Acid benzoic
Acid benzoic | |||
---|---|---|---|
Numele IUPAC | |||
acid benzoic [1] | |||
Denumiri alternative | |||
acid benzenecarboxilic acid benzenetanoic carboxibenzen | |||
Caracteristici generale | |||
Formula moleculară sau brută | C 7 H 6 O 2 | ||
Masa moleculară ( u ) | 122.13 | ||
Aspect | pulbere cristalină albă | ||
numar CAS | |||
Numărul EINECS | 200-618-2 | ||
PubChem | 243 | ||
DrugBank | DB03793 | ||
ZÂMBETE | C1=CC=C(C=C1)C(=O)O | ||
Proprietăți fizico-chimice | |||
Densitate (g / cm 3 , în cs ) | 1.3 | ||
Constanta de disociere a acidului la 298 K. | 6,45 × 10 −5 | ||
Temperatură de topire | 120 ° C (248F) | ||
Temperatura de fierbere | 249 ° C (522 K) | ||
Proprietăți termochimice | |||
Δ f H 0 (kJ mol −1 ) | −385,2 | ||
S 0 m (J K −1 mol −1 ) | 167.6 | ||
C 0 p, m (J K −1 mol −1 ) | 146,8 | ||
Informații de siguranță | |||
Punct de flacără | 121 ° C (394 K) | ||
Temperatură de autoaprindere | 570 ° C (843 K) | ||
Simboluri de pericol chimic | |||
Atenţie | |||
Fraze H | 315 - 318 - 372 | ||
Sfaturi P | 280,3 - 302 + 352 - 305 + 351 + 338 - 314 [2] | ||
Acidul benzoic este un acid carboxilic aromatic și are formula Ph- COOH.
Este un solid alb sub formă de pulbere sau granular. Acidul benzoic este ușor solubil în apă și solubil în etanol , foarte solubil în benzen și acetonă . Soluția sa apoasă este slab acidă .
Acidul benzoic apare în mod natural în multe plante [3] și acționează ca intermediar în biosinteza metaboliților secundari .
Sărurile și esterii acidului benzoic sunt cunoscuți sub numele de benzoați și sunt folosiți ca conservanți alimentari . Acidul benzoic este un precursor important pentru sinteza industrială a multor alte substanțe organice.
Denumirea de acid benzoic provine de la rășina benzoică, care a fost mult timp singura sa sursă cunoscută, care conține până la 20% acid benzoic și 40% esteri ai acidului benzoic. [4]
Istorie
Acidul benzoic a fost descoperit în secolul al XVI-lea. Distilarea uscată a gumei benzoice a fost descrisă mai întâi de Nostradamus (1556), apoi de Alessio Piemontese (1560) și Blaise de Vigenère (1596). [5]
În 1830, Pierre Robiquet și Antoine Boutron-Charlard, doi chimiști francezi, datorită experimentelor asupra amigdalinei , obținute din migdale amare, au produs benzaldehidă [6], dar nu au putut da o interpretare corectă a structurii amigdalinei care conține radicalul benzoil . În 1832 Justus von Liebig și Friedrich Wöhler au determinat compoziția acidului benzoic, [7] studiind și corelația acestuia cu acidul hipuric . În 1875 Salkowski a descoperit abilitățile antifungice ale acidului benzoic, care a fost folosit mult timp în conservarea fructelor de afine . [8]
Producție
Acidul benzoic este produs în principal prin reacția toluenului cu oxigenul la o temperatură de 200 ° C și utilizarea sărurilor de cobalt și mangan ca catalizatori; pot fi utilizați și alți agenți oxidanți , cum ar fi permanganatul de potasiu , acidul azotic sau anhidrida cromică .
Fiind foarte solubil în apă fierbinte și mai puțin solubil în apă rece, acidul benzoic poate fi purificat prin recristalizare din apă, cu un randament de aproximativ 65%. Absența solvenților organici pentru recristalizare face acest experiment sigur. [9]
Primul proces industrial pentru producerea acidului benzoic a fost realizat prin exploatarea reacției triclorometilbenzenului cu hidroxid de calciu în apă, folosind fierul sau sărurile acestuia ca catalizator . Benzoatul de calciu rezultat este transformat în acid benzoic cu acid clorhidric . Produsul conținea cantități semnificative de derivați ai acidului benzoic clorurat. Din acest motiv, acidul benzoic pentru consumul uman a fost apoi obținut prin distilarea uscată a gumei benzoice. Astăzi acidul benzoic alimentar este produs sintetic.
