В каких ягодах содержится бензойная к
Бензо́йная кислота́ C6H5СООН — простейшая одноосновная карбоновая кислота ароматического ряда.
История[править | править код]
Впервые выделена возгонкой в 16 веке из бензойной смолы (росного ладана), отсюда и получила своё название. Этот процесс был описан у Нострадамуса (1556), а затем у Жироламо Рушелли (1560, под псевдонимом Alexius Pedemontanus) и у Блеза де Виженера (1596).
В 1832 году немецкий химик Юстус фон Либих определил структуру бензойной кислоты. Он также исследовал, как она связана с гиппуровой кислотой.
В 1875 немецкий физиолог Эрнст Леопольд Зальковский исследовал противогрибковые свойства бензойной кислоты, которая долгое время использовалась в консервировании фруктов.
Физические свойства[править | править код]
Бензойная кислота — белые кристаллы, плохо растворимые в воде, хорошо — в этаноле, хлороформе и диэтиловом эфире. Бензойная кислота является, подобно большинству других органических кислот, слабой кислотой (pKa 4,21).
Чистая кислота имеет температуру плавления 122,4 °C, температуру кипения 249 °C.
Легко возгоняется; перегоняется с водяным паром, поэтому неэффективно повышать концентрацию водных растворов бензойной кислоты упариванием раствора.
Получение[править | править код]
Бензойную кислоту можно получить окислением толуола сильными окислителями, такими, например, как перманганат калия, оксид хрома (VI), азотная или хромовая кислота, а также декарбоксилированием фталевой кислоты.
В промышленных масштабах бензойную кислоту получают окислением толуола кислородом на катализаторе (нафтената марганца или кобальта).
Лабораторный синтез и очистка[править | править код]
Химический продукт — бензойная кислота — дешёв и легкодоступен. Поэтому к лабораторному синтезу профессиональные химики прибегают редко.
Демонстрационный синтез осуществляется в учебных целях.
Очистку бензойной кислоты удобно проводить перекристаллизацией из растворителя, обычно, из воды. Другие растворители пригодные для перекристаллизации: уксусная кислота (ледяная и водный раствор), бензол, ацетон, петролейный эфир и смесь этанола с водой.
Гидролиз[править | править код]
Бензамид и бензонитрил гидролизуются в воде в присутствии кислоты или основания до бензойной кислоты.
Реакция Канниццаро[править | править код]
Бензальдегид в основной среде претерпевает преобразование по реакции Канниццаро. В итоге получается бензойная кислота и бензиловый спирт.
Реакция Гриньяра[править | править код]
Из бромбензола по реакции карбоксилирования фенилмагнийбромида.
Окисление[править | править код]
Толуол или бензиловый спирт могут быть окислены подкисленным раствором перманганата калия до бензойной кислоты:
История получения[править | править код]
Первый производственный процесс включал в себя гидролиз бензолтрихлорида под действием гидроксида кальция в воде в присутствии железа или его солей в качестве катализатора. Образующийся бензоат кальция переводили в бензойную кислоту обработкой соляной кислотой. Продукт содержал значительное количество хлорпроизводных бензойной кислоты, поэтому не использовался в качестве пищевой добавки. В настоящее время в пищу используется бензойная кислота, получаемая синтетически.
Применение[править | править код]
Калориметрия[править | править код]
Бензойная кислота используется как вещество в качестве теплового стандарта для калибровки калориметров по температуре и теплоёмкости, так как теплота кристаллизации и плавления хорошо известны и воспроизводимы.
Сырьё[править | править код]
Бензойная кислота служит для получения многих реактивов, наиболее значимые из них:
- Бензоилхлорид, C6H5C(O)Cl, получается обработкой бензойной кислоты тионилхлоридом, фосгеном или хлоридами фосфора PCl3 и PCl5. C6H5C(O)Cl — важное исходное вещество для некоторых производных бензойной кислоты, таких как бензилбензоат, используемый как искусственный ароматизатор и репеллент.
- Бензоатные пластификаторы, такие как гликоль-, диэтиленгликоль- и триэтиленгликолевые эфиры, получаемые переэтерефикацией метилбензоата с соответствующим диолом. Альтернативно эти вещества получаются действием бензоилхлорида на соответствующий диол. Эти пластификаторы используются с соответствующими эфирами терефталевой кислоты.
