În primul rând izolat prin sublimare în secolul al XVI-lea de la rășina benzoică (tămâia roșie), de aici și numele. Acest proces a fost descris în Nostradamusa (1556), și apoi la Girolamo Rushelli (1560. pseudonimă Alexius Pedemontanus) și Blaise de Vigenere (1596).
În 1832, chimistul german Justus von Liebig a determinat structura acidului benzoic. El a investigat, de asemenea, cum este legat de acidul hippuric.
În 1875, fiziologul german Ernst Leopold Zalkovsky a investigat proprietățile antifungice ale acidului benzoic, care de mult timp a fost folosit în fructele de conserve.
Acid benzoic - cristale albe, slab solubile în apă, bine în etanol. cloroform și eter dietilic. Acidul benzoic este, ca majoritatea acizilor organici. acid slab (pKa 4.21).
Acidul pur are un punct de topire de 122,4 ° C, un punct de fierbere de 249 ° C
Sublimează cu ușurință; este distilată cu vapori de apă, prin urmare este ineficient să se mărească concentrația de soluții apoase de acid benzoic prin evaporarea soluției.
La scară industrială, acidul benzoic se obține prin oxidarea toluenului cu oxigen pe un catalizator (naftenat de mangan sau cobalt).
Sinteza și purificarea în laborator
Produsul chimic - acidul benzoic - este ieftin și ușor de utilizat. Prin urmare, chimiștii profesioniști rar recurg la sinteza de laborator.
Sinteza demonstrației se desfășoară în scopuri educaționale.
Purificarea acidului benzoic se efectuează în mod convenabil prin recristalizare din solvent, de obicei din apă. Alți solvenți adecvați pentru recristalizare: acid acetic (soluție de gheață și apă), benzen. acetonă. Eter de petrol și un amestec de etanol și apă.
Benzamidă și benzonitril hidrolizată în apă în prezența unui acid sau a unei baze la acid benzoic.
Benzaldehida suferă o transformare în mediul de bază prin reacția lui Cannizzaro. Ca rezultat, se obține acid benzoic și alcool benzilic.
Din brombenzen prin reacția de carboxilare a bromurii de fenilmagneziu.
C 6 H 5 M g B r + CO 2 → C 6 H 5 COOM g B r H_MgBr + CO_ \ rightarrow C_H_COOMgBr >>> C 6 H 5 COOM g B r + HC l → C 6 H 5 COOH + M g B r C l H_COOMgBr + HCl \ rightarrow C_H_COOH + MgBrCl >>>
Primul proces de producție a implicat hidroliza triclorurii de benzen sub acțiunea hidroxidului de calciu în apă în prezența fierului sau a sărurilor sale ca catalizator. Benzoatul de calciu rezultat a fost transformat în acid benzoic prin tratare cu acid clorhidric. Produsul conține o cantitate semnificativă de cloro-derivați ai acidului benzoic, prin urmare nu a fost utilizat ca aditiv alimentar. În prezent, acidul benzoic, obținut sintetic, este utilizat pentru alimente.
colorimetrie
Acidul benzoic este folosit ca standard de caldura pentru calibrarea calorimetrelor prin temperatura si caldura. deoarece căldura de cristalizare și de topire este bine cunoscută și reproductibilă.
Acidul benzoic servește la producerea multor reactivi, dintre care cei mai importanți sunt:
- Clorura de benzoil. C6H5C (O) CI, se obține prin tratarea acidului benzoic cu clorură de tionil. fosgen sau fosfor cloruri PCI3 și PCI5. C6H5C (O) CI este un material de pornire important pentru anumiți derivați ai acidului benzoic, cum ar fi benzoatul de benzii. Folosit ca aromă artificială și respingător.
- Benzoat plastifianți. cum ar fi glicol, dietilen glicol și eteri trietilenglicol, obținute prin re-esterificarea benzoatului de metil cu un diol adecvat. Alternativ, aceste substanțe se obțin prin acțiunea clorurii de benzoil pe diolul corespunzător. Acești plastifianți sunt utilizați cu esterii corespunzători ai acidului tereftalic.
- Fenol. C6H5OH, obținut prin decarboxilare oxidativă la 300-400 ° C. Temperatura necesară poate fi redusă la 200 ° C prin adăugarea unor cantități catalitice de săruri de cupru (II). În plus, fenolul poate fi transformat în ciclohexanol. care servește ca materie primă în sinteza nailonului.
substanță conservantă
Acidul benzoic și sărurile sale sunt utilizate în produsele alimentare din conserve (aditivi alimentari E210, E211, E212, E213).
Acid benzoic, enzime blocante. încetinește metabolismul în multe microorganisme și ciuperci unicelulare. Împiedică creșterea mucegaiului. drojdie și unele bacterii.
În produsele alimentare se adaugă în formă pură sau sub formă de sare de sodiu, potasiu sau calciu.
