苯甲酸又稱安息香酸，分子式為C6H5COOH，,是苯環上的一個氫被羧基（-COOH）取代形成的化合物。常溫為具有苯或甲醛的氣味的鱗片狀或針狀結晶。它的蒸氣有很強的刺激性，吸入後易引起咳嗽。微溶於水，易溶於乙醇、乙醚等有機溶劑。
苯甲酸是弱酸，比脂肪酸強。它們的化學性質相似，都能形成鹽、酯、醯鹵、醯胺、酸酐等，都不易被氧化。苯甲酸的苯環上可發生親電取代反應，主要得到間位取代產物。
苯甲酸以游離酸、酯或其衍生物的形式廣泛存在於自然界中。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，藥用時通常塗在皮膚上，用以治療癬類的皮膚疾病。用於合成纖維、樹脂、塗料、橡膠、菸草工業。最初苯甲酸是由安息香膠乾餾或鹼水水解製得，也可由馬尿酸水解製得。工業上苯甲酸是在鈷、錳等催化劑存在下用空氣氧化甲苯製得；或由鄰苯二甲酸酐水解脫羧製得。苯甲酸及其鈉鹽可用作乳膠、牙膏、果醬或其他食品的抑菌劑，也可作染色和印色的媒染劑。
基本介紹
- 中文名：苯甲酸
- 英文名：Benzoic Acid、Carboxybenzene
- 別稱：安息香酸、苯酸、苯蟻酸、苄酸、息香酸
- 化學式：C6H5COOH
- 分子量：122.1214
- CAS登錄號：65-85-0
- EINECS登錄號：200-618-2
- 熔點：122.13℃
- 沸點：249℃
- 水溶性：微溶於水，溶於乙醇，乙醚等
- 密度：1.2659（15/4℃）
- 外觀：鱗片狀或針狀結晶
- 閃點：121℃~123℃（閉杯）250 °F
- 套用：苯甲酸水楊酸軟膏、防腐劑、定香劑等
- 安全性描述：S26-S45-S37/39-S24-S22-S36/37-S24/25-S23-S53
- 危險性符號：Xn
- 危險性描述：遇高熱、明火或與氧化劑接觸，有引起燃燒的危險。
- 危險品運輸編號：UN 3077 9/PG 3
- RTECS號：DG0875000
研究簡史,理化性質,物理性質,物質結構,化學性質,分布情況,製備方法,實驗室製備,工業製備,套用領域,醫藥用途,防腐劑,定香劑,化工中間體,潤滑劑,塗料助劑,日用,檢測方法,相關法規,安全措施,泄漏應急處理,防護措施,急救措施,注意事項,毒理資料,吸收,毒性表現,健康危害,急性毒性,
研究簡史
苯甲酸於16世紀被發現。
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。
理化性質
物理性質
形態:固體 |
顏色:白色、米黃色、橙色 |
氣味：苯或甲醛的臭味 |
熔點:121-125°C(lit.) |
沸點:249°C(lit.) |
密度:1.08 |
蒸氣密度:4.21 (vs air) |
蒸氣壓:10 mm Hg ( 132 °C) |
折射率:1.504 |
閃點:250°F |
酸度係數(pKa):4.19(at 25℃) |
PH值:2.5-3.5 (H2O, 20℃)(saturated solution) |
水溶解性:0.21g（17.5℃）、0.35g（25℃）、2.2g（75℃）、2.7g（80℃）、5.9g（100℃） |
物質結構
羧基直接與苯環碳原子相連線的最簡單的芳香酸。化學式C6H5COOH。又稱安息香酸。InChI編碼：InChI=1/C7H6O2/c8-7⑼6-4-2-1-3-5-6/h1-5H，（H，8，9）
化學性質