- Фенол, C6H5OH, получаемый окислительным декарбоксилированием при 300—400 °C. Необходимая температура, может быть понижена до 200 °C добавлением каталитических количеств солей меди (II). Далее фенол может быть конвертирован в циклогексанол, который служит исходным веществом в синтезе нейлона.
Консервант[править | править код]
Бензойную кислоту и её соли используют при консервировании пищевых продуктов (пищевые добавки E210, E211, E212, E213).
Бензойная кислота, блокируя ферменты, замедляет обмен веществ во многих одноклеточных микроорганизмах и грибках. Она подавляет рост плесени, дрожжей и некоторых бактерий.
В пищевые продукты её добавляют в чистом виде или в виде натриевой, калиевой или кальциевой соли.
Губительное действие на микрофлору начинается с абсорбции бензойной кислоты липидной стенкой клетки.
Поскольку через стенку клетки может проникнуть только недиссоциированная кислота, бензойная кислота проявляет антимикробное действие только в кислых пищевых продуктах.
Если внутриклеточный pH 5 или меньше, анаэробная ферментация глюкозы через фосфорфруктокиназу уменьшается на 95 %. Эффективность бензойной кислоты и бензоатов зависит от кислотности (pH) пищи.
Кислая пища, напитки, такие, как фруктовые соки, (содержащие лимонную кислоту), газированные напитки, содержащие в растворе (углекислый газ), безалкогольные напитки с (фосфорной кислотой), соленья (молочная кислота) и другие кислые пищевые продукты консервируются бензойной кислотой и её солями.
Принятые и оптимальные концентрации бензойной кислоты при консервации пищи 0,05—0,1 %.
Медицина[править | править код]
Бензойную кислоту применяют в медицине при кожных заболеваниях, как наружное антисептическое (противомикробное) и фунгицидное (противогрибковое) средства, при трихофитиях и микозах, а её натриевую соль, — бензоат натрия — как отхаркивающее средство.
Другие применения[править | править код]
Эфиры бензойной кислоты (со спиртами от метилового до амилового) обладают сильным и приятным запахом и применяются в парфюмерной промышленности.
Некоторые другие производные бензойной кислоты, такие как, например, хлор- и нитробензойные кислоты, широко применяются для синтеза красителей.
Биологическое действие и влияние на здоровье человека[править | править код]
Бензойная кислота в свободном виде и виде сложных эфиров встречается в составе многих растений и животных. Значительное количество бензойной кислоты находится в ягодах (около 0,05 %). Зрелые плоды некоторых видов вакциниума содержат большое количество свободной бензойной кислоты. Например, в бруснике — до 0,20 % в спелых ягодах, и в клюкве — до 0,063 %. Бензойная кислота также образуется в яблоках после заражения грибком Nectria galligena. Среди животных, бензойная кислота обнаружена в основном во всеядных или фитофагных видах, например, во внутренних органах и мускулах тундряной куропатки (Lagopus muta), также как и в выделениях самцов овцебыка или азиатского слона.
Бензойная смола содержит до 20 % бензойной кислоты и 40 % бензойных эфиров.
Бензойная кислота присутствует, как часть гиппуровой кислоты (N-бензоилглицин) в моче млекопитающих, особенно травоядных животных. Бензойная кислота хорошо всасывается, через коэнзим А связывается с аминокислотой глицином в гиппуровую кислоту и в таком виде выводится через почки. Человек выделяет около 0,44 г/л гиппуровой кислоты в день в моче и больше, если находится в контакте с толуолом или бензойной кислотой.
Для человека считается безопасным потребление 5 мг/кг массы тела в день. Кошки имеют гораздо более низкую толерантность к бензойной кислоте, чем мыши и крысы. Летальная доза для кошек — 300 мг/кг массы тела. Оральная ЛД50 для крыс 3040 мг/кг, для мышей 1940—2260 мг/кг.
Бензольное кольцо[править | править код]
Электрофильное ароматическое присоединение происходит по 3-му положению из-за электроноакцепторных свойств карбоксильной группы. Второе замещение происходит сложнее (правая часть) благодаря деактивации нитрогруппой. Наоборот, при введении электронодонорного заместителя (например, алкила), второе замещение происходит легче.
