Το **βενζοϊκό οξύ** (αγγλικά *Benzoic acid*) είναι αρωματική οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο, με μοριακό τύπο **C7H6O2**, αν και αποδίδεται συχνότερα με τον αναλυτικότερο τύπο **PhCOOH**. Είναι το απλούστερο αρωματικό καρβοξυλικό οξύ. Το χημικά καθαρό βενζοϊκό οξύ, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δηλαδή σε δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι άχρωμο κρυσταλλικό οξύ. Το όνομά του προήλθε από το «*gum benzoin*», τη μόνη πηγή βενζοϊκού οξέος, για αιώνες. Αλλά, το βενζοϊκό οξύ βρίσκεται με φυσικό τρόπο και σε πολλά άλλα φυτά, χρησιμεύοντας ως πρόδρομη ένωση για τη βιοσύνθεση πολλών δευτερευόντων μεταβολιτών.

Είναι γνωστά πολλά βενζοϊκά άλατα, βενζοϊκοί εστέρες, καθώς και διάφορα άλλα βενζοϊκά «θυγατρικά» παράγωγα, του «μητρικού βενζοϊκού οξέος». Τόσο, η «μητρική» ένωση, όσο και πολλά από τα άμεσα παράγωγά της είναι άμεσα χρήσιμα βιομηχανικά προϊόντα, όπως συντηριτικά τροφίμων ή και σημαντικές πρόδρομες ενώσεις άλλων χρήσιμων οργανικών ενώσεων.

Ιστορία
-------

Το βενζοϊκό οξύ ανακαλύφθηκε το 16ο αιώνα. Η ξηρή απόσταξη του «*gum benzoin*» πρωτοπεριγράφηκε από το Νοστράδαμο (1556), τον Αλέξιο Πεντεμοντάνους (*Alexius Pedemontanus*, 1560) και το Μπλαισέ ντε Βιγκενέρ (*Blaise de Vigenère*, 1596).

Μετά από κάποιες πρωτοπόρες εργασίες το 1830, διαμέσου μιας ποικιλίας πειραμάτων που βασίστηκαν στην αμυγδαλίνη, που λαμβάνεται από τα πικραμύγδαλα (δηλαδή τον καρπό του *Prunus dulcis*) , από τους Πιερ Ρομπικέτ (*Pierre Robiquet*) και Αντουάν Μπουτρόν-Χαρλάρντ (*Antoine Boutron-Charlard*), δυο Γάλλους χημικούς, παράχθηκε βενζαλδεΰδη (PhCHO). Απέτυχαν, όμως, να εξακριβώσουν, με ποσοτικό τρόπο, τη δομή της αμυγδαλίνης και έτσι δεν πιστώθηκαν με την ταυτοποίηση της βενζοϊκής ρίζας (PhCOO·). Αυτό το βήμα πραγματοποιήθηκε αργότερα, από τους Γιούστους φον Λήμπιχ (*Justus von Liebig*) και Φρήντριχ Βέλερ (*Friedrich Wöhler*), που καθόρισαν τη δομή του βενζοϊκού οξέος το 1832. Αυτοί αργότερα ερεύνησαν πώς το ιππουρικό οξύ (PhCONHCH2COOH) σχετίζεται με το βενζοϊκό οξύ.

Το 1875 ο Σαλκόβσκι (*Salkowski*) ανακάλυψε τις αντισηπτικές ιδιότητες του βενζοϊκού οξέος, που ήδη για πολύ καιρό χρησιμοποιούνταν ως συντηρητικό.

Επίσης, το βενζοϊκό οξύ είναι μια από τις χημικές ενώσεις που βρίσκονται στο καστορέλαιο, το οποίο είναι ένα υγρό μείγμα που συλλέγεται από τους καστορικούς σάκους.

Παραγωγή
--------

Κρύσταλλοι βενζοϊκού οξέος
### Βιομηχανική

Το βενζοϊκό οξύ παράγεται βιομηχανικά με καταλυτική μερική οξείδωση τολουολίου από ατμοφαιρικό οξυγόνο. Η αντίδραση αυτή καταλύεται από ναφθαλινικό κοβάλτιο ή ναφθαλινικό μαγγάνιο. Η διεργασία αυτή χρησιμοποιεί φθηνές πρόδρομες ύλες και παρουσιάζει υψηλή απόδοση.