苯甲酸是簡單的芳香族羧酸，具有芳香性，也具有羧酸的性質，因此可發生兩大類化學反應，一是苯環上的取代反應，二是羧基的反應。
酸性
羧酸衍生物的生成
苯甲酸可以與對應試劑反應，生成酯、醯鹵、醯胺、酸酐等羧酸衍生物。
例如，苯甲酸與甲醇在酸的催化下，依循加成—消除機理生成苯甲酸甲酯。
酯化反應又如，苯甲酸與苯胺在180~190℃的溫度下反應，生成苯甲醯苯胺（N-苯甲醯替苯胺），該反應的產率約為84%。
醯胺化反應脫羧反應
苯甲酸可以在加熱條件下，脫去羧基並生成二氧化碳，即發生脫羧反應（屬於取代反應），反應溫度約為150~170℃。
脫羧反應與金屬有機化合物的反應
還原反應
苯甲酸可以催化還原得到苯甲醇，常用的催化劑有ZrO2、CeO2、ZnO、Mo的氧化物。
還原反應親電取代反應
苯甲酸的苯環上可發生芳基親電取代反應，反應主要得到間位取代產物。
例如，苯甲酸與硝酸鈉在濃硫酸的催化下，生成間硝基苯甲酸，在85℃、濃硫酸與硝酸鈉質量比為5：1的條件下，產率約為81.0%。
取代反應親核取代反應
苯甲酸還可以發生芳基親電取代反應，反應主要得到鄰對位取代產物。
分布情況
以游離酸、酯或其衍生物的形式廣泛存在於自然界中，例如，在安息香膠內以游離酸和苄酯的形式存在；在一些植物的葉和莖皮中以游離的形式存在；在香精油中以甲酯或苄酯的形式存在；在馬尿中以其衍生物馬尿酸的形式存在。
製備方法
實驗室製備
原理：甲苯的甲基被酸性高錳酸鉀溶液氧化成羧酸，生成苯甲酸，鉀鹽（K2SO4）、錳鹽（MnSO4）和水。
方程式如下：
實際上在PH=7時，甲苯+高錳酸鉀→苯甲酸鉀+氫氧化鉀+二氧化錳+水
藥品與用量：甲苯1.5g（1.7ml，0.016mol）、高錳酸鉀5g（0.032mol）、十六烷基三甲基溴化銨0.1g。
操作流程：用100ml的圓底燒瓶。安裝回流裝置。向反應瓶中分別加入5g高錳酸鉀，0.1g十六烷基三甲基溴化銨，1.7ml甲苯及50ml水，攪拌加熱沸騰（劇烈攪拌，猛烈沸騰），保持反應物溶液平穩沸騰。
當大量棕色沉澱生成，高錳酸鉀的紫色變淺或消失，甲苯層消失時，反應基本結束。過濾出二氧化錳沉澱，濾液用濃鹽酸酸化，析出苯甲酸的沉澱，抽濾得粗產品。
粗產品用水重結晶。在沸水浴上乾燥，稱量，測其熔點。
工業製備
目前國內外普遍採用的工業生產方法為以甲苯為原料的液相催化空氣氧化法。將溶有催化劑（奈酸鈷、環烷酸鈷或醋酸鈷）的甲苯和空氣分別連續泵入氧化塔（或釜）中，再140-165℃和0.3-0.4MPa的壓力下氧化生成苯甲酸，經蒸去未反應的甲苯得粗苯甲酸，再經減壓蒸餾，重結晶得成品。
塔頂尾氣用冷凝和活性炭吸附的方法回收甲苯後放空；塔釜反應液經常壓初餾回收未反應的甲苯、苯甲醇和苯甲醛等輕組分後，再減壓蒸餾得苯甲酸；回收的甲苯等返回氧化塔，甲苯的單程轉化率可控制在35%以上。國內每噸苯甲酸的消耗為甲苯1025-1500kg，環烷酸鈷約4kg；國外甲苯消耗為每噸820kg。
套用領域
醫藥用途
苯甲酸可以製作苯甲酸水楊酸軟膏，苯甲酸水楊酸軟膏是以苯甲酸、水楊酸為主要原料，加入羊毛脂、黃凡士林製成的藥劑。其中，苯甲酸與水楊酸聯合，可以治療成人皮膚真菌病，淺部真菌感染如體癬、手癬及足癬等疾病。
防腐劑
