Acid benzoic

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 11 august 2021; verificările necesită 9 modificări .

Acid benzoic
General
Nume sistematic	Acid benzoic
Nume tradiționale	Acid benzoic
Chim. formulă	C6H5COOH _ _ _ _
Şobolan. formulă	C7H6O2 _ _ _ _ _
Proprietăți fizice
Stat	solid
Masă molară	122,12 g/ mol
Densitate	1,32 g/cm³
Proprietati termice
Temperatura
•  topirea	122,4°C
•  fierbere	249,2°C
• descompunere	370°C
•  clipește	121°C [1]
•  aprindere spontană	570 °C [1]
Căldura specifică de vaporizare	527 J/kg
Căldura specifică de fuziune	18 J/kg
Proprietăți chimice
Constanta de disociere a acidului	4.20
Solubilitate
• in apa	0,29 g/100 ml
Proprietati optice
Indicele de refracție	1.504 [2]
Structura
Moment dipol	1,72  D
Clasificare
Reg. numar CAS	65-85-0
PubChem	243
Reg. numărul EINECS	200-618-2
ZÂMBETE	C1=CC=C(C=C1)C(=O)O
InChI	InChI=1S/C7H6O2/c8-7(9)6-4-2-1-3-5-6/h1-5H,(H,8,9)WPYMKLBDIXBTP-UHFFFAOYSA-N
Codex Alimentarius	E210
RTECS	DG0875000
CHEBI	30746
ChemSpider	238
Siguranță
Toxicitate	DL50 500 mg kg−1
Pictograme GHS
NFPA 704	unu 2 0
Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel.
Fișiere media la Wikimedia Commons

Acidul benzoic ( formula chimică - C 7 H 6 O 2 sau C 6 H 5 COOH ) este un acid organic chimic slab aparținând clasei acizilor carboxilici aromatici .

În condiții standard , acidul benzoic este cel mai simplu acid carboxilic monobazic, care este un solid cristalin alb .

Sărurile și esterii acidului benzoic se numesc benzoați .

Înregistrat ca aditiv alimentar și conservant cu numărul E210 .

Istorie

A fost izolat pentru prima dată prin distilare în secolul al XVI-lea din rășina de benzoin (tămâie cu rouă), de unde și numele. Acest proces a fost descris de Nostradamus ( 1556 ), apoi de Girolamo Rouchelly ( 1560 , sub pseudonimul Alexius Pedemontanus) și de Blaise de Vigenère ( 1596 ).

În 1832, chimistul german Justus von Liebig a determinat structura acidului benzoic. El a investigat, de asemenea, modul în care acesta este legat de acidul hipuric .

În 1875 , fiziologul german Ernst Leopold Zalkowsky a investigat proprietățile antifungice ale acidului benzoic, care a fost folosit de mult în conservarea fructelor.

Proprietăți fizice

Acid benzoic - cristale albe, slab solubile în apă, bine în etanol , cloroform și dietil eter . Acidul benzoic este, ca majoritatea celorlalți acizi organici , un acid slab ( pKa 4,21).

Acidul pur are un punct de topire de 122,4°C și un punct de fierbere de 249°C.

Sublimeaza usor ; distilat cu vapori de apă, deci este ineficientă creșterea concentrației soluțiilor apoase de acid benzoic prin evaporarea soluției.

Obținerea

Acidul benzoic poate fi obținut prin oxidarea toluenului cu agenți oxidanți puternici, cum ar fi permanganatul de potasiu , oxidul de crom (VI) , acidul azotic sau cromic , precum și prin decarboxilarea acidului ftalic .

La scară industrială, acidul benzoic este produs prin oxidarea toluenului cu oxigen peste un catalizator ( mangan sau naftenat de cobalt ).

Sinteză și purificare de laborator

Produsul chimic, acidul benzoic, este ieftin și ușor disponibil. Prin urmare, chimiștii profesioniști recurg rar la sinteza de laborator.

Sinteza demonstrativă este realizată în scopuri educaționale.

Purificarea acidului benzoic se realizează în mod convenabil prin recristalizare dintr-un solvent, de obicei apă. Alți solvenți potriviți pentru recristalizare sunt acidul acetic (soluție glaciară și apoasă), benzenul , acetona , eterul de petrol și un amestec de etanol și apă.

Hidroliza

Benzamida și benzonitrilul se hidrolizează în apă în prezența unui acid sau a unei baze la acid benzoic.

Reacția lui Cannizzaro

Benzaldehida în mediu bazic suferă o transformare prin reacția Cannizzaro . Rezultatul este acidul benzoic și alcoolul benzilic .

Reacția Grignard

Din bromobenzen prin reacția de carboxilare a bromurii de fenilmagneziu.

Oxidare

Toluenul sau alcoolul benzilic poate fi oxidat cu o soluție acidificată de permanganat de potasiu la acid benzoic:

Istoricul achizițiilor

Primul proces de producție a implicat hidroliza triclorurii de benzen prin 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 conținea o cantitate semnificativă de derivați de clor ai acidului benzoic, prin urmare nu a fost utilizat ca aditiv alimentar. În prezent, acidul benzoic sintetic este folosit în alimente.

Aplicație

Calorimetrie

Acidul benzoic este folosit ca substanță ca standard termic pentru calibrarea calorimetrelor în termeni de temperatură și capacitate termică , deoarece căldurile de cristalizare și topire sunt bine cunoscute și reproductibile.

Materii prime

Acidul benzoic este folosit pentru a obține mulți reactivi, cei mai semnificativi dintre ei:

• Clorura de benzoil , C6H5C ( O) CI , este obţinută prin tratarea acidului benzoic cu clorură de tionil , fosgen sau cloruri de fosfor PCl3 şi PCl5 . C6H5C ( O) Cl este o materie primă importantă pentru unii derivați ai acidului benzoic, cum ar fi benzoatul de benzii , utilizat ca aromă artificială și respingător de insecte .
• Plastifianți de tip benzoat , cum ar fi glicol, dietilen glicol și eteri de trietilen glicol, obținuți prin transesterificarea benzoatului de metil cu diolul corespunzător . Alternativ, aceste substanțe sunt obținute prin acțiunea clorurii de benzoil asupra diolului corespunzător. Acești plastifianți sunt utilizați cu esterii corespunzători ai acidului tereftalic .
• Fenol , C 6 H 5 OH, obținut prin decarboxilare oxidativă la 300–400 °C. Temperatura necesară poate fi scăzută la 200 °C prin adăugarea de cantități catalitice de săruri de cupru (II) . Fenolul poate fi apoi transformat în ciclohexanol , care servește ca materie primă în sinteza nailonului .

Conservant

Acidul benzoic și sărurile sale sunt utilizate în conservarea alimentelor (aditivi alimentari E210 , E211 , E212 , E213 ).

Acidul benzoic, enzimele de blocare , încetinește metabolismul în multe microorganisme unicelulare și ciuperci. Inhibă creșterea mucegaiului , a drojdiei și a unor bacterii .

Se adaugă produselor alimentare sub formă pură sau sub formă de săruri de sodiu, potasiu sau calciu.

Efectul dăunător asupra microflorei începe cu absorbția acidului benzoic de către peretele celular lipidic.

Deoarece numai acidul nedisociat poate pătrunde în peretele celular, acidul benzoic prezintă activitate antimicrobiană numai în alimentele acide.

Dacă pH -ul intracelular este 5 sau mai mic, fermentația anaerobă a glucozei prin fosfofructokinaza este redusă cu 95%. Eficacitatea acidului benzoic și a benzoaților depinde de aciditatea (pH) a alimentelor.

Alimentele acide, băuturile precum sucuri de fructe (conțin acid citric ), băuturile carbogazoase care conțin în soluție ( dioxid de carbon ), băuturile răcoritoare cu ( acid fosforic ), murăturile ( acid lactic ) și alte alimente acide sunt conservate cu acid benzoic și sărurile sale.

Concentrațiile acceptate și optime de acid benzoic în timpul conservării alimentelor sunt de 0,05-0,1%.

Medicina

Acidul benzoic este utilizat în medicină pentru bolile de piele, ca agent antiseptic extern (antimicrobian) și fungicid (antifungic), pentru tricofitoză și micoze , iar sarea sa de sodiu, benzoat de sodiu  , ca expectorant.

Alte utilizări

Esterii acidului benzoic (cu alcooli de la metil la amil) au un miros puternic si placut si sunt folositi in 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.

Acțiune biologică

Acidul benzoic se găsește sub formă liberă și ester la multe plante și animale. O cantitate semnificativă de acid benzoic se găsește în fructe de pădure (aproximativ 0,05%). Fructele coapte ale unor tipuri de vaccinium conțin o cantitate mare de acid benzoic liber. De exemplu, în afine  până la 0,20% în fructe de pădure coapte, iar în afine  - până la 0,063%. Acidul benzoic se formează în mere după infectarea cu ciuperca Nectria galligena. Printre animale, acidul benzoic se găsește în principal la speciile omnivore sau fitofage, de exemplu, în organele interne și mușchii potârnichii din tundra (Lagopus muta), precum și în secrețiile masculului de bou mosc sau de elefant asiatic .

