Benzoesyre

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 11. august 2021; checks kræver 9 redigeringer .

Benzoesyre
Generel
Systematisk navn	Benzoesyre
Traditionelle navne	Benzoesyre
Chem. formel	C6H5COOH _ _ _ _
Rotte. formel	C7H6O2 _ _ _ _ _
Fysiske egenskaber
Stat	Solid
Molar masse	122,12 g/ mol
Massefylde	1,32 g/cm³
Termiske egenskaber
Temperatur
•  smeltning	122,4°C
•  kogning	249,2°C
• nedbrydning	370°C
•  blinker	121°C [1]
•  spontan antændelse	570 °C [1]
Specifik fordampningsvarme	527 J/kg
Specifik fusionsvarme	18 J/kg
Kemiske egenskaber
Syredissociationskonstant	4,20
Opløselighed
• i vand	0,29 g/100 ml
Optiske egenskaber
Brydningsindeks	1.504 [2]
Struktur
Dipol moment	1,72  D
Klassifikation
Reg. CAS nummer	65-85-0
PubChem	243
Reg. EINECS nummer	200-618-2
SMIL	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)WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N
Codex Alimentarius	E210
RTECS	DG0875000
CHEBI	30746
ChemSpider	238
Sikkerhed
Toksicitet	LD50 500 mg kg−1
GHS piktogrammer
NFPA 704	en 2 0
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet.
Mediefiler på Wikimedia Commons

Benzoesyre ( kemisk formel - C 7 H 6 O 2 eller C 6 H 5 COOH ) er en svag kemisk organisk syre, der tilhører klassen af ​​aromatiske carboxylsyrer .

Under standardbetingelser er benzoesyre den enkleste monobasiske carboxylsyre , som er et hvidt krystallinsk fast stof .

Salte og estere af benzoesyre kaldes benzoater .

Registreret som fødevaretilsætningsstof og konserveringsmiddel med nummeret E210 .

Historie

Den blev først isoleret ved destillation i det 16. århundrede fra benzoinharpiks (dugvåd røgelse), deraf navnet. Denne proces blev beskrevet af Nostradamus ( 1556 ), og derefter af Girolamo Rouchelly ( 1560 , under pseudonymet Alexius Pedemontanus) og af Blaise de Vigenère ( 1596 ).

I 1832 bestemte den tyske kemiker Justus von Liebig benzoesyrens struktur. Han undersøgte også, hvordan det relaterer sig til hippursyre .

I 1875 undersøgte den tyske fysiolog Ernst Leopold Zalkowsky de svampedræbende egenskaber ved benzoesyre, som længe havde været brugt til frugtkonservering.

Fysiske egenskaber

Benzoesyre - hvide krystaller, dårligt opløselige i vand, brønd i ethanol , chloroform og diethylether . Benzoesyre er, som de fleste andre organiske syrer , en svag syre ( pKa 4,21).

Ren syre har et smeltepunkt på 122,4°C og et kogepunkt på 249°C.

Sublimerer nemt ; destilleret med vanddamp, så det er ineffektivt at øge koncentrationen af ​​vandige opløsninger af benzoesyre ved at fordampe opløsningen.

Henter

Benzoesyre kan opnås ved oxidation af toluen med stærke oxidationsmidler, såsom kaliumpermanganat , chrom (VI) oxid , salpetersyre eller chromsyre , samt ved decarboxylering af phthalsyre .

I industriel skala produceres benzoesyre ved oxidation af toluen med oxygen over en katalysator ( mangan eller koboltnaphthenat ).

Laboratoriesyntese og oprensning

Det kemiske produkt, benzoesyre, er billigt og let tilgængeligt. Derfor tyr professionelle kemikere sjældent til laboratoriesyntese.

Demonstrationssyntese udføres til undervisningsformål.

Oprensning af benzoesyre udføres bekvemt ved omkrystallisation fra et opløsningsmiddel, sædvanligvis vand. Andre opløsningsmidler, der er egnede til omkrystallisation, er eddikesyre (is- og vandig opløsning), benzen , acetone , petroleumsether og en blanding af ethanol og vand.

Hydrolyse

Benzamid og benzonitril hydrolyseres i vand i nærværelse af en syre eller base til benzoesyre.

Cannizzaros reaktion

Benzaldehyd i basisk medium gennemgår en transformation ved Cannizzaro-reaktionen . Resultatet er benzoesyre og benzylalkohol .

Grignard reaktion

Fra brombenzen ved carboxyleringsreaktionen af ​​phenylmagnesiumbromid.

