Bensoesyra

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 11 augusti 2021; kontroller kräver 9 redigeringar .

Bensoesyra
Allmän
Systematiskt namn	Bensoesyra
Traditionella namn	Bensoesyra
Chem. formel	C6H5COOH _ _ _ _
Råtta. formel	C7H6O2 _ _ _ _ _
Fysikaliska egenskaper
stat	Fast
Molar massa	122,12 g/ mol
Densitet	1,32 g/cm³
Termiska egenskaper
Temperatur
•  smältning	122,4°C
•  kokande	249,2°C
• nedbrytning	370°C
•  blinkar	121°C [1]
•  spontan antändning	570 °C [1]
Specifik förångningsvärme	527 J/kg
Specifik fusionsvärme	18 J/kg
Kemiska egenskaper
Syradissociationskonstant	4.20
Löslighet
• i vatten	0,29 g/100 ml
Optiska egenskaper
Brytningsindex	1 504 [2]
Strukturera
Dipolmoment	1,72  D
Klassificering
Reg. CAS-nummer	65-85-0
PubChem	243
Reg. EINECS-nummer	200-618-2
LEDER	Cl=CC=C(C=Cl)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
Säkerhet
Giftighet	LD50 500 mg kg−1
GHS-piktogram
NFPA 704	ett 2 0
Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges.
Mediafiler på Wikimedia Commons

Bensoesyra ( kemisk formel - C 7 H 6 O 2 eller C 6 H 5 COOH ) är en svag kemisk organisk syra som tillhör klassen aromatiska karboxylsyror .

Under standardförhållanden är bensoesyra den enklaste enbasiska karboxylsyran , som är en vit kristallin fast substans .

Salter och estrar av bensoesyra kallas bensoater .

Registrerad som livsmedelstillsats och konserveringsmedel med nummer E210 .

Historik

Den isolerades först genom destillation på 1500-talet från bensoinharts (daggvåt rökelse), därav namnet. Denna process beskrevs av Nostradamus ( 1556 ), och sedan av Girolamo Rouchelly ( 1560 , under pseudonymen Alexius Pedemontanus) och av Blaise de Vigenère ( 1596 ).

År 1832 bestämde den tyske kemisten Justus von Liebig bensoesyrans struktur. Han undersökte också hur det hängde ihop med hippursyra .

År 1875 undersökte den tyske fysiologen Ernst Leopold Zalkowsky de svampdödande egenskaperna hos bensoesyra, som länge hade använts i fruktkonservering.

Fysiska egenskaper

Bensoesyra - vita kristaller, dåligt lösliga i vatten, brunn i etanol , kloroform och dietyleter . Bensoesyra är, liksom de flesta andra organiska syror , en svag syra ( pKa 4,21).

Ren syra har en smältpunkt på 122,4°C och en kokpunkt på 249°C.

Sublimerar enkelt ; destilleras med vattenånga, så det är ineffektivt att öka koncentrationen av vattenhaltiga lösningar av bensoesyra genom att förånga lösningen.

Får

Bensoesyra kan erhållas genom oxidation av toluen med starka oxidationsmedel, såsom kaliumpermanganat , krom(VI)oxid , salpetersyra eller kromsyra , samt genom dekarboxylering av ftalsyra .

I industriell skala produceras bensoesyra genom oxidation av toluen med syre över en katalysator ( mangan eller koboltnaftenat ).

Laboratoriesyntes och rening

Den kemiska produkten, bensoesyra, är billig och lättillgänglig. Därför tar professionella kemister sällan till laboratoriesyntes.

Demonstrationssyntes utförs i utbildningssyfte.

Rening av bensoesyra utförs lämpligen genom omkristallisation från ett lösningsmedel, vanligtvis vatten. Andra lösningsmedel lämpliga för omkristallisation är ättiksyra (is och vattenlösning), bensen , aceton , petroleumeter och en blandning av etanol och vatten.

Hydrolys

Bensamid och bensonitril hydrolyserar i vatten i närvaro av en syra eller bas till bensoesyra.

Cannizzaros reaktion

Bensaldehyd i basiskt medium genomgår en omvandling genom Cannizzaro-reaktionen . Resultatet är bensoesyra och bensylalkohol .

Grignard reaktion

Från brombensen genom karboxyleringsreaktionen av fenylmagnesiumbromid.