Rășina benzoică conține până la 20% acid benzoic și 40% esteri benzoici.

Acidul benzoic este prezent ca parte a acidului hipuric (N-benzoilglicina) în urina mamiferelor , în special a ierbivorelor .

Inel de benzen

Substituția aromatică electrofilă are loc în poziția 3 datorită proprietăților de atragere de electroni ale grupării carboxil. A doua înlocuire este mai dificilă (partea dreaptă) din cauza dezactivării de către grupul nitro . În schimb, atunci când este introdus un substituent donator de electroni (de exemplu, alchil ), a doua substituție are loc mai ușor.

Grupa carboxil

Toate reacțiile caracteristice grupării carboxil sunt posibile cu acid benzoic:

• Esterii acidului benzoic sunt produși ai unei reacții catalizate de acid cu alcoolii.
• Amidele acidului benzoic sunt ușor disponibile folosind derivați activați (cum ar fi clorura de benzoil) pentru sinteza lor sau prin combinarea reactivilor utilizați în sinteza peptidelor, cum ar fi DCHA și DMAP .
• Anhidrida benzoică mai activă se formează prin deshidratare cu anhidridă acetică sau oxid de fosfor.
• Halogenurile acide foarte active sunt ușor de obținut prin acțiunea clorurii de fosfor (V) sau a clorurii de tionil
• Ortoesterii pot fi obținuți în condiții uscate prin reacția benzonitrilului într-un mediu acid cu alcooli.
• Reducerea la benzaldehidă sau alcool benzilic este posibilă folosind LiAlH 4 sau borohidrură de sodiu
• Decarboxilarea sării de argint poate fi efectuată prin încălzire, acidul benzoic poate fi decarboxilat prin încălzire cu alcaline uscate sau hidroxid de calciu .
• Acidul benzoic formează săruri

Securitate

Conform numeroaselor studii, acidul benzoic, sărurile și esterii săi sunt recunoscuți ca siguri pentru oameni în cazul unui nivel adecvat de consum [3] [4] [5] . Acidul benzoic este bine absorbit, prin coenzima A se leagă de aminoacidul glicina de acidul hipuric și este excretat sub această formă prin rinichi. O persoană excretă aproximativ 0,44 g/l de acid hipuric pe zi în urină și mai mult dacă intră în contact cu toluen sau acid benzoic. Pisicile au o toleranță mult mai mică la acidul benzoic decât șoarecii și șobolanii [6] . Doza letală pentru pisici este de 300 mg/kg greutate corporală. DL50 orală pentru șobolani 3040 mg/kg, pentru șoareci 1940-2260 mg/kg .

Programul Internațional de Siguranță Chimică , care studiază toxicitatea acidului benzoic și a sărurilor sale, nu a evidențiat niciun efect secundar la om la doze de 647-825 mg/kg greutate corporală pe zi [3] . Food and Drug Administration (FDA) consideră acidul benzoic ca fiind „ General Recognized as Safe ” (GRAS) în SUA ca un antimicrobian , aromatizant și aditiv alimentar în alimente cu un nivel maxim de utilizare de 0,1% [7] . De asemenea, poate fi folosit în siguranță în hrana animalelor ca conservant sau acidifiant [8] . În 1996, Comitetul mixt FAO/OMS de experți pentru aditivi alimentari (JECFA) a stabilit Doza zilnică tolerabilă (DZA) pentru acid benzoic la 5 mg/kg greutate corporală [5] . În 2021, în urma unei reevaluări a siguranței, JECFA a modificat această cantitate prin creșterea DZA la 20 mg/kg greutate corporală [5] . Acidul benzoic (E210) este enumerat în Regulamentul Comisiei (CE) nr. 231/2012 ca aditiv alimentar permis și este clasificat în categoria „Aditivi, alții decât coloranții și îndulcitorii ” [9] . În 2016, Autoritatea Europeană pentru Siguranța Alimentară (EFSA), efectuând reevaluarea siguranței, a stabilit o DZA pentru E210 la 5 mg/kg greutate corporală [4] .

Acidul benzoic poate provoca reacții alergice : simptome de iritație, cum ar fi erupție cutanată , roșeață sau senzație de arsură la contactul cu ochii și pe piele și atunci când este inhalat [10] . Spre deosebire de benzoatul de sodiu ( E211 ) și benzoatul de potasiu ( E212 ), acidul benzoic nu este listat de FDA ca substanță care poate fi transformată în benzen în anumite circumstanțe [11] . De asemenea, acidul benzoic nu este suspectat de comportament hiperactiv la copii, spre deosebire de E211 [12] .