Efectul nociv asupra microflorei începe cu absorbția acidului benzoic de către peretele lipidic al celulei.
Deoarece acidul nedizociat poate pătrunde prin peretele celular, acidul benzoic prezintă activitate antimicrobiană numai în produsele alimentare acide.
Dacă pH-ul intracelular este de 5 ori mai mic, fermentația anaerobă a glucozei prin fructokinaza fosforică este redusă cu 95%. Eficacitatea acidului benzoic și a benzoatului depinde de aciditatea (pH) a alimentelor.
Alimentele acide, băuturi, cum ar fi sucurile de fructe (care conține acid citric), băuturi carbogazoase, care conțin o soluție (dioxid de carbon), băuturi răcoritoare (acid fosforic), murături (acid lactic) și alte produse alimentare acide conservat cu acid benzoic și sărurile ei.
Acceptarea și concentrația optimă a acidului benzoic în timpul conservării alimentelor 0,05-0,1%.
Acidul benzoic este utilizat în medicină pentru bolile de piele, ca antiseptice (antimicrobiene) și fungicide (antifungice), cu trichofitoză și micoză. și sarea de sodiu a acestuia - benzoat de sodiu - ca expectorant.
Alte aplicații
Esteri ai acidului benzoic (cu alcooli de la metil până la amil) au un miros puternic și plăcut și sunt utilizați în industria parfumurilor.
Unii alți derivați ai acidului benzoic, cum ar fi, de exemplu, acizii cloro- și nitrobenzoici, sunt utilizați pe scară largă pentru sinteza coloranților.
Efecte biologice și efecte asupra sănătății umane
Acidul benzoic în formă liberă și forma de esteri se găsește în multe plante și animale. O cantitate semnificativă de acid benzoic se găsește în boabe (aproximativ 0,05%). Resturile de fructe ale unor tipuri de vaccinuri conțin o cantitate mare de acid benzoic liber. De exemplu, în cowberry, până la 0,20% în fructe de padure coapte, și în afine - până la 0,063%. Acidul benzoic se formează, de asemenea, în mere după infecția cu ciuperca Nectria galligena. Dintre animale, acidul benzoic se gaseste in principal in fitofagnyh sau specii omnivore, de exemplu, organele interne și potârnichi mușchii tundră (Lagopus MUTA), precum și în secrețiile masculine sau asiatice elefant mosc bou.
Rășina benzoică conține până la 20% acid benzoic și 40% esteri benzoici.
Acidul benzoic este prezent ca parte a acidului hipuric (N-benzoilglicină) în urină de mamifere. în special erbivore. Acidul benzoic este bine absorbit, prin coenzima A se leagă de aminoacizii glicina din acidul hippuric și în această formă se excretă prin rinichi. O persoană eliberează aproximativ 0,44 g / l de acid hipuric pe zi în urină și mai mult în contact cu toluenul sau acidul benzoic. Pentru o persoană, se consideră sigură consumarea a 5 mg / kg greutate corporală pe zi. Pisicile au o toleranță mult mai mică față de acidul benzoic decât șoarecii și șobolanii. Doza letală pentru pisici este de 300 mg / kg greutate corporală. LD50 orală pentru șobolani este de 3040 mg / kg, pentru șoareci 1940-2260 mg / kg.
Inel de benzen
Adăugarea aromatică electrofilă are loc în poziția 3 datorită proprietăților de îndepărtare a electronilor ale grupării carboxil. A doua substituție este mai complicată (partea dreaptă) din cauza dezactivării grupării nitro. În mod invers, atunci când este introdus un substituent donor de electroni (de exemplu, alchil), a doua substituție este mai ușoară.
Gruparea carboxil
Toate reacțiile caracteristice pentru gruparea carboxil sunt posibile cu acid benzoic:
- Esteri ai acidului benzoic sunt produse de reacție catalizată cu acid cu alcooli
- Amidele acidului benzoic sunt ușor disponibile, utilizând pentru sinteza lor derivați activi (cum ar fi clorura de benzoil) sau combinații de reactivi utilizați în sinteza peptidelor, cum ar fi DCSG și DMAP.
- Anhidrida benzoică mai activă este formată prin deshidratare cu anhidridă acetică sau oxid de fosfor
- Halidele foarte active sunt ușor de obținut prin acțiunea clorurii de fosfor (V) sau a clorurii de tionil
- Ortoesterul poate fi obținut în condiții uscate prin reacția benzonitrilului într-un mediu acid cu alcooli
- Reducerea la benzaldehidă sau alcool benzilic este posibilă utilizând LiAIH4 sau borohidrură de sodiu
- Decarboxilarea sării de argint poate fi efectuată prin încălzire, acidul benzoic poate fi decarboxilat prin încălzire cu alcalii uscate sau hidroxid de calciu.
- Acidul benzoic formează săruri
Sărurile de acid benzoic sunt numite benzoate, de exemplu: