苯甲酸
苯甲酸 | |||
---|---|---|---|
| |||
![]() | |||
IUPAC名 Benzoic acid | |||
系統名 Benzenecarboxylic acid | |||
別名 | 羧基苯、E210、苯酸、安息香酸、苯蟻酸 | ||
識別 | |||
CAS號 | 65-85-0 ![]() | ||
PubChem | 243 | ||
ChemSpider | 238 | ||
SMILES |
| ||
InChI |
| ||
InChIKey | WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYAD | ||
Beilstein | 636131 | ||
Gmelin | 2946 | ||
3DMet | B00053 | ||
ChEBI | 30746 | ||
RTECS | DG0875000 | ||
DrugBank | DB03793 | ||
KEGG | C00180 | ||
MeSH | Acid benzoic Acid | ||
性質 | |||
化學式 | C6H5COOH | ||
摩爾質量 | 122.12 g·mol⁻¹ | ||
外觀 | 無色透明固體 | ||
密度 | (固) 1.32 g/cm3 | ||
熔點 | 122.4 ℃ (395 K) | ||
沸點 | 249 ℃ (522 K) | ||
溶解性(水) | 1.70 g/L (0 °C) 1.80 g/L (4 °C) 2.10 g/L (10 °C) 2.90 g/L (20 °C) 3.44 g/L (25 °C) 4.20 g/L (30 °C) 6.00 g/L (40 °C) 9.50 g/L (50 °C) 12.0 g/L (60 °C) 17.7 g/L (70 °C) 27.7 g/L (80 °C) 45.5 g/L (90 °C) 68.0 g/L (95 °C)[1][2][3] | ||
溶解性(甲醇,乙醚) | 可溶 | ||
pKa | 4.21 | ||
危險性 | |||
警示術語 | R:R22-R36 | ||
安全術語 | S:S24 | ||
MSDS | ScienceLab.com | ||
主要危害 | 刺激性 | ||
NFPA 704 | |||
閃點 | 121 ℃ (394 K) | ||
相關物質 | |||
相關羧酸 | 苯乙酸、馬尿酸、水楊酸 | ||
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
苯甲酸(英語:Benzoic acid),又稱安息香酸、苄酸,結構簡式為C6H5COOH,是苯環上的一個氫被羧基(-COOH)取代形成的化合物。苯甲酸一般常作為藥物或防腐劑使用,有抑制真菌、細菌、黴菌生長的作用,藥用時通常與水楊酸合劑塗在皮膚上,用以治療癬類的皮膚疾病。[4]可用於合成纖維、樹脂、塗料、橡膠、煙草工業。
歷史
苯甲酸於16世紀被發現。1556年,法國預言家諾斯特拉達姆士(Nostradamus)最早描述安息香膠的乾餾作用;後由Alexius Pedemontanus和布萊斯·德·維吉尼亞分別於1560年和1596年發現。在1875年,Salkowski發現苯甲酸的抗真菌藥力,於是苯甲酸用於長期保存雲莓。
生產
工業製備
目前工業上苯甲酸主要是通過甲苯的液相,空氣氧化製取的。過程是以環烷酸鈷為催化劑,在反應溫度為140-160℃和操作壓力0.2-0.3MPa下反應生成苯甲酸。反應後蒸去甲苯,並減壓蒸餾、再結晶,即得產品。該工藝利用廉價原料,收率高,因此是工業上主要使用的方法。
美國生產量預計為每一年126000噸,其中大部分是用於國內消費,以製備其他工業用化學品。
歷史上的製備法
首個涉及水中三氯甲苯與氫氧化鈣反應的工業程序,使用鐵或三氯化鐵為催化劑。生成苯甲酸鈣與鹽酸反應即可轉化為苯甲酸。該產品含有大量的氯苯甲酸衍生物。為此,供人使用的苯甲酸要由乾餾安息香膠取得;即使發現其他的合成方法後,仍然禁止使用除乾餾安息香膠製備法外的苯甲酸其他製法。烷基取代苯衍生給出苯甲酸。
苯甲酸也可以由乾餾或用鹼水水解安息香膠,苯甲醛發生坎尼扎羅反應歧化,或馬尿酸水解而得。
實驗室製備
苯甲酸便宜又容易獲得,利用苯甲酸在熱水溶解度高在冷水中的溶解度低,所以可以從水中通過結晶純化。 [5]
以苯甲醛合成
苯甲醛經坎尼扎羅反應得到苯甲酸與苯甲醇,苯甲醇可通過蒸餾除去[來源請求]。
以溴苯合成
溴苯加入格氏試劑,再先後與二氧化碳,並加入質子來源反應形成苯甲酸[6] [7][8]