Derivate

• Acid 2,3-dihidroxibenzoic (acid pirocatechinic)
• Acid 2,4-dihidroxibenzoic (acid beta-rezorcilic)
• Acid 2,5-dihidroxibenzoic (acid gentisic)
• Acid 2,6-dihidroxibenzoic (acid gamma-rezoricilic)
• Acid 3,4-dihidroxibenzoic (acid protocatechinic)
• Acid 3,5-dihidroxibenzoic (acid alfa-rezoricilic)
• acid 3-nitrobenzoic
• acid 3,5-dinitrobenzoic
• Acizii toluici

Săruri

Sărurile acidului benzoic se numesc benzoați, de exemplu:

• benzoat de amoniu
• benzoat de litiu
• benzoat de sodiu
• benzoat de magneziu
• benzoat de mangan
• Benzoat de cupru (II).
• Benzoat de mercur (II).
• Benzoat de plumb(II).
• Benzoat de argint

Note

• Enciclopedie chimică / Ed.: Knunyants I.L. şi altele.- M . : Enciclopedia sovietică, 1988. - T. 1 (Abl-Dar). — 623 p.

• Acid benzoic // Dicționar enciclopedic al lui Brockhaus și Efron  : în 86 de volume (82 de volume și 4 suplimentare). - Sankt Petersburg. , 1890-1907.

Link -uri

• Elena Shatalova. „Habitat”. „Produse ale tinereții eterne” (link inaccesibil) . — Programul Channel One. Consultat la 22 noiembrie 2011. Arhivat din original pe 21 noiembrie 2011. (nedefinit) 
• https://web.archive.org/web/20130423163348/http://www.nordspb.ru/benzoesaure

Note

1. ↑ 1 2 CRC Handbook of Chemistry and Physics  (engleză) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 16-18. — ISBN 978-1-4987-5428-6
2. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics  (engleză) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 3-40. — ISBN 978-1-4987-5428-6
3. ↑ 1 2 Raport final privind evaluarea siguranței alcoolului benzilic, acidului benzoic și benzoatului de sodiu  //  International Journal of Toxicology. - 2001-01. — Vol. 20 , iss. 3_suppl . — P. 23–50 . - ISSN 1092-874X 1091-5818, 1092-874X . - doi : 10.1080/10915810152630729 . Arhivat din original pe 23 decembrie 2021.
4. ↑ 1 2 Grupul EFSA privind aditivii alimentari și sursele de nutrienți (ANS). Aviz științific privind reevaluarea acidului benzoic (E 210), benzoatului de sodiu (E 211), benzoatului de potasiu (E 212) și benzoatului de calciu (E 213) ca aditivi alimentari  // Jurnalul EFSA. — 2016-03. - T. 14 , nr. 3 . - doi : 10.2903/j.efsa.2016.4433 .
5. ↑ 1 2 3 Organizația Mondială a Sănătății. Al 92-lea JECFA - Evaluare chimică și tehnică (CTA), 2021  (engleză)  // Organizația Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură. — 2021.
6. ↑ P. Bedford, E. Clarke. Otrăvirea experimentală cu acid benzoic la pisică  (engleză)  // Fișă veterinară. - 15-01-1972. — Vol. 90 , iss. 3 . — P. 53–58 . — ISSN 2042-7670 0042-4900, 2042-7670 . - doi : 10.1136/vr.90.3.53 .
7. ↑ CFR - Codul Regulamentelor Federale Titlul 21 . FDA . Preluat: 15 octombrie 2022. (nedefinit)
8. ↑ CFR - Codul Regulamentelor Federale Titlul 21 . FDA . Preluat: 15 octombrie 2022. (nedefinit)
9. ↑ Regulamentul (UE) nr. 1129/2011 al Comisiei din 11 noiembrie 2011 de modificare a anexei II la Regulamentul (CE) nr. 1333/2008 al Parlamentului European și al Consiliului prin stabilirea unei liste a Uniunii de  aditivi alimentari .
10. ↑ Departamentul de Sănătate din New Jersey. Acid benzoic (2009). (nedefinit)
11. ↑ Centrul pentru Siguranța Alimentelor și Nutriție Aplicată. Întrebări și răspunsuri privind apariția benzenului în băuturi răcoritoare și alte băuturi   // FDA . — 25.02.2022.
12. ↑ Colorantul alimentar s-a confirmat rău pentru copii - Agenția pentru standarde alimentare refuză să acționeze . www.i-sis.org.uk . Preluat la 25 decembrie 2021. Arhivat din original la 25 decembrie 2021. (nedefinit)

Dicționare și enciclopedii	mare danez mare chinezesc Mare norvegian Rusă mare Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	GND : 4144531-4 J9U : 987007566441405171 LCCN : sh2003009190