苯甲酸

苯甲酸又称安息香酸，分子式为C6H5COOH，羧基直接与苯环碳原子相连接的最简单的芳香酸,是苯环上的一个氢被羧基（-COOH）取代形成的化合物。为无色、无味片状晶体。熔点122.13℃，沸点249℃，相对密度1.2659（15／4℃）。在100℃时迅速升华，它的蒸气有很强的刺激性，吸入后易引起咳嗽。微溶于水，易溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯、甲苯、二硫化碳、四氯化碳和松节油等有机溶剂。以游离酸、酯或其衍生物的形式广泛存在于自然界中，例如，在安息香胶内以游离酸和苄酯的形式存在；在一些植物的叶和茎皮中以游离的形式存在；在香精油中以甲酯或苄酯的形式存在；在马尿中以其衍生物马尿酸的形式存在。苯甲酸是弱酸，比脂肪酸强。它们的化学性质相似，都能形成盐、酯、酰卤、酰胺、酸酐等，都不易被氧化。苯甲酸的苯环上可发生亲电取代反应，主要得到间位取代产。

苯甲酸于16世纪被发现。1556年，Nostradamus最早描述安息香胶的干馏作用；后由Alexius Pedemontanus和布莱斯德破译分别于1560年和1596年发现。在1875年，Salkowski发现苯甲酸的抗真菌药力，于是苯甲酸用于长期保存云莓。 在100g水中的溶解度为：4℃，0.18g；18℃，0.27g；20℃，0.29g;25℃，0.34g;30℃，0.42g;40℃，0.6g;50℃，0.95g;60℃，1.2g;75℃，2.2g;80℃，2.75g;90℃，4.6g;95℃，6.8g。 苯甲酸一般常作为药物或防腐剂使用，有抑制真菌、细菌、霉菌生长的作用，药用时通常涂在皮肤上，用以治疗癣类的皮肤疾病。用于合成纤维、树脂、涂料、橡胶、烟草工业。最初苯甲酸是由安息香胶干馏或碱水水解制得，也可由马尿酸水解制得。工业上苯甲酸是在钴、锰等催化剂存在下用空气氧化甲苯制得；或由邻苯二甲酸酐水解脱羧制得。苯甲酸及其钠盐可用作乳胶、牙膏、果酱或其他食品的抑菌剂，也可作染色和印色的媒染剂。 工业制法
目前工业上苯甲酸主要是通过甲苯的液相空气氧化制取的。过程是以环烷酸钴为催化剂，在反应温度为140－160℃和操作压力0.2－0.3MPa下反应生成苯甲酸。反应后蒸去甲苯，并减压蒸馏、重结晶，即得产品。该工艺利用廉价原料，收率高，因此是工业上主要使用的方法。
实验室制法 主反应：
1.甲苯+高锰酸钾+水——苯甲酸钾+氢氧化钾+二氧化锰+水（前面的水是提供反应环境）
2.苯甲酸钾+浓盐酸——苯甲酸
药品与用量：
甲苯1.5g(1.7ml,0.016mol)、高锰酸钾5g(0.032mol)、十六烷基三甲基溴化铵0.1g
实验操作：
用100ml的圆底烧瓶。安装回流装置。向反应瓶中分别加入5g高锰酸钾，0.1g十六烷基三甲基溴化铵，1.7ml甲苯及50ml水，搅拌加热沸腾（剧烈搅拌，猛烈沸腾），保持反应物溶液平稳沸腾。
当大量棕色沉淀生成，高锰酸钾的紫色变浅或消失，甲苯层消失时，反应基本结束。过滤出二氧化锰沉淀，滤液用浓盐酸酸化，析出苯甲酸的沉淀，抽滤得粗产品。
粗产品用水重结晶。在沸水浴上干燥，称量，测其熔点。 苯甲酸及其钠盐苯甲酸钠是很常用的食品防腐剂。在酸性条件下，对酵母和霉菌的抑制作用，pH值为3时抗菌力量强，而pH为6时对很多霉菌效果很差，故其抑菌最适pH值为2.5-4.0。在食品工业用塑料桶装浓缩果蔬汁，最大使用量不得超过2.0g/kg；在果酱(不包括罐头)、果汁(味)型饮料、酱油、食醋中最大使用量1.0g/kg；在软糖、葡萄酒、果酒中最大使用量0.8g/kg；在低盐酱菜、酱类、蜜饯，最大使用量0.5g/kg；在碳酸饮料中最大使用量0.2g/kg。因苯甲酸的溶解度小，使用时须经充分搅拌，或溶于少量热水或乙醇。在清凉饮料用的浓缩果汁中使用时，因苯甲酸易随水蒸气挥发，故常用其钠盐。苯甲酸是食品工业中常见的一种防腐保鲜剂，但乳制品中不允许添加。一般情况下，苯甲酸被认为是安全的。但对包括婴幼儿在内的一些特殊人群而言，长期摄入苯甲酸也可能带来哮喘、荨麻疹、代谢性酸中毒等不良反应。苯甲酸也用作果汁饮料的保香剂。可作为膏香用入薰香香精。还可用于巧克力、柠檬、橘子、子浆果、坚果、蜜饯型等食用香精中。烟用香精中亦常用之。此外苯甲酸也用作农药、染料、医药、媒染剂和增塑剂的生产原料，聚酰胺树脂和醇酸树脂的改性剂及钢铁设备的防锈剂等。 1、苯甲酸分子态的抑菌活性较离子态高，故PH小于4时，抑菌活性高，其抑菌最小浓度为0.015%-0.1%。但在酸性溶液中其溶解度降低，故不单靠提高溶液的酸性来提高其抑菌活性。苯甲酸最适抑菌PH为2.5~4.0。
2、由于苯甲酸对水的溶解度低，故实际多是加适量的碳酸钠或碳酸氢钠，用90℃以上热水溶解，使其转化成苯甲酸钠钠后才添加到食品中。若必须使用苯甲酸，可先用适量乙醇溶解后再应用。
3、由于苯甲酸对水的溶解度比苯甲酸钠低，因此在酸性食品中使用苯甲酸钠时，要注意防止由于苯甲酸钠转变成苯甲酸而造成沉淀和降低其使用效果。
4、1g苯甲酸相当于1.18g苯甲酸钠；1g苯甲酸钠相当于0.847g苯甲酸
5、苯甲酸在酱油、清凉饮料中可与对-羟基苯甲酸酯类一起使用而增效。
用量：
1、中国《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760－1996）规定：碳酸饮料，最大使用量为0.2g/kg;低盐酱菜、酱类、蜜饯，0.5g/kg；葡萄酒、果酒、软糖，0.8g/kg；酱油、食醋、果酱（不包括罐头）、果汁（味）型饮料，1.0g/kg;食品工业用塑料桶装浓缩果蔬汁，2g/kg;果汁（果味）冰，1.0g/kg(混用或单独使用)。苯甲酸和苯甲酸钠同时使用时，以苯甲酸计不得超过最大使用量。
2、实际使用参考：苯甲酸及苯甲酸钠常用于保藏高酸性水果、浆果、果汁、果酱、饮料糖浆及其它酸性食品，可与低温杀菌合用，起协同作用。不同国家对准予使用本品的食品和其使用浓度有所不同 【药效学】本品为消毒防腐剂，具有抗细菌作用；在酸性环境中，0.1％浓度即有抑菌作用。通常 pH值较低效果较好，如 pH 3.5时，0.125％的浓度在 1小时内可杀灭葡萄球菌。在碱性环境下作用减弱。外用能抗浅部真菌感染。将 0.05—0.1％浓度加入药品制剂或食品作防腐剂，可阻抑细菌和真菌生长。
【药动学】口服迅速从消化道吸收，与甘氨酸在肝内结合形成马尿酸，后者在 12小时内迅速从尿中排出，在最初 4小时内即达用量 97％。如口服剂量大，部分可以偶合的苯甲酰基葡糖醛酸从尿中排泄。
【适应症】用于浅部真菌感染，如体癣、手癣及足癣等；也用作食物和药品制剂的防腐剂。
【用法用量】本品常以6～12％浓度与水杨酸配制成酊剂或软膏治疗皮肤浅部真菌感染。外涂皮损，每日 2次，作为药品制剂和食物的防腐剂，有效浓度为 0.05—1％。
【不良反应】口服可发生哮喘、荨麻疹和血管性水肿等变态反应。外涂可发生接触性皮炎。较大剂量口服可引起水杨酸盐类样反应。 苯甲酸俗名为安息香酸，在体内参与代谢，不蓄积、毒性低。如果过量食用苯甲酸，人体的肝脏和肾脏将受到危害。碳酸类饮料的苯甲酸的最大安全使用量是5mg/kg体重，那么按60kg 体重的人来算的话，每天的极限量是300mg，苯甲酸用于碳酸类饮料的最大使用量是0.2g/kg，那么每天喝1.5kg 的饮料是安全的。