{\displaystyle \mathrm {PhCH\_{3}+2O\_{2}{\xrightarrow {Co\ {\acute {\eta }}\ Mn}}PhCOOH+H\_{2}O} }

### Εργαστηριακές - εναλλακτικές μέθοδοι

* Το παραγόμενο με τις παρακάτω μεθόδους βενζοϊκό οξύ ανακρυσταλλώνεται συνήθως με νερό, στο οποίο είναι σχετικά ευδιάλυτο σε υψηλή θερμοκρασία (π.χ. κοντά στο σημείο ζέσης του) και δυσδιάλυτο σε χαμηλή (παγόλουτρο). Εναλλακτικοί διαλύτες για την ανακρυστάλλωση του βενζοϊκού οξέος είναι το αιθανικό οξύ (άνυδρο και σε μίγματα με νερό), το βενζόλιο, η προπανόνη, ο πετρελαϊκός αιθέρας και μίγματα αιθανόλης - νερού.

1. Με οξείδωση τολουολίου με υπερμαγγανικό κάλιο (KMnO4):

{\displaystyle \mathrm {3PhCH\_{3}+2KMnO\_{4}+H\_{2}SO\_{4}{\xrightarrow {}}3PhCOOH+2MnO\_{2}+K\_{2}SO\_{4}+4H\_{2}O} }

2. Με οξείδωση 1,2-διφαινυλοαιθένιου με υπερμαγγανικό κάλιο:

{\displaystyle \mathrm {3PhCH=CHPh+8KMnO\_{4}+4H\_{2}SO\_{4}{\xrightarrow {}}6PhCOOH+8MnO\_{2}+4K\_{2}SO\_{4}+4H\_{2}O} }

3. Με οξείδωση βενζυλικής αλκοόλης:

{\displaystyle \mathrm {3PhCH\_{2}OH+4KMnO\_{4}+2H\_{2}SO\_{4}{\xrightarrow {}}3PhCOOH+4MnO\_{2}+2K\_{2}SO\_{4}+5H\_{2}O} }

4. Με οξείδωση βενζαλδεΰδης:

{\displaystyle \mathrm {3PhCHO+K\_{2}Cr\_{2}O\_{7}+H\_{2}SO\_{4}{\xrightarrow {}}3PhCOOH+Cr\_{2}O\_{3}+K\_{2}SO\_{4}+3H\_{2}O} }

5. Με οξειδοαναγωγή βενζαλδεΰδης, μέθοδος Cannizzaro:

{\displaystyle \mathrm {2PhCHO+KOH{\xrightarrow {-PhCH\_{2}OH}}+PhCOOK{\xrightarrow {+HCl}}PhCOOH+KCl} }

6. Από φαινυλοαλογονίδιο 

α. Με αντίδραση Fittig:

{\displaystyle \mathrm {PhX+2Na{\xrightarrow {-NaX}}PhNa{\xrightarrow {+XCOOH}}PhCOOH+NaX} }

β. Μέσω ενώσεων Grignard:

{\displaystyle \mathrm {PhX+Mg{\xrightarrow {|Et\_{2}O|}}PhMgX{\xrightarrow {+CO\_{2}}}PhCOOMgX{\xrightarrow {+H\_{2}O}}PhCOOH+Mg(OH)X} }

7. Από βενζονιτρίλιο με υδρόλυση:

{\displaystyle \mathrm {PhCN+H\_{2}O{\xrightarrow {}}PhCONH\_{2}{\xrightarrow {+H\_{2}O}}PhCOONH\_{4}{\xrightarrow {+HCl}}PhCOOH+NH\_{4}Cl} }

8. Από βενζόλιο και φωσγένιο με αντίδραση Friedel-Crafts:

{\displaystyle \mathrm {PhH+COCl\_{2}{\xrightarrow {AlX\_{3}}}PhCOCl{\xrightarrow[{H^{+}}]{+H\_{2}O}}PhCOOH+HCl} }