苯甲酸可以用作食品、飼料、乳膠、牙膏的防腐劑。在酸性條件下，對黴菌、酵母和細菌均有抑制作用，但對產酸菌作用較弱。苯甲酸分子態的抑菌活性較離子態高，故PH小於4時，抑菌活性高，抑菌的最適pH值為2.5～4.0，一般以低於pH值4.5～5.0為宜。由於苯甲酸對水的溶解度低，故實際多是加適量的碳酸鈉或碳酸氫鈉，用90℃以上熱水溶解，使其轉化成苯甲酸鈉鈉後才添加到食品中。若必須使用苯甲酸，可先用適量乙醇溶解後再套用。由於苯甲酸對水的溶解度比苯甲酸鈉低，因此在酸性食品中使用苯甲酸鈉時，要注意防止由於苯甲酸鈉轉變成苯甲酸而造成沉澱和降低其使用效果。苯甲酸在醬油、清涼飲料中可與對-羥基苯甲酸酯類一起使用而增效。
定香劑
苯甲酸可以用作果汁飲料的定香劑。可作為膏香用入薰香香精。還可用於朱古力、檸檬、橘子、子漿果、堅果、蜜餞型等食用香精中。煙用香精中亦常用之。因苯甲酸的溶解度小，使用時須經充分攪拌，或溶於少量熱水或乙醇。在清涼飲料用的濃縮果汁中使用時，因苯甲酸易隨水蒸氣揮發，故常用其鈉鹽。
化工中間體
苯甲酸可以作為生產苯甲酸酯和苯二甲酸酯的中間體，苯甲酸酯和苯二甲酸酯是重要的增塑劑。苯甲酸經溴化反應可以製得溴苯甲酸，間-溴苯甲酸可以作為電照像材料的粘合劑。也可以用作製藥和染料的中間體，用於製取增塑劑和香料等。
潤滑劑
苯甲酸鈉可以作為金屬加工、藥品生產中的潤滑劑。
塗料助劑
將苯甲酸引入醇酸樹脂之後可使漆膜快乾，但又不似苯乙烯那樣不耐溶劑。改性後的醇酸樹脂製成的漆膜的光澤、硬度和耐水性等都有所提高。也可作染色和印色的媒染劑。
日用
檢測方法
方法名稱：苯甲酸原料藥—苯甲酸的測定—中和滴定法
套用範圍：該方法採用滴定法測定苯甲酸原料藥中苯甲酸的含量。
該方法適用於苯甲酸原料藥。
方法原理：供試品加中性稀乙醇（對酚酞指示液顯中性）溶解後，加酚酞指示液，用氫氧化鈉滴定液滴定，並將滴定的結果用空白試驗校正，根據滴定液使用量，計算苯甲酸的含量。
試劑：
1. 中性稀乙醇（對酚酞指示液顯中性）
⒉ 氫氧化鈉滴定液（0.1mol/L）
⒊ 酚酞指示液
⒋ 基準鄰苯二甲酸氫鉀
儀器設備：
試樣製備：
1. 氫氧化鈉滴定液（0.1mol/L）
配製：取氫氧化鈉適量，加水振搖使溶解成飽和溶液，冷卻後，置聚乙烯塑膠瓶中，靜置數日，澄清後備用。取澄清的氫氧化鈉飽和溶液5.6mL，加新沸過的冷水使成1000mL，搖勻。
標定：取在105℃乾燥至恆重的基準鄰苯二甲酸氫鉀約0.6g，精密稱定，加新沸過的冷水50mL，振搖，使其儘量溶解，加酚酞指示液2滴，用本液滴定，在接近終點時，應使鄰苯二甲酸氫鉀完全溶解，滴定至溶液顯粉紅色。每1mL氫氧化鈉滴定液（0.1mol/L）相當於20.42mg的鄰苯二甲酸氫鉀。根據本液的消耗量與鄰苯二甲酸氫鉀的取用量，算出本液的濃度。
貯藏：置聚乙烯塑膠瓶中，密封保存；塞中有2孔，孔內各插入玻璃管1支，1管與鈉石灰管相連，1管供吸出本液使用。
⒉ 酚酞指示液
取酚酞1g，加乙醇100mL使溶解。
操作步驟：精密稱取供試品約0.25g，加中性稀乙醇（對酚酞指示液顯中性）25mL溶解後，加酚酞指示液3滴，用氫氧化鈉滴定液（0.1mol/L）滴定。每1mL氫氧化鈉滴定液（0.1mol/L）相當於12.21mg的C7H6O2。
註：“精密稱取”系指稱取重量應準確至所稱取重量的千分之一。“精密量取”系指量取體積的準確度應符合國家標準中對該體積移液管的精度要求。
相關法規
《食品添加劑使用衛生標準》（GB2760-2014）規定標準：
| 食品分類號 | 食品名稱 | 最大使用量(g/kg) | 備註 |
|---|---|---|---|
03.03 | 風味冰、冰棍類 | 1.0 | 以苯甲酸計 |
04.01.02.05 | 果醬（罐頭除外） | 1.0 | 罐頭除外。以苯甲酸計 |
04.01.02.08 | 蜜餞涼果 | 0.5 | 以苯甲酸計 |
