть конвертирован в циклогексанол, который служит исходным веществом в синтезе нейлона.

    Консервант

    Бензойную кислоту и её соли используют при консервировании пищевых продуктов (пищевые добавки E210, E211, E212, E213).

    Бензойная кислота, блокируя ферменты, замедляет обмен веществ во многих одноклеточных микроорганизмах и грибках. Она подавляет рост плесени, дрожжей и некоторых бактерий.

    В пищевые продукты её добавляют в чистом виде или в виде натриевой, калиевой или кальциевой соли.

    Губительное действие на микрофлору начинается с абсорбции бензойной кислоты липидной стенкой клетки.

    Поскольку через стенку клетки может проникнуть только недиссоциированная кислота, бензойная кислота проявляет антимикробное действие только в кислых пищевых продуктах.

    Если внутриклеточный pH 5 или меньше, анаэробная ферментация глюкозы через фосфорфруктокиназу уменьшается на 95 %. Эффективность бензойной кислоты и бензоатов зависит от кислотности (pH) пищи.

    Кислая пища, напитки, такие, как фруктовые соки, (содержащие лимонную кислоту), газированные напитки, содержащие в растворе (углекислый газ), безалкогольные напитки с (фосфорной кислотой), соленья (молочная кислота) и другие кислые пищевые продукты консервируются бензойной кислотой и её солями.

    Принятые и оптимальные концентрации бензойной кислоты при консервации пищи 0,05—0,1 %.

    Медицина

    Бензойную кислоту применяют в медицине при кожных заболеваниях, как наружное антисептическое (противомикробное) и фунгицидное (противогрибковое) средства, при трихофитиях и микозах, а её натриевую соль, — бензоат натрия — как отхаркивающее средство.

    Другие применения

    Эфиры бензойной кислоты (со спиртами от метилового до амилового) обладают сильным и приятным запахом и применяются в парфюмерной промышленности.

    Некоторые другие производные бензойной кислоты, такие как, например, хлор- и нитробензойные кислоты, широко применяются для синтеза красителей.

    Биологическое действие и влияние на здоровье человека

    Бензойная кислота в свободном виде и виде сложных эфиров встречается в составе многих растений и животных. Значительное количество бензойной кислоты находится в ягодах (около 0,05 %). Зрелые плоды некоторых видов вакциниума содержат большое количество свободной бензойной кислоты. Например, в бруснике — до 0,20 % в спелых ягодах, и в клюкве — до 0,063 %. Бензойная кислота также образуется в яблоках после заражения грибком Nectria galligena. Среди животных, бензойная кислота обнаружена в основном во всеядных или фитофагных видах, например, во внутренних органах и мускулах тундряной куропатки (Lagopus muta), также как и в выделениях самцов овцебыка или азиатского слона.

    Бензойная смола содержит до 20 % бензойной кислоты и 40 % бензойных эфиров.

    Бензойная кислота присутствует, как часть гиппуровой кислоты (N-бензоилглицин) в моче млекопитающих, особенно травоядных животных. Бензойная кислота хорошо всасывается, через коэнзим А связывается с аминокислотой глицином в гиппуровую кислоту и в таком виде выводится через почки. Человек выделяет около 0,44 г/л гиппуровой кислоты в день в моче и больше, если находится в контакте с толуолом или бензойной кислотой. Для человека считается безопасным потребление 5 мг/кг массы тела в день. Кошки имеют гораздо более низкую толерантность к бензойной кислоте, чем мыши и крысы. Летальная доза для кошек — 300 мг/кг массы тела. Оральная ЛД50 для крыс 3040 мг/кг, для мышей 1940—2260 мг/кг.

    Бензольное кольцо

    Электрофильное ароматическое присоединение происходит по 3-му положению из-за электроноакцепторных свойств карбоксильной группы. Второе замещение происходит сложнее (правая часть) благодаря деактивации нитрогруппой. Наоборот, при введении электронодонорного заместителя (например, алкила), второе замещение происходит легче.