Alte metode de preparare sunt:
- oxidarea alcoolului benzilic [10] , benzaldehidei sau acidului cinamic ;
- hidroliza benzonitrilului și benzamidei ;
- reacția dintre bromură de fenilmagneziu (un reactiv Grignard intermediar de bromobenzen ) sau fenilitiu cu dioxid de carbon ; [11] [12]
- reacția cu permanganat de potasiu sau alți reactivi oxidanți în apă. Amestecul este filtrat la cald pentru a elimina dioxidul de mangan și lăsat să se răcească pentru a forma acid benzoic;
- reacția clorurii de benzii în prezența alcalină KMnO 4 ; C 6 H 5 CH 2 Cl + 2 KOH + 2 [O] → C 6 H 5 COOH + KCl + H 2 O
- tratarea acetofenonei într-un mediu bazic cu hipoclorit de sodiu , obținerea acidului benzoic și a cloroformului ( reacție în formă de halo ).
Reacții
Reacțiile cu acid benzoic pot apărea în inelul aromatic sau în grupul carboxi .
Reacția de substituție aromatică electrofilă are loc în principal în poziția 3 datorită grupării carboxil.
Reacțiile acizilor carboxilici sunt posibile și în acidul benzoic:
- Esterii acidului benzoic sunt produsul reacției catalizate de acizi cu alcooli.
- Amidele acidului benzoic sunt ușor disponibile prin utilizarea derivaților acidului (cum ar fi clorura de benzoil) sau prin cuplarea reactivilor precum DCC și DMAP.
- Anhidrida benzoică se formează prin deshidratarea anhidridului acetic sau a pentoxidului de fosfor .
- Derivații acidului foarte reactivi, cum ar fi halogenurile de acil, sunt ușor de obținut prin amestecarea agenților, cum ar fi clorura de fosfor sau clorura de tionil .
- Ortoesterii pot fi obținuți din reacția alcoolilor cu benzonitril în condiții acide în absența apei.
- Reducerea la benzaldehidă și alcool benzilic are loc utilizând DIBAL-H, LiAlH 4 sau borohidrură de sodiu .
Utilizări
Industrie
90% din acidul benzoic comercial este transformat în fenol și caprolactamă utilizate în producția de glicol-benzoați în industria materialelor plastice. Acidul benzoic este transformat în fenol prin decarboxilare oxidativă la 300-400 ° C [13]
Fenolul poate fi apoi transformat în ciclohexanol , care este utilizat în producția de nailon . Plastifianții cu benzoat, cum ar fi esterii glicolului , dietilen glicolul și trietilen glicolul, se obțin prin transesterificarea benzoatului de metil cu diolul corespunzător. Alternativ, aceste specii rezultă din tratamentul clorurii de benzoil cu diol. Plastifianții sunt utilizați în mod similar cu cei derivați din esterul acidului tereftalic . Acidul benzoic este, de asemenea, utilizat ca activator și retardant în polimerizarea cauciucului.
O gamă largă de esteri se utilizează în schimb ca solvenți, aditivi dezinfectanți, agenți de penetrare și ca pesticide.
Alimente
Acidul benzoic (semnat ca E 210 ) și sărurile sau esterii acestuia (semnat ca E 211 , E 212 , E 213 ) sunt folosiți ca aditivi alimentari . Benzoatul de sodiu, sarea de sodiu a acidului benzoic, este unul dintre principalii agenți anti-microbiotici utilizați în alimente și băuturi, deoarece este de 200 de ori mai solubil decât acidul benzoic.