04.02.02.03 | 醃漬的蔬菜 | 1.0 | 以苯甲酸計 |
05.02.01 | 1.5 | 以苯甲酸計 | |
05.02.02 | 除膠基糖果以外的其他糖果 | 0.8 | 以苯甲酸計 |
11.05 | 1.0 | 以苯甲酸計 | |
12.03 | 1.0 | 以苯甲酸計 | |
12.04 | 1.0 | 以苯甲酸計 | |
12.05 | 醬及醬製品 | 1.0 | 以苯甲酸計 |
12.10 | 0.6 | 以苯甲酸計 | |
12.10.02 | 半固體複合調味料 | 1.0 | 以苯甲酸計 |
12.10.03 | 液體複合調味料（不包括12.03，12.04） | 1.0 | 以苯甲酸計 |
14.02.02 | 濃縮果蔬汁（漿）（僅限食品工業用） | 2.0 | 僅限食品工業用。以苯甲酸計，固體飲料按稀釋倍數增加使用量 |
14.02.03 | 果蔬汁（漿）類飲料 | 1.0 | 以苯甲酸計，固體飲料按稀釋倍數增加使用量 |
14.03 | 蛋白飲料 | 1.0 | 以苯甲酸計，固體飲料按稀釋倍數增加使用量 |
14.04 | 0.2 | 以苯甲酸計，固體飲料按稀釋倍數增加使用量 | |
14.05 | 茶、咖啡、植物（類）飲料 | 1.0 | 以苯甲酸計，固體飲料按稀釋倍數增加使用量 |
14.07 | 特殊用途飲料 | 0.2 | 以苯甲酸計，固體飲料按稀釋倍數增加使用量 |
14.08 | 風味飲料 | 1.0 | 以苯甲酸計，固體飲料按稀釋倍數增加使用量 |
15.02 | 0.4 | 以苯甲酸計 | |
15.03.03 | 0.8 | 以苯甲酸計 |
安全措施
泄漏應急處理
防護措施
呼吸系統防護：空氣中濃度超標時，戴面具式呼吸器。緊急事態搶救或撤離時，建議佩戴自給式呼吸器。
眼睛防護：戴化學安全防護眼鏡。
防護服：穿防酸鹼工作服。
手防護：戴防化學品手套。
其它：工作後，淋浴更衣。注意個人清潔衛生。定期體檢。
急救措施
皮膚接觸：脫去污染的衣著，用大量流動清水徹底沖洗。
眼睛接觸：立即翻開上下眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。呼吸困難時給輸氧。呼吸停止時，立即進行人工呼吸。就醫。
食入：誤服者漱口，飲牛奶或蛋清，就醫。
滅火方法：霧狀水、泡沫、二氧化碳、乾粉、砂土。
注意事項
外用該品局部可能有輕度刺激。油膏劑不宜貯存於溫度過高處。
環境危害：對環境有危害，對水體和大氣可造成污染。
燃爆危險：該品可燃，具刺激性。
危險特性：遇明火、高熱可燃。
毒理資料
對微生物有強烈的毒性，但其鈉鹽的毒性則很低。對大鼠經口LD50:1700mg/kg。每日口服0.5g以下，對體並無毒害，甚至用量不超過4g對健康也無損害。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
吸收
口服攝入苯甲酸和苯甲酸鈉後，胃腸道的實驗動物或人類，可以假定100%吸收。在人類中，達到血漿濃度峰值在1 - 2小時。
毒性表現
皮膚危害：發紅，燃燒的感覺，瘙癢。
吸入危害：咳嗽，喉嚨痛。
眼睛危害：發紅，疼痛。
誤吞危險：腹痛，噁心，嘔吐。
健康危害
侵入途徑：吸入、食入。
健康危害：對皮膚有輕度刺激性。蒸氣對上呼吸道、眼和皮膚產生刺激。該品在一般情況下接觸無明顯的危害性。
急性毒性
危險特性：遇高熱、明火或與氧化劑接觸，有引起燃燒的危險。