    Карбоксильная группа

    Все реакции характерные для карбоксильной группы возможны с бензойной кислотой:

    Производные

    Соли

    Соли бензойной кислоты называются бензоатами, например:

    Примечания

    • Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.

    Ссылки

  • 1 2 CRC Handbook of Chemistry and Physics / W. M. Haynes — 97 — Boca Raton: 2016. — P. 16–18. — ISBN 978-1-4987-5428-6
  • ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics / W. M. Haynes — 97 — Boca Raton: 2016. — P. 3–40. — ISBN 978-1-4987-5428-6
  • wiki.sc

    Бензойная кислота - Benzoic acid

    Бензойная кислота
    имена
    Предпочтительное название IUPAC

    Бензойная кислота

    Систематическое название IUPAC

    Benzenecarboxylic кислота

    Другие имена
    • Carboxybenzene
    • E210
    • Dracylic кислота
    • Phenylmethanoic кислота
    Идентификаторы
    3D модель ( JSmol )
    3DMet B00053
    636131
    ChEBI
    ChEMBL
    ChemSpider
    DrugBank
    ИКГВ InfoCard 100.000.562
    Номер EC 200-618-2
    номер E Е210 (консерванты)
    2946
    KEGG
    MeSH бензойная кислота +
    номер RTECS DG0875000
    UNII
    • InChI = 1S / C7H6O2 / c8-7 (9) 6-4-2-1-3-5-6 / h2-5H, (Н, 8,9) Y  Ключ: WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N Y 
    • InChI = 1 / C7H6O2 / c8-7 (9) 6-4-2-1-3-5-6 / h2-5H, (Н, 8,9)

      Ключ: WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYAD

    свойства
    С 7 Н 6 О 2
    Молярная масса 7002122123000000000 ♠122,123  г · моль -1
    Внешность Бесцветное кристаллическое твердое вещество
    запах Слабый, приятный запах
    плотность 1,2659 г / см 3 (15 ° С)
    1,0749 г / см 3 (130 ° С)
    Температура плавления 122 ° С (252 ° F, 395 К)
    Точка кипения 250 ° С (482 ° F, 523 К)
    370 ° С (698 ° F, 643 К)
    разлагается
    1,7 г / л (0 ° С)
    2,7 г / л (18 ° С)
    3,44 г / л (25 ° С)
    5,51 г / л (40 ° С)
    21,45 г / л (75 ° С)
    56,31 г / л ( 100 ° С)
    Растворимость растворим в ацетоне , бензоле , CCl 4 , CHCl 3 , спирт , этиловый эфир , гексан , фенилов , жидкий аммиак , ацетаты
    Растворимость в метаноле 30 г / 100 г (-18 ° С)
    32,1 г / 100 г (-13 ° С)
    71,5 г / 100 г (23 ° С)
    Растворимость в этаноле 25,4 г / 100 г (-18 ° С)
    47,1 г / 100 г (15 ° С)
    52,4 г / 100 г (19,2 ° С)
    55,9 г / 100 г (23 ° С)
    Растворимость в ацетоне 54,2 г / 100 г (20 ° С)
    Растворимость в оливковом масле 4,22 г / 100 г (25 ° С)
    Растворимость в 1,4-диоксане 55,3 г / 100 г (25 ° С)
    войти P 1,87
    Давление газа 0,16 Па (25 ° С)
    0,19 кПа (100 ° С)
    22,6 кПа (200 ° С)
    Кислотность (р К )
    • 4,202 (Н 2 О)
    • 11.02 (ДМСО)
    -70,28 · 10 -6 см 3 / моль
    1,5397 (20 ° С)
    1,504 (132 ° С)
    вязкость 1,26 мПа (130 ° С)
    Состав
    моноклинная
    плоскостной
    1.72 Д в диоксане
    термохимия
    146,7 Дж / моль · К
    167,6 Дж / моль · К
    -385,2 кДж / моль
    -3228 кДж / моль
    опасности
    Основные опасности раздражитель
    Паспорт безопасности JT Baker
    СГС пиктограммы
    сигнальное слово СГС Опасность
    h418 , h435
    P261 , P280 , P305 + 351 + 338
    NFPA 704
    точка возгорания 121,5 ° С (250,7 ° F, 394,6 К)
    571 ° С (1060 ° F, 844 К)
    Смертельная доза или концентрация ( LD , LC ):
    1700 мг / кг (крыса, перорально)
    Родственные соединения
    Гидроксибензойная кислота ,
    аминобензойная кислота ,
    нитробензойная кислота ,
    фенилуксусная кислота ,