Карбоксильная группа[править | править код]
Все реакции, характерные для карбоксильной группы, возможны с бензойной кислотой:
- Эфиры бензойной кислоты — продукты кислотнокатализируемой реакции со спиртами
- Амиды бензойной кислоты легко доступны, используя для их синтеза активированные производные(такие как бензоилхлорид), или сочетающие реагенты используемые в пептидном синтезе такие как ДЦГК и ДМАП.
- Более активный бензойный ангидрид образуется при дегидратации уксусным ангидридом или оксидом фосфора
- Высокоактивные галогенангидриды легко получаются действием хлоридом фосфора(V) или тионилхлорида
- Ортоэфиры могут быть получены в сухих условиях реакцией бензонитрила в кислой среде со спиртами
- Восстановление до бензальдегида или бензилового спирта возможно при использовании LiAlH4 или борогидрида натрия
- Декарбоксилирование серебряной соли может быть проведено при нагревании, бензойная кислота может быть декарбоксилирована при нагревании с сухими щёлочами или гидроксидом кальция.
- Бензойная кислота образует соли
Производные[править | править код]
- 2,3-дигидроксибензойная кислота (пирокатехиновая кислота)
- 2,4-дигидроксибензойная кислота (бета-резорциловая кислота)
- 2,5-дигидроксибензойная кислота (гентизиновая кислота)
- 2,6-дигидроксибензойная кислота (гамма-резорциловая кислота)
- 3,4-дигидроксибензойная кислота (протокатехиновая кислота)
- 3,5-дигидроксибензойная кислота (альфа-резорциловая кислота)
- 3-нитробензойная кислота
- 3,5-динитробензойная кислота
- Толуиловые кислоты
Соли[править | править код]
Соли бензойной кислоты называются бензоатами, например:
- Бензоат аммония
- Бензоат лития
- Бензоат натрия
- Бензоат магния
- Бензоат марганца
- Бензоат меди(II)
- Бензоат ртути(II)
- Бензоат свинца(II)
- Бензоат серебра
Примечания[править | править код]
- Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (Абл-Дар). — 623 с.
- Бензойная кислота // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
Ссылки[править | править код]
- Елена Шаталова. «Среда обитания». «Продукты вечной молодости» (недоступная ссылка). — Программа Первого канала. Дата обращения 22 ноября 2011. Архивировано 21 ноября 2011 года.
- https://web.archive.org/web/20130423163348/https://www.nordspb.ru/benzoesaure
Примечания[править | править код]
Буду продолжать свою личную энциклопедию самых вредных пищевых добавок.
Все конечно знают, что консерванты вредны. И самый вредный из них (по странному совпадению он же самый популярный) — это Бензоат Натрия. Он же E211.
Несколько фактов про бензоат
1. Бензоат натрия используется в качестве консерванта в пищевой промышленности. Разрешенная дозировка (pdf) составляет: 0,15 кг/тонну в безалкогольные напитки, 0,5 кг/тонну в соусы жирностью более 60%, 1 г/кг в соусы жирностью менее 60% и до 5 кг/тонну яиц и яичных продуктов.
2. LD50 (для мышек) 1400 мг/кг. В опытах на мышах установлено (pdf), что при потреблении до 500 мг/кг веса ежедневно не возникает никаких вредных последствий для здоровья. В связи с этим для человека допустимое суточное потребление установлено на уровне в 100 раз меньше безопасного для мышей — 5 мг/кг. Для человека массой 70 кг это равносильно 0,35 г или около 2,5 литров газировки, 700 гр высокожирного майонеза или 350 гр легкого майонеза.
3. Основные потребители данного консерванта – производители напитков и соусов (майонезов), но не только. В кислой среде бензойная кислота и ее соли предотвращают развитие микробов (в частности дрожжей, развитие которых крайне нежелательно в продуктах), а так же рост плесени и образование афлатоксинов (pdf). В отличие от антибиотиков, консервант не убивает вредную флору и фауну, а лишь препятствует ее росту и размножению путем ингибирования реакций окисления сахаров (или здесь). То есть сильно мешает нормально питаться.
