-
苯甲酸
苯甲酸又稱安息香酸,分子式為C6H5COOH,,是苯環(huán)上的一個(gè)氫被羧基(-COOH)取代形成的化合物。常溫為具有苯或甲醛的氣味的鱗片狀或針狀結(jié)晶。它的蒸氣有很強(qiáng)的刺激性,吸入后易引起咳嗽。微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。
苯甲酸是弱酸,比脂肪酸強(qiáng)。它們的化學(xué)性質(zhì)相似,都能形成鹽、酯、酰鹵、酰胺、酸酐等,都不易被氧化。苯甲酸的苯環(huán)上可發(fā)生親電取代反應(yīng),主要得到間位取代產(chǎn)物。
苯甲酸以游離酸、酯或其衍生物的形式廣泛存在于自然界中。苯甲酸一般常作為藥物或防腐劑使用,有抑制真菌、細(xì)菌、霉菌生長的作用,藥用時(shí)通常涂在皮膚上,用以治療癬類的皮膚疾病。用于合成纖維、樹脂、涂料、橡膠、煙草工業(yè)。最初苯甲酸是由安息香膠干餾或堿水水解制得,也可由馬尿酸水解制得。工業(yè)上苯甲酸是在鈷、錳等催化劑存在下用空氣氧化甲苯制得;或由鄰苯二甲酸酐水解脫羧制得。苯甲酸及其鈉鹽可用作乳膠、牙膏、果醬或其他食品的抑菌劑,也可作染色和印色的媒染劑。
- 中文名
- 苯甲酸
- 英文名
- Benzoic Acid、Carboxybenzene
- 別 稱
- 安息香酸、苯酸、苯蟻酸、芐酸、息香酸
- 化學(xué)式
- C6H5COOH
- 分子量
- 122.1214
- CAS登錄號(hào)
- 65-85-0
- EINECS登錄號(hào)
- 200-618-2
- 熔 點(diǎn)
- 122.13℃
- 沸 點(diǎn)
- 249℃
- 水溶性
- 微溶于水,溶于乙醇,乙醚等
- 密 度
- 1.2659(15/4℃)
- 外 觀
- 鱗片狀或針狀結(jié)晶
- 閃 點(diǎn)
- 121℃~123℃(閉杯)250 °F
- 應(yīng) 用
- 苯甲酸水楊酸軟膏、防腐劑、定香劑等
- 安全性描述
- S26-S45-S37/39-S24-S22-S36/37-S24/25-S23-S53
- 危險(xiǎn)性符號(hào)
- Xn
- 危險(xiǎn)性描述
- 遇高熱、明火或與氧化劑接觸,有引起燃燒的危險(xiǎn)。
- 危險(xiǎn)品運(yùn)輸編號(hào)
- UN 3077 9/PG 3
- RTECS號(hào)
- DG0875000
研究簡(jiǎn)史
苯甲酸于16世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)。
1556年,Nostradamus最早描述安息香膠的干餾作用;后由Alexius Pedemontanus和布萊斯德破譯分別于1560年和1596年發(fā)現(xiàn)。
1875年,Salkowski發(fā)現(xiàn)苯甲酸的抗真菌藥力,于是苯甲酸用于長期保存云莓。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
形態(tài):固體
|
顏色:白色、米黃色、橙色
|
氣味:苯或甲醛的臭味
|
熔點(diǎn):121-125°C(lit.)
|
沸點(diǎn):249°C(lit.)