    Родственные соединения

    Бензальдегид ,
    бензиловый спирт ,
    хлорид бензоила ,
    бензиламин ,
    Бензамид
    За исключением случаев, когда указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
    Y проверить  ( что   ?) YN
    ссылки Infobox

    Кислота Бензойная , С 7 Н 6 О 2 (или С 6 Н 5 СООН), представляет собой бесцветное кристаллическое твердое вещество и простой ароматической карбоновой кислоты . Название происходит от резинки бензоин , который был в течение длительного времени его единственным известным источником. Бензойная кислота встречается в природе во многих растениях и служит в качестве промежуточного продукта в биосинтезе многих вторичных метаболитов . Соли бензойной кислоты используются в качестве пищевых консервантов и бензойная кислота является важным предшественником для промышленного синтеза многих других органических веществ. Соли и сложные эфиры бензойной кислоты, известны как бензоаты б ɛ п г oʊ . eɪ т / .

    история

    Бензойная кислота была обнаружена в шестнадцатом веке. Сухая перегонка из жевательной резинки бензоина впервые была описана Нострадамусом (1556), а затем Алексиус Педмонтанус (1560) и Блез де Виженер (+1596).

    Pioneer работа в 1830 году с помощью различных опытов , основанных на амигдалине , полученная из горького миндаля (Плод Prunus Dulcis ) нефти по Пьеру Robiquet и Антуан Boutron-Charlard, два французских химиков, произвели бензальдегид , но они потерпели неудачу в разработке надлежащей интерпретации структуры амигдалин, учитывающей для него, и , таким образом , пропустили идентификацию бензоил радикала C 7 H 5 О. Этот последний шаг был достигнут некоторые несколько месяцев спустя (1832) с помощью Либих и Фридриха Вёлер , который определил состав бензойной кислоты. Эти последние также исследовали , как гиппуровая кислота относится к бензойной кислоте.

    В 1875 году Salkowski обнаружила противогрибковые способности бензойной кислоты, которая использовалась в течение длительного времени в сохранении бензоит содержащие плоды морошки .

    Он также является одним из химических соединений , найденных в бобровой струе . Это соединение собрана из касторового мешочков в североамериканском бобра .

    производство

    Промышленные препараты

    Бензойная кислота производятся коммерчески частичным окислением из толуола с кислородом . Процесс катализируется кобальта или марганца нафтенаты . Процесс использует обильные материалы, и протекает с высоким выходом.

    синтез Laboratory

    Бензойная кислота является дешевым и легко доступны, поэтому лаборатория синтеза бензойной кислоты в основном практикуется для его педагогической ценности. Это обычная магистрант подготовка.

    Бензойная кислота может быть очищен перекристаллизацией из воды из - за его высокой растворимости в горячей воде и плохой растворимости в холодной воде. Избежание органических растворителей для перекристаллизации делает этот эксперимент особенно безопасным. Этот процесс обычно дает выход около 65% Растворимость бензойной кислоты в 40 растворителях со ссылками на оригинальные источники могут быть найдены в рамках Open Notebook Наука Вызовы .

    При гидролизе

    Как и другие нитрилы и амиды , бензонитрили и бензамид можно гидролизуются до бензойной кислоты или ее сопряженного основания в кислых или основных условиях.

    От бензальдегида

    База индуцированных диспропорционирования из бензальдегида , в реакции Канниццаро , дает равное количество бензоата и бензиловый спирт ; последний может быть удален путем перегонки .