Oxidation

Toluen eller benzylalkohol kan oxideres med en syrnet kaliumpermanganatopløsning til benzoesyre:

Anskaffelseshistorik

Den første produktionsproces involverede hydrolyse af benzentrichlorid ved virkningen af ​​calciumhydroxid i vand i nærværelse af jern eller dets salte som katalysator . Det resulterende calciumbenzoat blev omdannet til benzoesyre ved behandling med saltsyre . Produktet indeholdt en betydelig mængde klorderivater af benzoesyre, derfor blev det ikke brugt som fødevaretilsætningsstof. I øjeblikket bruges syntetisk benzoesyre i fødevarer.

Ansøgning

Kalorimetri

Benzoesyre bruges som et stof som en termisk standard til kalibrering af kalorimetre med hensyn til temperatur og varmekapacitet , da varme fra krystallisation og smeltning er velkendte og reproducerbare.

Råvarer

Benzoesyre bruges til at opnå mange reagenser, de vigtigste af dem:

• Benzoylchlorid, C6H5C ( O ) Cl , opnås ved at behandle benzoesyre med thionylchlorid , phosgen eller phosphorchlorider PCl3 og PCl5 . C 6 H 5 C(O) Cl er et vigtigt udgangsmateriale for nogle benzoesyrederivater, såsom benzylbenzoat , der bruges som en kunstig smags- og insektafviser .
• Benzoatblødgøringsmidler , såsom glycol, diethylenglycol og triethylenglycolethere, opnået ved transesterificering af methylbenzoat med den tilsvarende diol . Alternativt opnås disse stoffer ved indvirkning af benzoylchlorid på den tilsvarende diol. Disse blødgøringsmidler anvendes sammen med de tilsvarende terephthalsyreestere .
• Phenol , C 6 H 5 OH, opnået ved oxidativ decarboxylering ved 300-400 °C. Den nødvendige temperatur kan sænkes til 200 °C ved at tilsætte katalytiske mængder af kobber(II)salte . Phenolen kan derefter omdannes til cyclohexanol , der fungerer som udgangsmateriale i syntesen af ​​nylon .

Konserveringsmiddel

Benzoesyre og dens salte bruges til konservering af fødevarer (fødevaretilsætningsstoffer E210 , E211 , E212 , E213 ).

Benzoesyre, der blokerer enzymer , sænker stofskiftet i mange encellede mikroorganismer og svampe. Det hæmmer væksten af ​​skimmelsvamp , gær og nogle bakterier .

Det tilsættes til fødevarer i ren form eller i form af natrium-, kalium- eller calciumsalte.

Den skadelige virkning på mikrofloraen begynder med absorptionen af ​​benzoesyre af lipidcellevæggen.

Fordi kun udissocieret syre kan trænge ind i cellevæggen, udviser benzoesyre kun antimikrobiel aktivitet i sure fødevarer.

Hvis den intracellulære pH er 5 eller mindre, reduceres den anaerobe fermentering af glucose via phosphofructokinase med 95%. Effektiviteten af ​​benzoesyre og benzoater afhænger af madens surhedsgrad (pH).

Sure fødevarer, drikke såsom frugtjuice (indeholdende citronsyre ), kulsyreholdige drikkevarer indeholdende i opløsning ( kuldioxid ), læskedrikke med ( phosphorsyre ), pickles ( mælkesyre ) og andre sure fødevarer konserveres med benzoesyre og dens salte.

Accepterede og optimale koncentrationer af benzoesyre under fødevarekonservering er 0,05-0,1%.

Medicin

Benzoesyre bruges i medicin til hudsygdomme, som et eksternt antiseptisk (antimikrobielt) og svampedræbende (svampemiddel) middel, til trichophytosis og mykoser , og dets natriumsalt, natriumbenzoat  , som slimløsende middel.

Andre anvendelser

Estere af benzoesyre (med alkoholer fra methyl til amyl) har en stærk og behagelig lugt og bruges i parfumeindustrien.

Nogle andre derivater af benzoesyre, såsom f.eks. chlor- og nitrobenzoesyrer, anvendes i vid udstrækning til syntese af farvestoffer.

Biologisk handling

Benzoesyre findes i fri og esterform i mange planter og dyr. En betydelig mængde benzoesyre findes i bær (ca. 0,05%). Modne frugter af nogle typer vaccinium indeholder en stor mængde fri benzoesyre. For eksempel i tyttebær  op til 0,20% i modne bær og i tranebær  - op til 0,063%. Benzoesyre dannes i æbler efter infektion med svampen Nectria galligena. Blandt dyr findes benzoesyre hovedsageligt i altædende eller fytofage arter, for eksempel i de indre organer og muskler i tundraagerhønen (Lagopus muta), såvel som i sekreterne fra hanmoskusokse eller asiatisk elefant .