|
密度:1.08
|
蒸氣密度:4.21 (vs air)
|
蒸氣壓:10 mm Hg ( 132 °C)
|
折射率:1.504
|
閃點(diǎn):250°F
|
酸度系數(shù)(pKa):4.19(at 25℃)
|
PH值:2.5-3.5 (H2O, 20℃)(saturated solution)
|
水溶解性:0.21g(17.5℃)、0.35g(25℃)、2.2g(75℃)、2.7g(80℃)、5.9g(100℃)
|
物質(zhì)結(jié)構(gòu)
羧基直接與苯環(huán)碳原子相連接的最簡(jiǎn)單的芳香酸。化學(xué)式C6H5COOH。又稱安息香酸。InChI編碼:InChI=1/C7H6O2/c8-7⑼6-4-2-1-3-5-6/h1-5H,(H,8,9)
化學(xué)性質(zhì)
苯甲酸是簡(jiǎn)單的芳香族羧酸,具有芳香性,也具有羧酸的性質(zhì),因此可發(fā)生兩大類化學(xué)反應(yīng),一是苯環(huán)上的取代反應(yīng),二是羧基的反應(yīng)。
酸性
苯甲酸在水中電離常數(shù)Ka= 6.4×10-5(25℃),苯甲酸的酸性稍強(qiáng)于環(huán)己烷甲酸,這是由于苯環(huán)上的sp2雜化碳原子電負(fù)性較大,給電子作用較弱。
羧酸衍生物的生成
苯甲酸可以與對(duì)應(yīng)試劑反應(yīng),生成酯、酰鹵、酰胺、酸酐等羧酸衍生物。
苯甲酸可以與格林試劑、甲基鋰等金屬有機(jī)化合物發(fā)生反應(yīng),生成對(duì)應(yīng)的金屬有機(jī)化合物。其中,苯甲酸與甲基鋰反應(yīng)是制備酮的一般方法。
還原反應(yīng)
苯甲酸可以催化還原得到苯甲醇,常用的催化劑有ZrO2、CeO2、ZnO、Mo的氧化物。
親電取代反應(yīng)
苯甲酸的苯環(huán)上可發(fā)生芳基親電取代反應(yīng),反應(yīng)主要得到間位取代產(chǎn)物。
親核取代反應(yīng)
苯甲酸還可以發(fā)生芳基親電取代反應(yīng),反應(yīng)主要得到鄰對(duì)位取代產(chǎn)物。
分布情況
以游離酸、酯或其衍生物的形式廣泛存在于自然界中,例如,在安息香膠內(nèi)以游離酸和芐酯的形式存在;在一些植物的葉和莖皮中以游離的形式存在;在香精油中以甲酯或芐酯的形式存在;在馬尿中以其衍生物馬尿酸的形式存在。
制備方法
最初苯甲酸是由安息香膠干餾或堿水水解制得,也可由馬尿酸水解制得。工業(yè)上苯甲酸是在鈷、錳等催化劑存在下用空氣氧化甲苯制得;或由鄰苯二甲酸酐水解脫羧制得。
實(shí)驗(yàn)室制備
原理:甲苯的甲基被酸性高錳酸鉀溶液氧化成羧酸,生成苯甲酸,鉀鹽(K2SO4)、錳鹽(MnSO4)和水。
方程式如下:

實(shí)際上在PH=7時(shí),甲苯+高錳酸鉀→苯甲酸鉀+氫氧化鉀+二氧化錳+水
藥品與用量:甲苯1.5g(1.7ml,0.016mol)、高錳酸鉀5g(0.032mol)、十六烷基三甲基溴化銨0.1g。
操作流程:用100ml的圓底燒瓶。安裝回流裝置。向反應(yīng)瓶中分別加入5g高錳酸鉀,0.1g十六烷基三甲基溴化銨,1.7ml甲苯及50ml水,攪拌加熱沸騰(劇烈攪拌,猛烈沸騰),保持反應(yīng)物溶液平穩(wěn)沸騰。
當(dāng)大量棕色沉淀生成,高錳酸鉀的紫色變淺或消失,甲苯層消失時(shí),反應(yīng)基本結(jié)束。過濾出二氧化錳沉淀,濾液用濃鹽酸酸化,析出苯甲酸的沉淀,抽濾得粗產(chǎn)品。
粗產(chǎn)品用水重結(jié)晶。在沸水浴上干燥,稱量,測(cè)其熔點(diǎn)。
工業(yè)制備
工業(yè)上常用甲苯、鄰二甲苯或萘為原料制備苯甲酸,上述原料可從煤焦油或石油中獲得。此外,由甲苯生產(chǎn)苯甲醛時(shí)可副產(chǎn)苯甲酸 。.苯甲酸的工業(yè)生產(chǎn)方法有甲苯氯化法、鄰苯二甲酸脫、羧法甲苯液相空氣氧化法、次芐基三氯水解法及苯酐脫羧法。用鄰苯二甲酸酐脫羧法所得最終產(chǎn)品不易精制,而且生產(chǎn)成本高,只在批量不大的醫(yī)藥等產(chǎn)品的制造過程中采用。甲苯氯化法的產(chǎn)品不適于應(yīng)用于食品。苯甲酸有工業(yè)用、食品用、醫(yī)藥用等不同規(guī)格。食品級(jí)應(yīng)符合GB1901-80,含量在99.5%以上,熔點(diǎn)121-123℃,并對(duì)易氧化物、易碳化物、含氯化合物、灼燒殘?jiān)⒅亟饘佟⑸楹康荣|(zhì)量指標(biāo)作了規(guī)定。