对微生物有强烈的毒性，但其钠盐的毒性则很低。每日口服0.5g以下，对人体并无毒害，甚至用量不超过4g对健康也无损害。在人体和动物组织中可与蛋白质成分的甘氨酸结合而解毒，形成马尿酸随尿排出。苯甲酸的微晶或粉尘对皮肤、眼、鼻、咽喉等有刺激作用。即使其钠盐，如果大量服用，也会对胃有损害。操作人员应穿戴防护用具。需贮存于干燥通风处，防潮、防热，远离火源。 1,原理：样品酸化后，用乙醚提取山梨酸、苯甲酸，用附氢火焰离子化检测器的气相色谱仪进行分离测定，与标准系列比较定量。
2,试剂：乙醚：不含过氧化物，石油醚：沸程30～60℃，盐酸，无水硫酸钠，盐酸(1＋1)：取100mL盐酸，加水稀释至200mL，氯化钠酸性溶液(40g/L)：于氯化钠溶液(40g/L)中加少量盐酸(1＋1)酸化，山梨酸、苯甲酸标准溶液：准确称取山梨酸、苯甲酸各0.2000g，置于100mL容量瓶中，用石油醚—乙醚(3＋1)混合溶剂溶解后并稀释至刻度。此溶液每毫升相当于2.0mg山梨酸或苯甲酸，山梨酸、苯甲酸标准使用液：吸取适量的山梨酸、苯甲酸标准溶液，以石油醚－乙醚(3＋1)混合溶剂稀释至每毫升相当于50，100，150，200，250mg山梨酸或苯甲酸。
3,仪器：气相色谱仪：具有氢火焰离子化检测器。
4,分析步骤：
5.1　样品提取
称取2.50g事先混合均匀的样品，置于25mL带塞量筒中，加0.5mL盐酸(1＋1)酸化，用15，10mL乙醚提取两次，每次振摇1min，将上层乙醚提取液吸入另一个25mL带塞量筒中。合并乙醚提取液。用3mL氯化钠酸性溶液(40g/L)洗涤两次，静止15min，用滴管将乙醚层通过无水硫酸钠滤入25mL容量瓶中。加乙醚至刻度，混匀。准确吸取5mL乙醚提取液于5mL带塞刻度试管中，置40℃水浴上挥干，加入2mL石油醚－乙醚(3＋1)混合溶剂溶解残渣，备用。
5.2　色谱参考条件：5.2.1　色谱柱：玻璃柱，内径3mm，长2m，内装涂以5%(m/m)DEGS＋1%(m/m)H3PO4固定液的60～80目Chromosorb W AW。
5.2.2　气流速度：载气为氮气，50mL/min(氮气和空气、氢气之比按各仪器型号不同选择各自的最佳比例条件)。
5.2.3　温度：进样口230℃；检测器230℃；柱温170℃。
5.3　测定
进样2μL标准系列中各浓度标准使用液于气相色谱仪中，可测得不同浓度山梨酸、苯甲酸的峰高，以浓度为横坐标，相应的峰高值为纵坐标，绘制标准曲线。 鳞片状或针状结晶。具有苯或甲醛的气味。 微溶于水，溶于乙醇、甲醇、乙醚、氯仿、苯、甲苯、二硫化碳、四氯化碳和松节油。 苯甲酸是重要的酸型食品防腐剂。在酸性条件下，对霉菌、酵母和细菌均有抑制作用，但对产酸菌作用较弱。抑菌的最适pH值为2.5～4.0，一般以低于pH值4.5～5.0为宜。在食品工业用塑料桶装浓缩果蔬汁，最大使用量不得超过2.0g/kg；在果酱(不包括罐头)、果汁(味)型饮料、酱油、食醋中最大使用量1.0g/kg；在软糖、葡萄酒、果酒中最大使用量0.8g/kg；在低盐酱菜、酱类、蜜饯，最大使用量0.5g/kg；在碳酸饮料中最大使用量0.2g/kg。由于苯甲酸微溶于水，使用时可用少量乙醇使其溶解。 苯甲酸是重要的酸型饲料防腐剂。在酸性条件下，对霉菌、酵母和细菌均有抑制作用，但对产酸菌作用较弱。抑菌的最适PH为2.5-4.0，一般以低于PH4.5-5.0为宜。 通常用作定香剂或防腐剂。也用作果汁饮料的保香剂。可作为膏香用入薰香香精。还可用于巧克力、柠檬、橘子、子浆果、坚果、蜜饯型等食用香精中。