Activitatea sa antimicrobiană se realizează în urma absorbției de către celule, unde modifică pH - ul , cu consecința inhibării enzimelor oxoglutarat dehidrogenază și succinat dehidrogenază din ciclul Krebs și a unor enzime implicate în fosforilarea oxidativă . Eficacitatea acidului benzoic și a benzoatului depinde, prin urmare, de pH-ul alimentelor, [14] din acest motiv este utilizat în principal în alimente și băuturi acide, cum ar fi sucurile de fructe , băuturile carbogazoase sau alcoolice și murăturile . Acționează în principal asupra drojdiilor și mucegaiurilor și, numai într-un mod secundar, asupra bacteriilor . [15]
Medicament
Acidul benzoic este o componentă a unguentului Whitfield, care este utilizat pentru tratarea afecțiunilor fungice ale pielii, cum ar fi pecingine și piciorul atletului . [16] Acidul benzoic este, de asemenea, un ingredient important atât în tinctura de benzoină, cât și în balsamul friarului, folosit ca antiseptice topice și decongestionante ale căilor respiratorii. A fost folosit și ca expectorant, analgezic și antiseptic . [17] Investigații de laborator foarte recente [18] și lucrări teoretice [19] [20] au arătat că acidul benzoic și derivații săi sunt promițătoare pentru inhibarea SARS-CoV și COVID-19 .
Biologie și efecte asupra sănătății
Acidul benzoic este toxic în doze excesive (în orice caz mai puțin de un gram, per individ), concentrația sa este limitată la maximum 0,1%. Nu se acumulează în organism ci se elimină în urină sub formă de acid hipuric . [21] Poate fi găsit în mod natural la unele plante, rășini și la unele animale. [3] S-au găsit cantități semnificative în majoritatea fructelor de pădure (aproximativ 0,05%). Fructele coapte ale speciilor Vaccinium (de exemplu afine , V. vitis idaea , afine, V. macrocarpon ) conțin până la 0,03-0,13% acid benzoic.
Acidul benzoic se formează și în mere după infectarea cu ciuperca Nectria galligena . Dintre animale, acidul benzoic a fost identificat în principal la speciile omnivore sau fitofage, de exemplu, în viscerele și mușchii ptarmiganului ( Lagopus muta ), precum și în secrețiile glandelor de boi muschi masculi ( Ovibos moschatus ) sau asiatice elefanți masculi ( Elephas maximus ). [22] Acidul benzoic este, de asemenea, unul dintre compușii chimici găsiți în castoreum , un compus colectat din pungile de castori din America de Nord.
Cryptanaerobacter phenolicus este o specie bacteriană care produce benzoat din fenol prin 4-hidroxibenzoat. [23]
Notă
- ^ Nomenclatura chimiei organice: recomandări IUPAC și nume preferate 2013 (Cartea albastră) , Cambridge, The Royal Society of Chemistry , 2014, p. 745, DOI : 10.1039 / 9781849733069-FP001 , ISBN 978-0-85404-182-4 .
- ^ Foaie informativă cu acid benzoic pe IFA-GESTIS Arhivat 16 octombrie 2019 la Internet Archive .
- ^ A b (EN) Oamenii de știință descoperă ultimii pași pentru crearea acidului benzoic în plante - Universitatea Purdue pe www.purdue.edu. Accesat la 6 februarie 2018 .
- ^ K. Tomokuni și M. Ogata, Determinarea colorimetrică directă a acidului hipuric în urină , în Clinical Chemistry , vol. 18, nr. 4, aprilie 1972, pp. 349-351. Adus pe 9 februarie 2018 .
- ^ ( DE ) Otto-Albrecht Neumüller și Hermann Römpp , Römpps Chemie-Lexikon: Bd. 6: TZ , Franckh, 1988, ISBN 3440045161 . Accesat la 6 februarie 2018 .
- ^ ( FR ) Robiquet, Boutron-Charlard, Nouvelles expériences sur les amandes amères et sur l'huile volatile qu'elles fournissent , în Annales de chimie et de physique , vol. 44, 1830, pp. 352-382.
- ^ (EN) Wöhler și Liebig, Untersuchungen über das Radikal der Benzoesäure , în Annalen der Pharmacie, vol. 3, nr. 3, 1 ianuarie 1832, pp. 249-282, DOI : 10.1002 / jlac.18320030302 . Adus la 8 februarie 2018 .
- ^ ( DE ) Salkowski E, Berl Klin Wochenschr , vol. 12, 1875, pp. 297-298.
- ^ Perrin, DD (Douglas Dalzell), 1922-, Purificarea substanțelor chimice de laborator , ediția a treia, Pergamon Press, 1988, ISBN 0080347150 ,OCLC 18018739 .
- ^ Multifuncționalitatea catalizatorilor de oxizi M1 cristalini (TeNb) M1 în oxidarea selectivă a alcoolului propan și benzilic , în cataliza ACS , vol. 3, nr. 6, 2013, pp. 1103-1113.