Oxidation

Toluen eller bensylalkohol kan oxideras med en surgjord kaliumpermanganatlösning till bensoesyra:

Förvärvshistorik

Den första produktionsprocessen involverade hydrolys av bensentriklorid genom verkan av kalciumhydroxid i vatten i närvaro av järn eller dess salter som katalysator . Det resulterande kalciumbensoatet omvandlades till bensoesyra genom behandling med saltsyra . Produkten innehöll en betydande mängd klorderivat av bensoesyra, därför användes den inte som livsmedelstillsats. För närvarande används syntetisk bensoesyra i livsmedel.

Applikation

Kalorimetri

Bensoesyra används som ett ämne som en termisk standard för att kalibrera kalorimetrar i termer av temperatur och värmekapacitet , eftersom värmen från kristallisation och smältning är välkända och reproducerbara.

Råvaror

Bensoesyra används för att erhålla många reagenser, de viktigaste av dem:

• Bensoylklorid , C6H5C (O)Cl , erhålls genom att behandla bensoesyra med tionylklorid , fosgen eller fosforklorider PCl3 och PCl5 . C 6 H 5 C(O)Cl är ett viktigt utgångsmaterial för vissa bensoesyraderivat såsom bensylbensoat , som används som en artificiell smak och insektsmedel .
• Bensoatmjukgörare , såsom glykol, dietylenglykol och trietylenglykoletrar, erhållna genom transesterifiering av metylbensoat med motsvarande diol . Alternativt erhålls dessa ämnen genom inverkan av bensoylklorid på motsvarande diol. Dessa mjukgörare används tillsammans med motsvarande tereftalsyraestrar .
• Fenol , C 6 H 5 OH, erhållen genom oxidativ dekarboxylering vid 300–400 °C. Den erforderliga temperaturen kan sänkas till 200 °C genom att tillsätta katalytiska mängder koppar(II)salter . Fenolen kan sedan omvandlas till cyklohexanol , som fungerar som utgångsmaterial vid syntesen av nylon .

Konserveringsmedel

Bensoesyra och dess salter används i livsmedelskonservering (livsmedelstillsatser E210 , E211 , E212 , E213 ).

Bensoesyra, som blockerar enzymer , saktar ner ämnesomsättningen i många encelliga mikroorganismer och svampar. Det hämmar tillväxten av mögel , jäst och vissa bakterier .

Det tillsätts till livsmedelsprodukter i ren form eller i form av natrium-, kalium- eller kalciumsalter.

Den skadliga effekten på mikrofloran börjar med absorptionen av bensoesyra av lipidcellväggen.

Eftersom endast odissocierad syra kan penetrera cellväggen, uppvisar bensoesyra endast antimikrobiell aktivitet i sura livsmedel.

Om det intracellulära pH -värdet är 5 eller lägre reduceras den anaeroba fermenteringen av glukos via fosfofruktokinas med 95 %. Effektiviteten av bensoesyra och bensoater beror på surheten (pH) i livsmedlet.

Sura livsmedel, drycker som fruktjuicer (som innehåller citronsyra ), kolsyrade drycker som innehåller i lösning ( koldioxid ), läskedrycker med ( fosforsyra ), pickles ( mjölksyra ) och andra sura livsmedel konserveras med bensoesyra och dess salter.

Accepterade och optimala koncentrationer av bensoesyra under livsmedelskonservering är 0,05-0,1%.

Medicin

Bensoesyra används i medicin för hudsjukdomar, som ett externt antiseptiskt (antimikrobiellt) och svampdödande (antisvamp) medel, för trikofytos och mykos , och dess natriumsalt, natriumbensoat  , som ett slemlösande medel.

Andra användningsområden

Estrar av bensoesyra (med alkoholer från metyl till amyl) har en stark och behaglig lukt och används i parfymindustrin.

Vissa andra derivat av bensoesyra, såsom till exempel klor- och nitrobensoesyror, används i stor utsträckning för syntes av färgämnen.

Biologisk verkan

Bensoesyra finns i fri och esterform i många växter och djur. En betydande mängd bensoesyra finns i bär (cirka 0,05%). Mogna frukter av vissa typer av vaccinium innehåller en stor mängd fri bensoesyra. Till exempel i lingon  upp till 0,20% i mogna bär och i tranbär  - upp till 0,063%. Bensoesyra bildas i äpplen efter infektion med svampen Nectria galligena. Bland djur finns bensoesyra huvudsakligen i allätande eller fytofaga arter, till exempel i de inre organen och musklerna i tundrarapphönan (Lagopus muta), såväl som i utsöndringen av myskoxe hanar eller asiatisk elefant .