Benzoeharpiks indeholder op til 20 % benzoesyre og 40 % benzoesyreestere.

Benzoesyre er til stede som en del af hippursyre (N-benzoylglycin) i urinen hos pattedyr , især planteædere .

Benzenring

Elektrofil aromatisk substitution forekommer i position 3 på grund af carboxylgruppens elektrontiltrækkende egenskaber. Den anden udskiftning er vanskeligere (højre side) på grund af deaktivering af nitrogruppen . Omvendt, når en elektrondonerende substituent (f.eks. alkyl ) indføres, sker den anden substitution lettere.

Carboxylgruppe

Alle reaktioner, der er karakteristiske for carboxylgruppen, er mulige med benzoesyre:

• Estere af benzoesyre er produkter af en syrekatalyseret reaktion med alkoholer.
• Benzoesyreamider er let tilgængelige ved brug af aktiverede derivater (såsom benzoylchlorid) til deres syntese eller ved at kombinere reagenser, der anvendes i peptidsyntese såsom DCHA og DMAP .
• Det mere aktive benzoesyreanhydrid dannes ved dehydrering med eddikesyreanhydrid eller phosphoroxid.
• Højaktive syrehalogenider opnås let ved indvirkning af phosphor(V) chlorid eller thionylchlorid
• Orthoestere kan opnås under tørre forhold ved omsætning af benzonitril i et surt medium med alkoholer
• Reduktion til benzaldehyd eller benzylalkohol er mulig ved brug af LiAlH 4 eller natriumborhydrid
• Decarboxylering af sølvsaltet kan udføres ved opvarmning, benzoesyre kan decarboxyleres ved opvarmning med tørre alkalier eller calciumhydroxid .
• Benzoesyre danner salte

Sikkerhed

Ifølge talrige undersøgelser er benzoesyre, dens salte og estere anerkendt som sikre for mennesker i tilfælde af et tilstrækkeligt forbrug [3] [4] [5] . Benzoesyre optages godt, gennem coenzym A binder den sig til aminosyren glycin til hippursyre og udskilles i denne form gennem nyrerne. En person udskiller omkring 0,44 g/l hippursyre om dagen i urinen og mere, hvis den er i kontakt med toluen eller benzoesyre. Katte har en meget lavere tolerance over for benzoesyre end mus og rotter [6] . Den dødelige dosis for katte er 300 mg/kg legemsvægt. Oral LD ​​50 for rotter 3040 mg/kg, for mus 1940-2260 mg/kg.

Det Internationale Kemikaliesikkerhedsprogram , der studerer toksiciteten af ​​benzoesyre og dens salte, afslørede ingen bivirkninger hos mennesker ved doser på 647-825 mg/kg kropsvægt pr. dag [3] . Food and Drug Administration (FDA) betragter benzoesyre som " generelt anerkendt som sikker " (GRAS) i USA som et antimikrobielt , smagsgivende og fødevaretilsætningsstof i fødevarer med et maksimalt forbrugsniveau på 0,1 % [7] . Det kan også sikkert bruges i dyrefoder som konserveringsmiddel eller syrningsmiddel [8] . I 1996 fastsatte FAO/WHO Joint Expert Committee on Food Additives (JECFA) det tolerable daglige indtag (ADI) for benzoesyre til 5 mg/kg kropsvægt [5] . I 2021, efter en sikkerhedsvurdering, ændrede JECFA denne mængde ved at hæve ADI til 20 mg/kg kropsvægt [5] . Benzoesyre (E210) er opført i Kommissionens forordning (EF) nr. 231/2012 som et tilladt fødevaretilsætningsstof og er klassificeret under kategorien "Andre tilsætningsstoffer end farvestoffer og sødemidler " [9] . I 2016 fastsatte Den Europæiske Fødevaresikkerhedsautoritet (EFSA) ved sin sikkerhedsrevurdering en ADI for E210 til 5 mg/kg kropsvægt [4] .

Benzoesyre kan forårsage allergiske reaktioner : symptomer på irritation såsom udslæt , rødme eller brændende fornemmelse ved kontakt med øjnene og på huden og ved indånding [10] . I modsætning til natriumbenzoat ( E211 ) og kaliumbenzoat ( E212 ), er benzoesyre ikke opført af FDA som et stof, der kan omdannes til benzen under visse omstændigheder [11] . Benzoesyre er heller ikke mistænkt for hyperaktiv adfærd hos børn, i modsætning til E211 [12] .