    От бромбензоле

    Бромбензол может быть преобразован в бензойную кислоту «карбоксилирование» промежуточного фенилмагнийбромида . Этот синтез предлагает удобное упражнение для студентов для проведения реакции Гриньяра , важный класс углерод-углерод реакции образования в области органической химии.

    Из бензилового спирта

    Бензиловый спирт кипятят с обратным холодильником с перманганатом калия или других окислительных реагентов в воде. Смесь фильтровали в горячем состоянии для удаления диоксида марганца , а затем давали ей остыть , чтобы получить бензойную кислоту.

    Из бензилхлорида

    Бензойная кислота может быть получена путем окисления бензилхлорида в присутствии щелочного KMnO 4 :

    С 6 Н 5 СН 2 Cl 2 + КОН + 2 [O] → С 6 Н 5 СООН + KCl + H 2 O
    Историческая подготовка

    Первый промышленный процесс включал реакцию бензотрихлорида (трихлорметил бензол) с гидроксидом кальция в воде, с использованием железа или солей железа в качестве катализатора . Полученный бензоат кальция превращают в бензойную кислоту с соляной кислотой . Продукт содержит значительные количества хлорированных производных бензойной кислоты. По этой причине, бензойная кислота для потребления человека была получена путем сухой перегонки жевательной резинки бензоина. Пищевая бензойная кислота в настоящее время производится синтетически.

    Пользы

    Бензойная кислота в основном потребляется в производстве фенола путем окислительного декарбоксилирования при 300-400 ° С:

    С 6 Н 5 СО 2 Н + 1 / 2 O 2 → С 6 Н 5 ОН + СО 2

    Требуемая температура может быть снижена до 200 ° C путем добавления каталитических количеств солей меди (II). Фенол может быть превращен в циклогексанол , который является исходным материалом для нейлона синтеза.

    Предшественник для пластификаторов

    Бензоат пластификаторы , такие как гликолевых, diethyleneglycol- и триэтиленгликоль, сложные эфиры получают путем переэтерификации из метилового эфира бензойной кислоты с соответствующим диолом . В качестве альтернативы этих видов возникают при обработке бензоилхлорида с диолом. Эти пластификаторы используются аналогично, полученные из терефталевой кислоты , сложного эфира.

    Предшественник к бензоат натрия и связанных с ними консервантов

    Бензойная кислота и ее соли используются в качестве пищевых консервантов , представленных номера E E210 , E211 , E212 и E213 . Бензойная кислота подавляет рост плесени , дрожжей и некоторых бактерий . Это либо добавляют непосредственно или созданный из реакций с его натрия , калия или кальция соли. Механизм начинается с поглощения бензойной кислоты в клетку. Если внутриклеточный рН изменяется до 5 или ниже, анаэробная ферментации из глюкозы через фосфофруктокиназу уменьшаются на 95%. Эффективность бензойной кислоты и бензоата таким образом , зависит от рН пищи. Кислотные продукты питание и напитки , как фруктовый сок ( лимонная кислота ), игристые напитки ( углекислый газ ), безалкогольные напитки ( фосфорная кислота ), маринады ( уксус ) или другой подкисленной пища сохраняются с бензойной кислотой и бензоатами.

    Типичные уровни использования для бензойной кислоты в качестве консерванта в пищевых продуктах составляет от 0,05-0,1%. Продукты, в которых может быть использована бензойная кислота и максимальные уровни для его применения контролируется местными законами еды.

    Была выражена озабоченность , что бензойная кислота и ее соли могут реагировать с аскорбиновой кислотой (витамин С) в некоторых безалкогольных напитках, образуя небольшие количества канцерогенного бензола .

    целебный

    Бензойная кислота входит в состав мази Whitfield в которую используют для лечения грибковых заболеваний кожи , таких как лишай , стригущий лишай и ноги спортсмена . В качестве основного компонента жевательной резинки бензоина , бензойная кислота также является основным ингредиент в оба настойке бензоина и бальзаме монаха. Такие продукты имеют долгую историю использования в качестве актуальных антисептиков и летучих противоотечных .