4. Консервирующим действием обладает только недиссоциированная бензойная кислота (pdf). Для ее работы показатель кислотность должен быть ниже 4,2, желательно в пределах 2,5-4. В нейтральной или щелочной среде антимикробная активность низка или равна нулю. Именно поэтому бензоат достаточно редко добавляют в масло, мясо, рыбу – то есть продукты с кислотностью выше 6. В случае рыбы использование бензоата приводит не столько к замедлению порчи, сколько к предотвращению образования дурно пахнущего триметиламина..
5. В кишечнике человека кислотность составляет 6-9, в таких условиях бензойная кислота работает крайне неэффективно, если работает вообще. Можно говорить о том, что его влияние на нашу микрофлору минимально. Да и не задерживается она в кишечнике, пищеварение и метаболизм, знаете те ли.
6. В организме бензойная кислота не подавляет жизнедеятельность наших клеток и не накапливается. Она спокойно выводится с мочой в виде гиппуровой кислоты (продукт взаимодействия глицина и бензоата). Это естественный для млекопитающих (и не только) способ избавления организма от бензойных кислот, которые являются продуктом нашего метаболизма и привычным элементом нашего рациона. Бредовый миф про то, что трупы не гниют, потому что пропитаны консервантами, остается бредовым мифом.
7. О бензойной кислоте в клюкве писали еще в далеком 1909 году (pdf), содержание в сухой ягоде составляет 0,45%. Если вы приготовите дома морс из 100 гр сухой клюквы и 3х литров воды, то концентрация бензоата в нем будет соответствовать современному газированному напитку. В свежей клюкве конечно бензойная кислота тоже содержится. Не случайно клюквенный сок обладает антимикробной активностью.
8. В морошке бензойной кислоты содержится до 0,5 г/кг ягоды, такую же дозировку разрешено класть в высокожирные майонезы. Причем там же (в морошке) содержится другой известный консервант — сорбиновая кислота.
9. Бензоат присутствует в хлебе, пиве, роме, вине, какао, сое, маракуйе, малине, смородине, винограде, и много много где еще. Множество классических парфюмерных продуктов: экстракты и абсолюты иланг-иланга, ветивера, корицы, гвоздики и др. так же содержат бензойную кислоту. И вообще, редкое растение не производит бензоат или что-то наподобии. Там она конечно натуральная, а значит другая.
10. Бензойная кислота не обошла стороной и яблоки. Удивительно, но яблони начинают усиленно производить бензоат натрия после заражения грибком. Это как бы своего рода иммунитет — при заражении, пытаясь избавиться от паразита, деревья начинают продуцировать консервант. Бензоат при этом накапливается как в плодах, так и в древесном соке. Такой метод защиты не уникален. Таким же образом защищается от поражения одна из сосен. А может и не одна.
11. Не обошла бензойная кислота и молочные продукты. В сырах она образуется в результате окисления бензальдегида, а так же из гиппуровой кислоты и фенилаланина в процессе созревания.
12. Часто бензойная кислота в природе присутствует совместно с пара-гидроксибензойной кислотой, эфиры которой (парабены) используются так же в качестве консервантов не только в пищевой промышленности (добавки E214, 216, 218), но и при производстве косметических средств и медикаментов.
13. Бензоат может выступать в качестве лекарства при гипераммониемии.
14. Несмотря на то, что в соки и морсы консерванты добавлять запрещено, результаты химического анализа данной продукции часто показывают в них наличие бензоата и/или сорбата. В связи с выше сказанным это не удивительно, и дает повод лишь громко посмеяться над авторами и режиссерами огромного количества «разоблачающих» передач о том, «как нас травят» производители соков, добавляя в них консерванты. Гораздо подозрительнее с точки зрения натуральности выглядит клюквенный или брусничный морс, анализ которого не показывает наличие бензоата.
15. Существуют противоречивые данные по аллергенности бензоата. К обоснованности таких данных рекомендую подходить осторожно – я уже указал, что бензойная кислота – скорее естественный продукт питания, присутствующий в большинстве известных фруктов и ягод, и других продуктов. Если вы можете без аллергии употреблять клюкву, чернику, яблоки и сыр, то аллергия на бензоат вам не грозит. Не забываем, что бензойная кислота так или иначе присутствует в нашем метаболизме, и аллергеном может быть вряд ли.