Derivater

• 2,3-dihydroxybenzoesyre (pyrocatechinsyre)
• 2,4-dihydroxybenzoesyre (beta-resorcylsyre)
• 2,5-dihydroxybenzoesyre (gentisinsyre)
• 2,6-dihydroxybenzoesyre (gamma-resorcylsyre)
• 3,4-dihydroxybenzoesyre (protocatechinsyre)
• 3,5-dihydroxybenzoesyre (alfa-resorcylsyre)
• 3-nitrobenzoesyre
• 3,5-dinitrobenzoesyre
• Toluinsyrer

Salte

Salte af benzoesyre kaldes benzoater, for eksempel:

• ammoniumbenzoat
• lithiumbenzoat
• natriumbenzoat
• magnesiumbenzoat
• Manganbenzoat
• Kobber(II)benzoat
• Kviksølv(II)benzoat
• Bly(II)benzoat
• Sølvbenzoat

Noter

• Chemical Encyclopedia / Red.: Knunyants I.L. og andre - M . : Soviet Encyclopedia, 1988. - T. 1 (Abl-Dar). — 623 s.

• Benzoesyre // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.

Links

• Elena Shatalova. "Habitat". "Produkter af evig ungdom" (utilgængeligt link) . — Channel One-program. Hentet 22. november 2011. Arkiveret fra originalen 21. november 2011. (ubestemt) 
• https://web.archive.org/web/20130423163348/http://www.nordspb.ru/benzoesaure

Noter

1. ↑ 1 2 CRC Handbook of Chemistry and Physics  (engelsk) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - S. 16-18. — ISBN 978-1-4987-5428-6
2. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics  (engelsk) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - S. 3-40. — ISBN 978-1-4987-5428-6
3. ↑ 1 2 Endelig rapport om sikkerhedsvurderingen af ​​benzylalkohol, benzoesyre og natriumbenzoat  //  International Journal of Toxicology. - 2001-01. — Bd. 20 , iss. 3_suppl . — S. 23–50 . - ISSN 1092-874X 1091-5818, 1092-874X . - doi : 10.1080/10915810152630729 . Arkiveret fra originalen den 23. december 2021.
4. ↑ 1 2 EFSA-panelet om fødevaretilsætningsstoffer og næringsstofkilder (ANS). Videnskabelig udtalelse om revurdering af benzoesyre (E 210), natriumbenzoat (E 211), kaliumbenzoat (E 212) og calciumbenzoat (E 213) som fødevaretilsætningsstoffer  // EFSA Journal. – 2016-03. - T. 14 , nej. 3 . - doi : 10.2903/j.efsa.2016.4433 .
5. ↑ 1 2 3 Verdenssundhedsorganisationen. 92. JECFA - Chemical and Technical Assessment (CTA), 2021  (engelsk)  // Food and Agriculture Organization of the United Nations. – 2021.
6. ↑ P. Bedford, E. Clarke. Eksperimentel benzoesyreforgiftning hos katten  (engelsk)  // Veterinærjournal. - 1972-01-15. — Bd. 90 , iss. 3 . — S. 53–58 . — ISSN 2042-7670 0042-4900, 2042-7670 . - doi : 10.1136/vr.90.3.53 .
7. ↑ CFR - Code of Federal Regulations Titel 21 . FDA . Hentet: 15. oktober 2022. (ubestemt)
8. ↑ CFR - Code of Federal Regulations Titel 21 . FDA . Hentet: 15. oktober 2022. (ubestemt)
9. ↑ Kommissionens forordning (EU) nr. 1129/2011 af 11. november 2011 om ændring af bilag II til Europa-Parlamentets og Rådets forordning (EF) nr. 1333/2008 ved at oprette en EU-liste over  fødevaretilsætningsstoffer .
10. ↑ New Jersey Department of Health. Benzoesyre (2009). (ubestemt)
11. ↑ Center for Fødevaresikkerhed og Anvendt Ernæring. Spørgsmål og svar om forekomsten af ​​benzen i læskedrikke og andre drikkevarer   // FDA . — 2022-02-25.
12. ↑ Fødevarefarve bekræftet dårligt for børn - Fødevarestyrelsen nægter at handle . www.i-sis.org.uk . Hentet 25. december 2021. Arkiveret fra originalen 25. december 2021. (ubestemt)

Ordbøger og encyklopædier	Flot dansk stor kinesisk Fantastisk norsk Stor russer Britannica (online)
I bibliografiske kataloger	GND : 4144531-4 J9U : 987007566441405171 LCCN : sh2003009190