    Бензойная кислота использовалась в качестве отхаркивающего , болеутоляющее и антисептическое в начале 20 - го века.

    Безоилхлорид

    Бензойная кислота является предшественником хлористого бензоила , С 6 Н 5 С (O) Cl, обработкой тионилхлоридом , фосгеном или один из хлоридов фосфора . Безоилхлорид является важным исходным материалом для нескольких производных бензойной кислоты , такие как бензилбензоат , который используется в искусственных ароматизаторов и репеллентов насекомых .

    Нишевые и лабораторные применения

    В учебных лабораториях, бензойная кислота является общим стандартом для калибровки калориметрической бомбы .

    Биология и последствия для здоровья

    Бензойная кислота является относительно нетоксичен. Он выводится в виде гиппуровой кислоты . Бензойная кислота метаболизируется бутират-СоА - лигазы в промежуточный продукт, бензоил-КоА , который затем метаболизируется глицин N -acyltransferase в гиппуровой кислоты.

    Бензойная кислота встречается в природе , как это делает его эфиры у многих видов растений и животных. Заметные суммы были найдены в большинстве ягод (около 0,05%). Зрелые плоды нескольких Vaccinium видов (например, клюква , В. уШз macrocarpon ; черника , В. Myrtillus ) содержит столько же , сколько 0.03-0.13% свободной бензойной кислоты. Бензойная кислота также образуется в яблоках после заражения гриба Nectria galligena . Среди животных, бензойная кислота была обнаружена в основном в всеядных или phytophageous видов, например, в внутренностях и мышцах рока куропатки ( Lagopus MUTA ), а также в железах секреции мужских овцебыков ( Ovibos moschatus ) или азиатских бык слонов ( Elephas Maximus ) ,

    Камеди бензоин содержит до 20% бензойной кислоты и 40% сложных эфиров бензойной кислоты.

    Cryptanaerobacter phenolicus является бактериявидкоторый производит бензоат из фенола с помощью 4-гидроксибензоата

    Бензойная кислота присутствует в составе гиппуровой кислоты ( N -benzoylglycine) в моче из млекопитающих , особенно травоядных (Гр. Бегемоты = Лошадь; ouron = моча). Люди производят около 0,44 г / л гиппуровой кислоты в моче, и если человек подвергается воздействию толуола или бензойной кислоты, она может подняться выше этого уровня.

    Для людей, то Всемирная организация здравоохранения «s Международная программа по химической безопасности (МПХБ) предлагает временное терпимого потребления будет 5 мг / кг массы тела в сутки. Кошки имеют значительно более низкую толерантность в отношении бензойной кислоты и ее солей , чем у крыс и мышей . Смертельная доза для кошек может быть столь же низким , как 300 мг / кг массы тела. Пероральная ЛД 50 для крыс составляет 3040 мг / кг, для мышей , это 1940-2263 мг / кг.

    В Тайбэе , Тайвань, обследование здоровья города в 2010 году показало , что 30% сушеных и соленых пищевых продуктов была бензойная кислота.

    Реакции

    Реакции бензойной кислоты может происходить либо на ароматическом кольце или в карбоксильной группе :

    Ароматическое кольцо

    Электрофильная ароматическое замещение реакция будет происходить в основном в 3-положении в связи с электроноакцепторной карбоксильной группой ; т.е. бензойная кислота является мета режиссуры .

    Вторая реакция замещения (справа) происходит медленнее, потому что первая нитрогруппа деактивируется. И наоборот, если активирующая группа (электрон-донорный) была введена (например, алкил), вторая реакция замещения будет происходить более легко, чем первая и дизамещенный продукт может накапливаться в значительную степень.

    карбоксильная группа

    Все реакции , указанные для карбоновых кислот также возможны для бензойной кислоты.

    Рекомендации

    внешняя ссылка

    ru.qwe.wiki


    Смотрите также

    Поиск по меткам