- ^ Pavia, Donald L., Introducere în tehnicile de laborator organice: o abordare la scară mică , ed. A II-a, Thomson Brooks / Cole, 2005, ISBN 0534408338 ,OCLC 56051109 .
- ^ Trost, Barry M. e Fleming, Ian, 1935-, Sinteza organică cuprinzătoare: selectivitate, strategie și eficiență în chimia organică modernă , ed. 1, Pergamon Press, 1991, ISBN 9780080523491 ,OCLC 180759711 .
- ^ (EN) Takao Maki și Kazuo Takeda, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2000, DOI : 10.1002 / 14356007.a03_555 , ISBN 9783527306732 . Adus la 8 februarie 2018 .
- ^ (EN) I. Pastorová, CG de Koster și JJ Boon, Studiu analitic al acizilor benzoici esterici liberi și legați și cinamice ale rășinilor gumice benzoice de GC-MS și HPLC-frit FAB-MS [ link rupt ] , în Analiza fitochimică , vol. 8, nr. 2, 1 martie 1997, pp. 63-73, DOI : 10.1002 / (SICI) 1099-1565 (199703) 8: 23.0.CO; 2-Y . Adus pe 9 februarie 2018 .
- ^ AD Warth,Mecanismul de acțiune al acidului benzoic asupra Zygosaccharomyces bailii: efecte asupra nivelurilor de metabolit glicolitic, producția de energie și pH-ul intracelular. , în Microbiologie aplicată și de mediu , vol. 57, nr. 12, decembrie 1991, pp. 3410-3414, PMID 1785916 . Adus pe 9 februarie 2018 .
- ^ Wilson, Charles Owens, 1911-, Gisvold, Ole, 1904- și Block, John H., manualul lui Wilson și Gisvold de chimie organică medicinală și farmaceutică , ediția a XI-a, Lippincott Williams & Wilkins, 2004, ISBN 0781734819 ,OCLC 52079928 .
- ^ (EN) Benjamin Lillard, Practical Druggist and Pharmaceutical Review of Reviews , Lillard & Company, 1919. Accesat la 9 februarie 2018.
- ^ (EN) O vedere structurală asupra inactivării SARS Coronavirus Main Proteinase de Benzotriazol Esters , în Chimie și Biologie, vol. 15, nr. 6, 23 iunie 2008, pp. 597-606, DOI : 10.1016 / j.chembiol.2008.04.011 . Adus la 18 decembrie 2020 .
- ^ (EN) William Bray, Covid-19 Drug Design via Quantum Mechanical Principles Leads to a New Crown Anti-SARS Candidate viral 2-Phosphono-Benzoic -Acid , 2020, DOI :10.13140 / RG.2.2.17515.28962 / 2 . Adus la 18 decembrie 2020 .
- ^ (EN) Amalia Stefaniu, Lucia Pirvu și Bujor Albu, Molecular Docking Study on More Benzoic Acid Derivatives against SARS-CoV-2 , in Molecules, vol. 25, nr. 24, 10 decembrie 2020, p. 5828, DOI : 10.3390 / molecule25245828 . Adus la 18 decembrie 2020 .
- ^ B. Nair, Raport final privind evaluarea siguranței alcoolului benzilic, acidului benzoic și benzoatului de sodiu , în International Journal of Toxicology , 20 Suppl 3, 2001, pp. 23-50. Adus la 8 februarie 2018 .
- ^ ACID BENZOIC ȘI BENZOAT DE SODIU , la www.inchem.org . Adus la 8 februarie 2018 .
- ^ Pierre Juteau, Valérie Côté și Marie-France Duckett, Cryptanaerobacter phenolicus gen. noiembrie, sp. nov., un anaerob care transformă fenolul în benzoat prin 4-hidroxibenzoat , în International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology , vol. 55, nr. 1, 2005, pp. 245-250, DOI : 10.1099 / ijs.0.02914-0 . Adus pe 9 februarie 2018 .
Alte proiecte
- Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre acid benzoic
linkuri externe
- ( EN ) acid benzoic , pe Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
Controllo di autorità | Thesaurus BNCF 32771 · LCCN ( EN ) sh2003009190 · GND ( DE ) 4144531-4 |
---|