16. В комбинации с аскорбиновой кислотой, бензоат способен трансформироваться в бензол, который является признанным канцерогеном, и потребление которого необходимо избегать. Допустимое содержание бензола в питьевой воде по нормам ВОЗ составляет 10 ppb (1 ppb = 1 часть на миллиард). Добавление некоторых веществ (например ЭДТА, которая почти всегда сопутствует бензоату в соусах и майонезах) препятствует образованию бензола.
17. Во фруктах и ягодах (см.выше), помимо бензойной кислоты, обычно содержится большое количество аскорбиновой кислоты, что должно приводить к образованию некоторого количества бензола. Впрочем, содержание натурального бензола в клюкве и соответствие его нормам ВОЗ никто не измеряет.
18. По результатам официальной проверки представленных на рынке безалкогольных напитков с консервантами проведенной FDA в 2006 году, только 4 напитка из 100 содержат бензол в количестве, превышаемом 5 ppb. Проверка официальными органами Великобритании показала, что в 43 напитков из 150 содержание бензола превышает 10 ppb. В то время как данные «независимых» экспертиз указывают, что около 80% напитков на рынке содержат бензол в количестве, превышаемом допустимую. Максимальный известный зафиксированный показатель составил 88 ppb, что в 9 раз выше допустимого.
19. Потребление одной банки напитка с максимальным известным содержанием бензола (88 ppb) равноценно потреблению 31 мкг бензола. В среднем количество бензола, попадаемое в наш организм с питьевой подой и напитками не превышает 3 мкг. Между тем мы ежедневно вдыхаем около 200 мкг бензола просто в результате загрязнения атмосферы. Около 50-60 мкг бензола мы получаем в результате пассивного курения (данные по Европе и Канаде, в России мне кажется еще больше), активный курильщик вдыхает 1800 – 7900 мкг бензола в день. Заправив автомобильный бак за 3 минуты, вы вдохнете 32 мкг бензола, а за 1 час за рулем — 40 мкг.
20. Особенно хорошо и в природе, и в продуктах бензоат работает в смеси с сорбатом, дополняя друг друга и действуя на разные группы микроорганизмов. О сорбиновой кислоте в другой раз.
21. Preservative — это по английски «консервант». А «no preservatives» — это «без консервантов«, а не так, как мне один раз перевела одна знакомая девушка.
Заключение.
Прошу этот пост не рассматривать как пропаганду
презервативов
консервантов. Я сам считаю нужным ограничивать использование консервантов и не призываю их запихивать всюду. И вообще я сторонник обработки продуктов радиацией.
Однако есть ряд продуктов, которые мы привыкли употреблять, эти продукты должны долго храниться долго, что бы совершить свой путь от производителя к потребителю. Справедливости ради хочу отдать должное вполне себе натуральному и несправедливо обиженному веществу, которое, может быть (в отличие от нитрита натрия) и не спасло жизни, но сохранило от порчи не одну тонну продуктов.
А может быть и спасло, никто же не считал, сколько афлатоксинов мы не съели благодаря бензойной кислоте (которая вполне подавляет развитие опасных грибков).
Конечно. Бензоат вреден в больших дозах (я писал об этом). поэтому допустимое суточное потребление определено на уровне, в 100 раз меньше того, который не оказывает вредного влияния на мышек. Существуют законы и дозировка консервантов нормируется. Положить больше можно, но зачем? Если это и так работает в разрешенной дозировке. Это безопасно, придется верить на слово мне и еще разрешительным органами России, Европы, Штатов и всех остальных стран мира.
И хватит всех пугать бензолом, лучше бросайте курить нафиг.
PS. По поводу п.10 подумалось следующее. Плесень придумала защиту против бактерий в виде антибиотиков. Растения придумали защиту от плесени в виде консервантов (причем не только бензоат, все известные консерванты вполне природного растительного происхождения). Человек научился использовать и то и другое, и еще придумал пестициды. И еще много чего.
PPS Про бензол в напитках хорошо написано в английской википедии, там же ссылки на источники. Указание на ашипки приветствуется, новые интересные факты тоже. На крики «пропаганда химии ААААА мы все умрем отравители канцерогены» отвечать не хочу и не буду».