目前國內(nèi)外普遍采用的工業(yè)生產(chǎn)方法為以甲苯為原料的液相催化空氣氧化法。將溶有催化劑(奈酸鈷、環(huán)烷酸鈷或醋酸鈷)的甲苯和空氣分別連續(xù)泵入氧化塔(或釜)中,再140-165℃和0.3-0.4MPa的壓力下氧化生成苯甲酸,經(jīng)蒸去未反應(yīng)的甲苯得粗苯甲酸,再經(jīng)減壓蒸餾,重結(jié)晶得成品。
塔頂尾氣用冷凝和活性炭吸附的方法回收甲苯后放空;塔釜反應(yīng)液經(jīng)常壓初餾回收未反應(yīng)的甲苯、苯甲醇和苯甲醛等輕組分后,再減壓蒸餾得苯甲酸;回收的甲苯等返回氧化塔,甲苯的單程轉(zhuǎn)化率可控制在35%以上。國內(nèi)每噸苯甲酸的消耗為甲苯1025-1500kg,環(huán)烷酸鈷約4kg;國外甲苯消耗為每噸820kg。
應(yīng)用領(lǐng)域
主要用于抗真菌及消毒防腐,用于醫(yī)藥、染料載體、增塑劑、香料和食品防腐劑等的生產(chǎn),也用于醇酸樹脂涂料的性能改進(jìn),也作為鋼鐵設(shè)備的防銹劑、農(nóng)業(yè)化學(xué)品。
醫(yī)藥用途
苯甲酸可以制作苯甲酸水楊酸軟膏,苯甲酸水楊酸軟膏是以苯甲酸、水楊酸為主要原料,加入羊毛脂、黃凡士林制成的藥劑。其中,苯甲酸與水楊酸聯(lián)合,可以治療成人皮膚真菌病,淺部真菌感染如體癬、手癬及足癬等疾病。
防腐劑
苯甲酸可以用作食品、飼料、乳膠、牙膏的防腐劑。在酸性條件下,對(duì)霉菌、酵母和細(xì)菌均有抑制作用,但對(duì)產(chǎn)酸菌作用較弱。苯甲酸分子態(tài)的抑菌活性較離子態(tài)高,故PH小于4時(shí),抑菌活性高,抑菌的最適pH值為2.5~4.0,一般以低于pH值4.5~5.0為宜。由于苯甲酸對(duì)水的溶解度低,故實(shí)際多是加適量的碳酸鈉或碳酸氫鈉,用90℃以上熱水溶解,使其轉(zhuǎn)化成苯甲酸鈉鈉后才添加到食品中。若必須使用苯甲酸,可先用適量乙醇溶解后再應(yīng)用。由于苯甲酸對(duì)水的溶解度比苯甲酸鈉低,因此在酸性食品中使用苯甲酸鈉時(shí),要注意防止由于苯甲酸鈉轉(zhuǎn)變成苯甲酸而造成沉淀和降低其使用效果。苯甲酸在醬油、清涼飲料中可與對(duì)-羥基苯甲酸酯類一起使用而增效。
定香劑
苯甲酸可以用作果汁飲料的定香劑。可作為膏香用入薰香香精。還可用于巧克力、檸檬、橘子、子漿果、堅(jiān)果、蜜餞型等食用香精中。煙用香精中亦常用之。因苯甲酸的溶解度小,使用時(shí)須經(jīng)充分?jǐn)嚢瑁蛉苡谏倭繜崴蛞掖肌T谇鍥鲲嬃嫌玫臐饪s果汁中使用時(shí),因苯甲酸易隨水蒸氣揮發(fā),故常用其鈉鹽。
化工中間體
苯甲酸可以作為生產(chǎn)苯甲酸酯和苯二甲酸酯的中間體,苯甲酸酯和苯二甲酸酯是重要的增塑劑。苯甲酸經(jīng)溴化反應(yīng)可以制得溴苯甲酸,間-溴苯甲酸可以作為電照像材料的粘合劑。 也可以用作制藥和染料的中間體,用于制取增塑劑和香料等。
潤滑劑
苯甲酸鈉可以作為金屬加工、藥品生產(chǎn)中的潤滑劑。
涂料助劑
將苯甲酸引入醇酸樹脂之后可使漆膜快干,但又不似苯乙烯那樣不耐溶劑。改性后的醇酸樹脂制成的漆膜的光澤、硬度和耐水性等都有所提高。也可作染色和印色的媒染劑。
日用
苯甲酸分別與二甘醇、三甘醇、二丙二醇反應(yīng)分別生成重要的常見的樹脂增塑劑二甘醇二苯甲酸酯(DEDB)、三甘醇二苯甲酸酯(TEDB)和二丙二醇二苯甲酸酯(DPGDB),廣泛用于樹脂、涂料和粘合劑的生產(chǎn)。
檢測(cè)方法
方法名稱:苯甲酸原料藥—苯甲酸的測(cè)定—中和滴定法
應(yīng)用范圍:該方法采用滴定法測(cè)定苯甲酸原料藥中苯甲酸的含量。
該方法適用于苯甲酸原料藥。