Bensoeharts innehåller upp till 20 % bensoesyra och 40 % bensoestrar.

Bensoesyra finns som en del av hippursyra (N-bensoylglycin) i urinen hos däggdjur , särskilt växtätare .

Bensenring

Elektrofil aromatisk substitution sker i position 3 på grund av karboxylgruppens elektronbortdragande egenskaper. Den andra substitutionen är svårare (höger sida) på grund av inaktivering av nitrogruppen . Omvänt, när en elektrondonerande substituent (t.ex. alkyl ) introduceras, sker den andra substitutionen lättare.

Karboxylgrupp

Alla reaktioner som är karakteristiska för karboxylgruppen är möjliga med bensoesyra:

• Estrar av bensoesyra är produkter av en syrakatalyserad reaktion med alkoholer.
• Bensoesyraamider är lätt tillgängliga med hjälp av aktiverade derivat (såsom bensoylklorid) för deras syntes, eller genom att kombinera reagenser som används i peptidsyntes såsom DCHA och DMAP .
• Den mer aktiva bensoesyraanhydriden bildas genom dehydrering med ättiksyraanhydrid eller fosforoxid.
• Högaktiva syrahalider erhålls lätt genom inverkan av fosfor(V) klorid eller tionylklorid
• Ortoestrar kan erhållas under torra förhållanden genom reaktion av bensonitril i ett surt medium med alkoholer
• Reduktion till bensaldehyd eller bensylalkohol är möjlig med LiAlH 4 eller natriumborhydrid
• Dekarboxylering av silversaltet kan utföras genom upphettning, bensoesyra kan dekarboxyleras genom upphettning med torra alkalier eller kalciumhydroxid .
• Bensoesyra bildar salter

Säkerhet

Enligt många studier anses bensoesyra, dess salter och estrar vara säkra för människor vid en adekvat konsumtion [3] [4] [5] . Bensoesyra absorberas väl, genom koenzym A binder den till aminosyran glycin till hippursyra och utsöndras i denna form genom njurarna. En person utsöndrar cirka 0,44 g/l hippursyra per dag i urinen och mer vid kontakt med toluen eller bensoesyra. Katter har mycket lägre tolerans mot bensoesyra än möss och råttor [6] . Den dödliga dosen för katter är 300 mg/kg kroppsvikt. Oral LD ​​50 för råttor 3040 mg/kg, för möss 1940-2260 mg/kg.

Det internationella kemikaliesäkerhetsprogrammet , som studerar toxiciteten hos bensoesyra och dess salter, avslöjade inga biverkningar hos människor vid doser på 647-825 mg/kg kroppsvikt per dag [3] . Food and Drug Administration (FDA) anser att bensoesyra är " allmänt erkänd som säker " (GRAS) i USA som en antimikrobiell , smak- och livsmedelstillsats i livsmedel med en maximal användningsnivå på 0,1 % [7] . Det kan också användas säkert i djurfoder som konserveringsmedel eller surgörande medel [8] . 1996 satte FAO/WHO:s gemensamma expertkommitté för livsmedelstillsatser (JECFA) det tolerabla dagliga intaget (ADI) för bensoesyra till 5 mg/kg kroppsvikt [5] . År 2021, efter en omprövning av säkerheten, ändrade JECFA denna mängd genom att höja ADI till 20 mg/kg kroppsvikt [5] . Bensoesyra (E210) är listad i kommissionens förordning (EG) nr 231/2012 som en tillåten livsmedelstillsats och klassificeras i kategorin "Andra tillsatser än färgämnen och sötningsmedel " [9] . Under 2016 satte Europeiska myndigheten för livsmedelssäkerhet (EFSA), som genomförde sin säkerhetsutvärdering, en ADI för E210 till 5 mg/kg kroppsvikt [4] .

Bensoesyra kan orsaka allergiska reaktioner : symtom på irritation som hudutslag , rodnad eller brännande känsla vid kontakt med ögonen och på huden och vid inandning [10] . Till skillnad från natriumbensoat ( E211 ) och kaliumbensoat ( E212 ), är bensoesyra inte listat av FDA som ett ämne som kan omvandlas till bensen under vissa omständigheter [11] . Bensoesyra är inte heller misstänkt för hyperaktivt beteende hos barn, till skillnad från E211 [12] .