Παράγωγα
--------

### Ως καρβονικό οξύ

1. Έχει όξινο χαρακτήρα και άρα σχηματίζει άλατα. Π.χ.:

{\displaystyle \mathrm {PhCOOH+NaOH{\xrightarrow {}}PhCOONa+H\_{2}O} }

2. Αποκαρβοξυλίωση (αποτελεσματικότερη στα άλατά του):

α. Θερμική προς βενζόλιο:

{\displaystyle PhCOOH{\xrightarrow {\triangle }}PhH+CO\_{2}}

β. Ηλεκτρολυτική (μέθοδος Kolbe) προς διφαινύλιο:

{\displaystyle 2PhCOOH{\xrightarrow {\eta \lambda \epsilon \kappa \tau \rho {\acute {o}}\lambda \upsilon \sigma \eta }}Ph\_{2}+2CO\_{2}+H\_{2}}

γ. Με θέρμανση αλάτων του με ασβέστιο (ή βάριο) παράγεται βενζοφαινόνη:

{\displaystyle \mathrm {(PhCOO)\_{2}Ca{\xrightarrow {\triangle }}PhCOPh+CaCO\_{3}\downarrow } }

δ. Με επίδραση βρωμίου σε βενζοϊκό άργυρο παράγεται φαινυλοβρωμίδιο- Αντίδραση Hunsdiecker:

{\displaystyle \mathrm {PhCOOAg+Br\_{2}{\xrightarrow {}}PhBr+AgBr\downarrow +CO\_{2}\uparrow } }

3. Αναγωγή προς βενζυλική αλκοόλη:

{\displaystyle \mathrm {2PhCOOH+LiAlH\_{4}{\xrightarrow {}}2PhCH\_{2}OH+LiAlO\_{2}} }

4. Εστεροποίηση προς βενζοϊκό αλκυλεστέρα:

{\displaystyle \mathrm {PhCOOH+ROH{\overrightarrow {\longleftarrow }}PhCOOR=H\_{2}O} }

5. Με χλωριωτικά μέσα προς βενζοϋλοχλωρίδιο:

α. Με SOCl2:

{\displaystyle \mathrm {PhCOOH+SOCl\_{2}{\xrightarrow {}}PhCOCl+SO\_{2}+HCl} }

β. Με PCl5:

{\displaystyle \mathrm {PhCOOH+PCl\_{5}{\xrightarrow {}}PhCOCl+POCl\_{3}+HCl} }

γ. Με PCl3:

{\displaystyle \mathrm {3PhCOOH+PCl\_{3}{\xrightarrow {}}3PhCOCl+H\_{3}PO\_{3}} }

### Ως αρωματική ένωση

* Η παρουσία του καρβοξυλίου απενεργοποιεί σημαντικά τον βενζολικό δακτύλιο στο βενζοϊκό οξύ. Άρα οι αντίστοιχες αντιδράσεις γίνονται αρκετά πιο αργά απ' ό,τι στο βενζόλιο και παράγονται κυρίως μ-διπαράγωγα του βενζολίου:

1. Με νίτρωση παράγει μ-νιτροβενζοϊκό οξύ:

{\displaystyle \mathrm {PhCOOH+HNO\_{3}{\xrightarrow {\pi .H\_{2}SO\_{4}}}\mu -O\_{2}NC\_{6}H\_{4}COOH+H\_{2}O} }

2. Με σουλφούρωση παράγει μ-σουλφοξυβενζοϊκό οξύ:

{\displaystyle \mathrm {PhCOOH+H\_{2}SO\_{4}{\xrightarrow {}}\mu -HSO\_{3}C\_{6}H\_{4}COOH+H\_{2}O} }

3. Με αλογόνωση παράγει μ-αλοβενζοϊκό οξύ:

{\displaystyle \mathrm {PhCOOH+X\_{2}{\xrightarrow {AlX\_{3}}}\mu -XC\_{6}H\_{4}COOH+H\_{2}O} }

* όπου Χ Cl ή Br. Τα άλλα αλοβενζοϊκά οξέα προκύπτουν σε δεύτερη φάση με υποκατάσταση αυτών με χρήση HI ή Hg2F2, αντίστοιχα.
* Ειδικά για το βρώμιο καλύτερος καταλύτης είναι ο FeBr2.