- C6H5Br + Mg(in dry ether) → C6H5MgBr
- C6H5MgBr + CO2 → C6H5CO2MgBr
- C6H5CO2MgBr + HCl → C6H5CO2H + MgBrCl
以氯化苄合成
氯化苄經由鹼性的過氧化錳反應氧化形成苯甲酸:
- C6H5CH2Cl + 2 KOH + 2 [O] → C6H5COOH + KCl + H2O
反應
苯甲酸發生在芳環或羧基處的反應:
芳香環反應
benzoic acid aromatic ring reactions[9]
羧基是個間位定位基,因此苯環反應後,新的基團會進入羧基的間位。
羧基反應
應用
苯甲酸及其鈉鹽苯甲酸鈉是很常用的食品防腐劑[10],在酸性條件下防腐性能最強。此外苯甲酸也用作農藥、染料、醫藥、香料、媒染劑和增塑劑的生產原料,聚酰胺樹脂和醇酸樹脂的改性劑及鋼鐵設備的防鏽劑等。
毒性
對微生物有強烈的毒性,但其鈉鹽的毒性則很低。每公斤體重每日口服5毫克以下,對人體並無毒害。[11]在人體和動物組織中可與蛋白質成分的甘氨酸結合而解毒,形成馬尿酸隨尿排出。苯甲酸的微晶或粉塵對皮膚、眼、鼻、咽喉等有刺激作用。即使其鈉鹽,如果大量服用,也會對胃有損害。操作人員應穿戴防護用具。需貯存於乾燥通風處,防潮、防熱,遠離火源。
參見
參考文獻
- ^ 存档副本. [2014-09-25]. (原始內容存檔於2014-05-23).
- ^ Seidell, Atherton; Linke, William F. [Google Books Solubilities of Inorganic and Organic Compounds] 請檢查
|url=
值 (幫助). Van Nostrand. 1952 [2014-05-29]. (原始內容存檔於2016-03-10). - ^ Alfred D. Bacher. Recrystallization.html. University of Calfornia Department of Chemistry and Biochemistry. [2016-04-08]. (原始內容存檔於2020-07-15).
- ^ 存档副本. [2021-04-22]. (原始內容存檔於2021-04-22).
- ^ D. D. Perrin; W. L. F. Armarego. Purification of Laboratory Chemicals 3rd. Pergamon Press. 1988: 94. ISBN 0-08-034715-0.
- ^ Donald L. Pavia. Introduction to Organic Laboratory Techniques: A Small Scale Approach. Thomson Brooks/Cole. 2004: 312–314. ISBN 0-534-40833-8.
- ^ Shirley, D. A. The Synthesis of Ketones from Acid Halides and Organometallic Compounds of Magnesium, Zinc, and Cadmium. Org. React. 1954, 8: 28–58.
- ^ Huryn, D. M. Carbanions of Alkali and Alkaline Earth Cations: (ii) Selectivity of Carbonyl Addition Reactions. Trost, B. M.; Fleming, I. (編). Comprehensive Organic Synthesis, Volume 1: Additions to C—X π-Bonds, Part 1. Elsevier Science. 1991: 49–75. ISBN 978-0-08-052349-1.
- ^ Brewster, R. Q.; Williams, B.; Phillips, R. (1955). "3,5-Dinitrobenzoic Acid". Org. Synth.; Coll. Vol. 3: 337.
- ^ 用於食品防腐時,用量不可超過 0.1ppm,過量時會造成肝腎衰竭。
- ^ Concise International Chemical Assessment Document 26: BENZOIC ACID AND SODIUM BENZOATE. [2013-09-30]. (原始內容存檔於2020-11-14).
|
|
|