Derivater

• 2,3-dihydroxibensoesyra (pyrokatekinsyra)
• 2,4-dihydroxibensoesyra (betaresorcylsyra)
• 2,5-dihydroxibensoesyra (gentisinsyra)
• 2,6-dihydroxibensoesyra (gamma-resorcylsyra)
• 3,4-dihydroxibensoesyra (protokatekinsyra)
• 3,5-dihydroxibensoesyra (alfa-resorcylsyra)
• 3-nitrobensoesyra
• 3,5-dinitrobensoesyra
• Toluinsyror

Salter

Salter av bensoesyra kallas bensoater, till exempel:

• ammoniumbensoat
• litiumbensoat
• natriumbensoat
• magnesiumbensoat
• Manganbensoat
• Koppar(II)bensoat
• Kvicksilver(II)bensoat
• Bly(II)bensoat
• Silverbensoat

Anteckningar

• Chemical Encyclopedia / Red.: Knunyants I.L. och andra - M . : Soviet Encyclopedia, 1988. - T. 1 (Abl-Dar). — 623 sid.

• Bensoic acid // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 volymer (82 volymer och ytterligare 4). - St Petersburg. 1890-1907.

Länkar

• Elena Shatalova. "Livsmiljö". "Produkter av evig ungdom" (otillgänglig länk) . — Kanal ett-program. Hämtad 22 november 2011. Arkiverad från originalet 21 november 2011. (obestämd) 
• https://web.archive.org/web/20130423163348/http://www.nordspb.ru/benzoesaure

Anteckningar

1. ↑ 1 2 CRC Handbook of Chemistry and Physics  (engelska) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 16-18. — ISBN 978-1-4987-5428-6
2. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics  (engelska) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 3-40. — ISBN 978-1-4987-5428-6
3. ↑ 1 2 Slutrapport om säkerhetsbedömningen av bensylalkohol, bensoic acid och natriumbensoat  //  International Journal of Toxicology. - 2001-01. — Vol. 20 , iss. 3_suppl . — S. 23–50 . - ISSN 1092-874X 1091-5818, 1092-874X . - doi : 10.1080/10915810152630729 . Arkiverad från originalet den 23 december 2021.
4. ↑ 1 2 EFSA panel om livsmedelstillsatser och näringskällor (ANS). Vetenskapligt yttrande om omvärdering av bensoesyra (E 210), natriumbensoat (E 211), kaliumbensoat (E 212) och kalciumbensoat (E 213) som livsmedelstillsatser  // EFSA Journal. — 2016-03. - T. 14 , nej. 3 . - doi : 10.2903/j.efsa.2016.4433 .
5. ↑ 1 2 3 Världshälsoorganisationen. 92:a JECFA - Chemical and Technical Assessment (CTA), 2021  (engelska)  // Food and Agriculture Organization of the United Nations. – 2021.
6. ↑ P. Bedford, E. Clarke. Experimentell bensoesyraförgiftning hos katten  (engelska)  // Veterinärjournal. - 1972-01-15. — Vol. 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 . Hämtad: 15 oktober 2022. (obestämd)
8. ↑ CFR - Code of Federal Regulations Titel 21 . FDA . Hämtad: 15 oktober 2022. (obestämd)
9. ↑ Kommissionens förordning (EU) nr 1129/2011 av den 11 november 2011 om ändring av bilaga II till Europaparlamentets och rådets förordning (EG) nr 1333/2008 genom att upprätta en unionsförteckning över  livsmedelstillsatser .
10. ↑ New Jersey Department of Health. Bensoesyra (2009). (obestämd)
11. ↑ Centrum för livsmedelssäkerhet och tillämpad nutrition. Frågor och svar om förekomsten av bensen i läskedrycker och andra drycker   // FDA . — 2022-02-25.
12. ↑ Matfärgning bekräftad dålig för barn - Food Standards Agency vägrar att agera . www.i-sis.org.uk . Hämtad 25 december 2021. Arkiverad från originalet 25 december 2021. (obestämd)

Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk stor kines Stor norsk Stor ryss Britannica (online)
I bibliografiska kataloger	GND : 4144531-4 J9U : 987007566441405171 LCCN : sh2003009190