4. Αλκυλίωση κατά Friedel-Crafts:

{\displaystyle \mathrm {PhCOOH+RX{\xrightarrow {AlX\_{3}}}\mu -RC\_{6}H\_{4}COOH+RX} }

5. Ακυλίωση κατά Friedel-Crafts:

{\displaystyle \mathrm {PhCOOH+RCOX{\xrightarrow {AlX\_{3}}}\mu -RC\_{6}H\_{4}COOH+HX} }

6. Αναγωγή προς κυκλοεξυλομεθανικό οξύ: 

{\displaystyle \mathrm {PhCOOH+3H\_{2}{\xrightarrow {Pt}}C\_{6}H\_{11}COOH} } (κυκλοεξυλομεθανικό οξύ)

### Παρεμβολή καρβενίων

* Π.χ. μεθυλενίου:

{\displaystyle \mathrm {PhCOOH+CH\_{2}N\_{2}{\xrightarrow {hv}}N\_{2}+{\frac {5}{12}}CH\_{3}C\_{6}H\_{4}COOH+{\frac {1}{2}}C\_{7}H\_{7}COOH+{\frac {1}{12}}PhCOOCH\_{3}} }

Εφαρμογές
---------

Αυτό το μέτρια ασθενές οξύ και τα άλατά του (κυρίως το βενζοϊκό νάτριο) χρησιμοποιούνται κυρίως ως συντηρητικά τροφίμων (Ε210-Ε213). Επιπλέον αποτελεί μια σημαντική ενδιάμεση ένωση για τη σύνθεση και την παραγωγή πολλών άλλων οργανικών ενώσεων, που χρησιμεύουν ως αρωματικά πρόσθετα τροφίμων, φάρμακα κ.ά..

Αναφορές και σημειώσεις
-----------------------

1. ↑  Δείτε τις εναλλακτικές ονομασίες στον παρακείμενο πίνακα πληροφοριών χημικής ένωσης.
2. ↑  Δείτε το βενζόλιο για περισσότερες σχετικές λεπτομέρειες
3. ↑  «Scientists uncover last steps for benzoic acid creation in plants». Purdue Agriculture News.
4. ↑  Neumüller O-A (1988). *Römpps Chemie-Lexikon* (6 έκδοση). Stuttgart: Frankh'sche Verlagshandlung. ISBN 3-440-04516-1. OCLC 50969944.
5. ↑  *Nouvelles expériences sur les amandes amères et sur l'huile volatile qu'elles fournissent* Robiquet, Boutron-Charlard, Annales de chimie et de physique, 44 (1830), 352–382,
6. ↑  Liebig J, Wöhler F (1832). «Untersuchungen über das Radikal der Benzoesäure». *Annalen der Chemie* **3**: 249–282. doi:10.1002/jlac.18320030302.
7. ↑  Salkowski E (1875). *Berl Klin Wochenschr* **12**: 297–298.
8. ↑  D. D. Perrin; W. L. F. Armarego (1988). *Purification of Laboratory Chemicals* (3rd έκδοση). Pergamon Press. σελ. 94. ISBN 0-08-034715-0.
9. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 411, §19.2Γ.1.
10. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 158, §6.9.8.
11. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.200, §8.4.6α.
12. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.1,2.
13. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.4.
14. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 411, §19.2Γ2.
15. ↑  *Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας* Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 304, §13.7.1
16. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 411, §19.2Γ3.
17. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 285, §12.4.2.
18. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ.285, §12.4.3α.
19. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ.285, §12.4.3β.
20. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ.285, §12.4.3γ.
21. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ.285, §12.4.3δ.
22. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ.285, §12.4.4.
23. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ.285, §12.4.8α.
24. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: Σελ.285, §12.4.8β.
25. ↑  Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982: σελ.355, §16.1.1, σελ.357, §16.1.3Β, σελ.360, §16.5.1.