方法原理:供試品加中性稀乙醇(對(duì)酚酞指示液顯中性)溶解后,加酚酞指示液,用氫氧化鈉滴定液滴定,并將滴定的結(jié)果用空白試驗(yàn)校正,根據(jù)滴定液使用量,計(jì)算苯甲酸的含量。
試劑:
1. 中性稀乙醇(對(duì)酚酞指示液顯中性)
⒉ 氫氧化鈉滴定液(0.1mol/L)
⒊ 酚酞指示液
⒋ 基準(zhǔn)鄰苯二甲酸氫鉀
儀器設(shè)備:
試樣制備:
1. 氫氧化鈉滴定液(0.1mol/L)
配制:取氫氧化鈉適量,加水振搖使溶解成飽和溶液,冷卻后,置聚乙烯塑料瓶中,靜置數(shù)日,澄清后備用。取澄清的氫氧化鈉飽和溶液5.6mL,加新沸過的冷水使成1000mL,搖勻。
標(biāo)定:取在105℃干燥至恒重的基準(zhǔn)鄰苯二甲酸氫鉀約0.6g,精密稱定,加新沸過的冷水50mL,振搖,使其盡量溶解,加酚酞指示液2滴,用本液滴定,在接近終點(diǎn)時(shí),應(yīng)使鄰苯二甲酸氫鉀完全溶解,滴定至溶液顯粉紅色。每1mL氫氧化鈉滴定液(0.1mol/L)相當(dāng)于20.42mg的鄰苯二甲酸氫鉀。根據(jù)本液的消耗量與鄰苯二甲酸氫鉀的取用量,算出本液的濃度。
貯藏:置聚乙烯塑料瓶中,密封保存;塞中有2孔,孔內(nèi)各插入玻璃管1支,1管與鈉石灰管相連,1管供吸出本液使用。
⒉ 酚酞指示液
取酚酞1g,加乙醇100mL使溶解。
操作步驟:精密稱取供試品約0.25g,加中性稀乙醇(對(duì)酚酞指示液顯中性)25mL溶解后,加酚酞指示液3滴,用氫氧化鈉滴定液(0.1mol/L)滴定。每1mL氫氧化鈉滴定液(0.1mol/L)相當(dāng)于12.21mg的C7H6O2。
注:“精密稱取”系指稱取重量應(yīng)準(zhǔn)確至所稱取重量的千分之一。“精密量取”系指量取體積的準(zhǔn)確度應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)該體積移液管的精度要求。
相關(guān)法規(guī)
《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB2760-2014)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn) :
食品分類號(hào) | 食品名稱 | 最大使用量(g/kg) | 備注 |
---|---|---|---|
03.03 | 風(fēng)味冰、冰棍類 | 1.0 | 以苯甲酸計(jì) |
04.01.02.05 | 果醬(罐頭除外) | 1.0 | 罐頭除外。以苯甲酸計(jì) |
04.01.02.08 | 蜜餞涼果 | 0.5 | 以苯甲酸計(jì) |
04.02.02.03 | 腌漬的蔬菜 | 1.0 | 以苯甲酸計(jì) |
05.02.01 | 膠基糖果 | 1.5 | 以苯甲酸計(jì) |
05.02.02 | 除膠基糖果以外的其他糖果 | 0.8 | 以苯甲酸計(jì) |
11.05 | 調(diào)味糖漿 | 1.0 | 以苯甲酸計(jì) |
12.03 | 醋 | 1.0 | 以苯甲酸計(jì) |
12.04 | 醬油 | 1.0 | 以苯甲酸計(jì) |
12.05 | 醬及醬制品 | 1.0 | 以苯甲酸計(jì) |
12.10 | 復(fù)合調(diào)味料 | 0.6 | 以苯甲酸計(jì) |
12.10.02 | 半固體復(fù)合調(diào)味料 | 1.0 | 以苯甲酸計(jì) |
12.10.03 | 液體復(fù)合調(diào)味料(不包括12.03,12.04) | 1.0 | 以苯甲酸計(jì) |
14.02.02 | 濃縮果蔬汁(漿)(僅限食品工業(yè)用) | 2.0 | 僅限食品工業(yè)用。以苯甲酸計(jì),固體飲料按稀釋倍數(shù)增加使用量 |
14.02.03 | 果蔬汁(漿)類飲料 | 1.0 | 以苯甲酸計(jì),固體飲料按稀釋倍數(shù)增加使用量 |
14.03 | 蛋白飲料 | 1.0 | 以苯甲酸計(jì),固體飲料按稀釋倍數(shù)增加使用量 |