烟用香精中亦常用之。 苯甲酸和它的钠盐是食品的重要防腐剂。在酸性条件下，对酵母和霉菌的抑制作用，pH值为3时抗菌力量强，而pH为6时对很多霉菌效果很差，故其抑菌最适pH值为2.5-4.0。苯甲酸主要用于生产苯甲酸钠食品防腐剂，染料中间体、农药、增塑剂、媒染剂、医药、香料，还可用作醇酸树脂和聚酰胺树脂的改性剂，用于生产涤纶的原料对苯二甲酸以及用作钢铁设备的防锈剂等。 用于医药、染料载体、增塑剂、香料和食品防腐剂等的生产，也用于醇酸树脂涂料的性能改进；用作制药和染料的中间体, 用于制取增塑剂和香料等, 也作为钢铁设备的防锈剂 碱定量标准。碘定量标准。热值标准。检定铝、硼、铈、铜、铁、铅、锰、汞、镍、硝酸盐、亚硝酸盐、银、钛、钨和钒。测定铝、铜、铁、钛和铀。有机微量分析测定碳、氢、氧和相对分子质量的标准。有机分析中还用于苯甲酰化。

苯甲酸主要用于抗真菌及消毒防腐，也用作抗微生物剂。

因苯甲酸的溶解度小，使用时须经充分搅拌，或溶于少量热水或乙醇。在清凉饮料用的浓缩果汁中使用时，因苯甲酸易随水蒸气挥发，故常用其钠盐。1g钠盐相当于苯甲酸0.847g。

最初由安息香胶干馏或用碱水水解制得，亦可由马尿酸水解制得。苯甲酸的工业生产方法有甲苯液相空气氧化法、次苄基三氯水解法及苯酐脱羧法三种，而以甲苯液相空气氧化法最普遍。甲苯和空气通入盛有环烷酸钴催化剂的反应器中，在反应温度140-160℃，操作压力0.2-0.3MPa的条件下进行反应，生成苯甲酸，经蒸去未反应的甲苯得粗苯甲酸，再经减压蒸馏，重结晶得成品。用邻苯二甲酸酐脱羧法所得最终产品不易精制，而且生产成本高，只在批量不大的医药等产品的制造过程中采用。甲苯氯化法的产品不适于应用于食品。苯甲酸有工业用、食品用、医药用等不同规格。食品级应符合GB1901-80，含量在99.5%以上，熔点121-123℃，并对易氧化物、易碳化物、含氯化合物、灼烧残渣、重金属、砷含量等质量指标作了规定。原料消耗定额：甲苯1140kg/t、环烷酸钴4kg/t。此外，由甲苯生产苯甲醛时可副产苯甲酸。 由甲苯直接液相氧化而得。
由邻苯二甲酸以氧化铅、氧化锌等为催化剂脱羧而得。
由甲苯氯化成三氯甲苯，再用石灰乳及铁粉水解而得。 苯甲酸虽可由甲苯氯化法和邻苯二甲酸脱羧法制得，但目前国内外普遍采用的工业生产方法为以甲苯为原料的液相催化空气氧化法。
将溶有催化剂(萘酸钴、环烷酸钴或醋酸钴)的甲苯和空气分别连续泵入氧化塔(或釜)中，在140~165℃和0.3～0.4MPa的压力下氧化生成苯甲酸。塔顶尾气用冷凝和活性炭吸附的方法回收甲苯后放空；塔釜反应液经常压初馏回收未反应的甲苯、苯甲醇和苯甲醛等轻组分后，再减压蒸馏得苯甲酸；回收的甲苯等返回氧化塔，甲苯的单程转化率可控制在35％以上。
国内每吨苯甲酸的消耗为甲苯1025~1500kg，环烷酸钴约4kg；国外甲苯消耗为每吨820kg。
2C6CH5CH3+3O2[钴盐]→2C6H5COOH 易燃固体 中毒 口服-大鼠 LD50: 1700 毫克/公斤; 口服-小鼠 LD50: 1940 毫克/公斤 皮肤-兔子 500 毫克/24小时 轻度; 眼睛-兔子 100 毫克 重度 与氧化剂反应激烈; 其粉末在氧气中迅速燃烧 明火, 受热较易燃; 燃烧产生刺激烟雾 通风低温干燥; 与氧化剂分开存放 干粉,二氧化碳, 雾状水

[1]切勿与铜农药混用 [2]制剂有分层现象，用时须首先摇匀 [3]与其它农药 混用，应先将本品兑水搅匀后再加入其它药剂 [4]对铜敏感作物，敏感时期应先试验后再使用 [5]存放在阴凉干燥处，冬季放在零下10℃的室内存放