Πηγές
-----

* Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, *Οργανική Χημεία*, Αθήνα 1972
* Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
* SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
* Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982
* Δημήτριου Ν. Νικολαΐδη: Ειδικά μαθήματα Οργανικής Χημείας, Θεσσαλονίκη 1983.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι
--------------------

|  |  |
| --- | --- |
| Commons logoCommons logo | Τα Wikimedia Commons έχουν πολυμέσα σχετικά με το θέμα   **Βενζοϊκό οξύ** |


|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 

| π • σ • ε
Καρβοξυλικά οξέα |
| --- |
|  |
| **Αλκανικά οξέα** | 
Μυρμηκικό οξύ  · Οξικό οξύ  · Προπιονικό οξύ  · Βουτυρικό οξύ  · Ισοβουτυρικό οξύ  · Βαλερικό οξύ  · Καπροϊκό οξύ  · Εναθικό οξύ  · Καπρυλικό οξύ  · Πελαργονικό οξύ  · Καπρικό οξύ  · Λαυρικό οξύ  · Μυριστικό οξύ  · Παλμιτικό οξύ  · Στεαρικό οξύ  · Αραχιδικό οξύ  · Βαχενικό οξύ  · Λιγνοκερικό οξύ |
|  |
| **Αλκενικά οξέα** | 
Ακρυλικό οξύ  · Κροτονικό οξύ  · 3-βουτενικό οξύ  · Μεθυλοπροπενικό οξύ |
|  |
| **Αλκινικά οξέα** | 
Προπιολικό οξύ |
|  |
| **Αλκαδιενικά οξέα** | 
Σορβικό οξύ |
|  |
| **Αλκανοδιικά οξέα** | 
Οξαλικό οξύ  · Μηλονικό οξύ  · Ηλεκτρικό οξύ  · Γλουταρικό οξύ  · Αδιπικό οξύ |
|  |
| **Αλκενοδιικά οξέα** | 
Μηλεϊνικό οξύ  · Φουμαρικό οξύ |
|  |
| **Αρωματικά οξέα** | 
Βενζοϊκό οξύ  · Φαινυλαιθανικό οξύ  · Κιναμωμικιό οξύ  · Βενζιλικό οξύ  · Φθαλικό οξύ  · Ισαφθαλικό οξύ  · Τερεφθαλικό οξύ  · Ανθρανιλικό οξύ  · Σαλικυλικό οξύ  · Ασπιρίνη  · π-αμινοσαλικυλικό οξύ  · Γαλλικό οξύ  · μ-Διγαλλικό οξύ |
|  |
| **Αλαλκανικά οξέα** | 
Φθοραιθανικό οξύ  · Χλωροξικό οξύ  · Βρωμαιθανικό οξύ  · 2-φθοροπροπιονικό οξύ  · 3-φθοροπροπανικό οξύ  · 2-φθοροβουτανικό οξύ |
|  |
| **Διαλαλκανικά οξέα** | 
Διφθοροξικό οξύ  · Φθοροχλωραιθανικό οξύ  · 2,2-διφθοροπροπανικό οξύ |
|  |
| **Τριαλαλκανικά οξέα** | 
Τριφθοραιθανικό οξύ |
|  |
| **Αλαλκενικά οξέα** | 
2-φθοροπροπενικό οξύ |
|  |
| **Υδροξυοξέα** | 
Γλυκολικό οξύ  · Γαλακτικό οξύ  · Υδρακρυλικό οξύ  · Μηλικό οξύ  · Τρυγικό οξύ  · Κιτρικό οξύ |
|  |
| **Αλδεϋδοξέα** και **κετοξέα** | 
Οξαιθανικό οξύ  · Πυροσταφυλικό οξύ  · α-κετοβουτυρικό οξύ  · Ακετοξικό οξύ |
|  |
| **Υδροθειοξέα** | 
Θειογλυκολικό οξύ |
|  |
| **Νιτροαλκανικά οξέα** | 
Νιτρομεθανικό οξύ  · Νιτροαιθανικό οξύ  · 2-νιτροπροπανικό οξύ  · 3-νιτροπροπανικό οξύ  · 2-νιτροβουτανικό οξύ  · 3-νιτροβουτανικό οξύ  · 4-νιτροβουτανικό οξύ |

 |


|  |  |  |
| --- | --- | --- |
| 

|  |  |
| --- | --- |
| Καθιερωμένοι όροι | 
* WorldCat
* LCCN: sh2003009190
* GND: 4144531-4

 |

 |