14.04 | 碳酸飲料 | 0.2 | 以苯甲酸計(jì),固體飲料按稀釋倍數(shù)增加使用量 |
14.05 | 茶、咖啡、植物(類)飲料 | 1.0 | 以苯甲酸計(jì),固體飲料按稀釋倍數(shù)增加使用量 |
14.07 | 特殊用途飲料 | 0.2 | 以苯甲酸計(jì),固體飲料按稀釋倍數(shù)增加使用量 |
14.08 | 風(fēng)味飲料 | 1.0 | 以苯甲酸計(jì),固體飲料按稀釋倍數(shù)增加使用量 |
15.02 | 配制酒 | 0.4 | 以苯甲酸計(jì) |
15.03.03 | 果酒 | 0.8 | 以苯甲酸計(jì) |
安全措施
泄漏應(yīng)急處理
隔離泄漏污染區(qū),周圍設(shè)警告標(biāo)志,切斷火源。應(yīng)急處理人員戴好防毒面具,穿一般消防防護(hù)服。用清潔的鏟子收集于干燥潔凈有蓋的容器中,運(yùn)至廢處理場(chǎng)所。如大量泄漏,收集回收或無害處理后廢棄。
防護(hù)措施
呼吸系統(tǒng)防護(hù):空氣中濃度超標(biāo)時(shí),戴面具式呼吸器。緊急事態(tài)搶救或撤離時(shí),建議佩戴自給式呼吸器。
眼睛防護(hù):戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡。
防護(hù)服:穿防酸堿工作服。
手防護(hù):戴防化學(xué)品手套。
其它:工作后,淋浴更衣。注意個(gè)人清潔衛(wèi)生。定期體檢。
急救措施
皮膚接觸:脫去污染的衣著,用大量流動(dòng)清水徹底沖洗。
眼睛接觸:立即翻開上下眼瞼,用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗。就醫(yī)。
吸入:迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。呼吸困難時(shí)給輸氧。呼吸停止時(shí),立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。
食入:誤服者漱口,飲牛奶或蛋清,就醫(yī)。
滅火方法:霧狀水、泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。
注意事項(xiàng)
外用該品局部可能有輕度刺激。油膏劑不宜貯存于溫度過高處。
環(huán)境危害:對(duì)環(huán)境有危害,對(duì)水體和大氣可造成污染。
燃爆危險(xiǎn):該品可燃,具刺激性。
危險(xiǎn)特性:遇明火、高熱可燃。
毒理資料
對(duì)微生物有強(qiáng)烈的毒性,但其鈉鹽的毒性則很低。對(duì)大鼠經(jīng)口LD50:1700mg/kg。每日口服0.5g以下,對(duì)體并無毒害,甚至用量不超過4g對(duì)健康也無損害。在人體和動(dòng)物組織中可與蛋白質(zhì)成分的甘氨酸結(jié)合而解毒,形成馬尿酸
吸收
口服攝入苯甲酸和苯甲酸鈉后,胃腸道的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物或人類,可以假定100%吸收。在人類中,達(dá)到血漿濃度峰值在1 - 2小時(shí)。
毒性表現(xiàn)
皮膚危害:發(fā)紅,燃燒的感覺,瘙癢。
吸入危害:咳嗽,喉嚨痛。
眼睛危害:發(fā)紅,疼痛。
誤吞危險(xiǎn):腹痛,惡心,嘔吐。
健康危害
侵入途徑:吸入、食入。
健康危害:對(duì)皮膚有輕度刺激性。蒸氣對(duì)上呼吸道、眼和皮膚產(chǎn)生刺激。該品在一般情況下接觸無明顯的危害性。
急性毒性
502530mg/kg(大鼠經(jīng)口);2370mg/kg(小鼠經(jīng)口);500mg/kg(人經(jīng)口);人經(jīng)口6mg/kg最低中毒量,可有皮膚損害。
危險(xiǎn)特性:遇高熱、明火或與氧化劑接觸,有引起燃燒的危險(xiǎn)。 免責(zé)聲明:本資料來源于網(wǎng)絡(luò),如果侵犯了你的版權(quán)或其他權(quán)利,請(qǐng)通知我及時(shí)刪除。