第六组—苯甲酸的制备

LD50：1090 mg/kg(大 鼠经口) 158.03
相对密度(水=1)：
2.7
急性毒性：
分子式：
KMnO4
分子量：
主要成分：
含量:工业级 一级≥99.3％。
溶解性：
溶于水、碱液，微溶于甲醇、丙酮、硫酸。
甲苯理化常数
外观与性状： 熔点(℃)： 沸点(℃)： 分子式： 主要成分： -94.9 110.6 C7H8 纯品 无色透明液体，有类似苯的芳香气味。 相对密度(水=1)： 相对蒸气密度(空气=1)： 分子量： 辛醇/水分配系数的对数值： 0.87 3.14 92.14
苯甲酸的制备
第六组汇报人： 周亚
苯甲酸的基本信息
• • • • • • • • • • • 中文名称：苯甲酸 英文名称：benzoic acid 中文名称2：安息香酸 英文名称2：carboxybenzene CAS No.：65-85-0 EINECS号：200-618-2 InChI编码：InChI=1/C7H6O2/c8-7⑼6-4-2-1-3-56/h1-5H,(H,8,9） 分子式：C7H6O2 分子量：122.1214 结构简式：C6H5-COOH (苯环-COOH) 主要成分：纯品
相对密度(水=1)：
1.48(20℃)
急性毒性：
分子式：
NaHSO3
分子量：
主要成分：
含量:工业级≥99.5%
溶解性：
易溶于水，微溶于醇、乙醚。
安全性指标
甲苯
健康危害：
对皮肤、粘膜有刺激性，对中枢神经系统有麻醉作用。 急性中毒：短时间内吸入较高浓度本品可出现眼及上呼吸 道明显的刺激症状、眼结膜及咽部充血、头晕、头痛、恶 心、呕吐、胸闷、四肢无力、步态蹒跚、意识模糊。重症 者可有躁动、抽搐、昏迷。 慢性中毒：长期接触可发生 神经衰弱综合征，肝肿大，女工月经异常等。皮肤干燥、 皲裂、皮炎。
操作注意事项：
密闭操作，加强通风。操作人员必须经过专门培训，严格 遵守操作规程。建议操作人员佩戴头罩型电动送风过滤式防尘 呼吸器，穿胶布防毒衣，戴氯丁橡胶手套。远离火种、热源， 工作场所严禁吸烟。避免产生粉尘。避免与还原剂、活性金属 粉末接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相 应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可 能残留有害物。
食入：
用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。
危险特性：
强氧化剂。遇硫酸、铵盐或过氧化氢能发生爆炸。遇甘油、乙醇能引起自燃。 与有机物、还原剂、易燃物如硫、磷等接触或混合时有引起燃烧爆炸的危险。
有害燃烧产物：
氧化钾、氧化锰。
灭火方法：
采用水、雾状水、砂土灭火。
应急处理：
隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防尘面 具（全面罩），穿防毒服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏： 用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。用洁净的铲子收集于干燥、 洁净、有盖的容器中。大量泄漏：收集回收或运至废物处理场 所处置。
环境危害：
对环境有严重危害，对空气、水环境及水源可造成污染。
燃爆危险：
本品易燃，具刺激性。
• 急救措施
皮肤接触：
脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
眼睛接触：
提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入：
迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。 如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
3、甲苯液相氧化法
• 最早用此法生产苯甲酸的是美国Allied 公 司。 • 常用的催化剂为可溶性钴盐或锰盐,以乙酸 为溶剂。
• 其反应机理为自由基反应,反应温度为165 ℃左右,压力为0.6～0.8MPa，反应为放热 反应。副产物主要有苯甲醛、苯甲醇、邻 甲基联苯、联苯、对甲基联苯及酯类。副 产物均可回收和利用,尤其是苯甲醛和苯甲 醇,其本身单价常为苯甲酸的4～5 倍,可以 大幅度提高装置的产值和利润。 • 尽管以甲苯为原料制苯甲酸的氧化法世界 上还有气相氧化法、化学计量氧化法，但 是此法不仅三废少，而且反应条件温和， 仍是主要的生产方法。
C7H6O2
纯品 0.13(96℃) 571
分子量：
急性毒性： 闪点(℃)： 爆炸下限%(V/V)：
122.13
LD50：2530 mg/kg(大鼠经 口)；2370 mg/kg(小鼠经口)
121 11
微溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯、二硫化碳、四氯化碳。
⑤亚硫酸氢钠理化常数
外观与性状： 白色结晶粉末，有二氧化硫的气味。 LD50：2000 mg/kg(大鼠经口) 104.06
灭火方法：
消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。灭火剂：雾 状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。
4、苄卤氧化法
• 以苄卤为原料,KMnO4 作氧化剂,也可制得 苯甲酸:
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 国内有文章报道用此法制苯甲酸,其后处理 过程无需脱色和重结晶就能得到白色苯甲 酸晶体,而且产率高达86 % ,反应是在有相 转移催化剂存在下进行的
拓展
• 十聚钨酸盐催化绿色合成苯甲酸 • 以H2O2为氧化剂，用十聚钨酸盐催化氧化 苯甲醇合成苯甲酸。 • 实验证明，采用化学纯的苯甲醇也可以达 到几乎相同的效果，苯甲酸的分离产率为 90%~93%。 • http://liyi1099.p3p.cn/uploadfile/flash/20 131115/20131115222517051705.swf
食入：
饮足量温水，催吐。就医。
危险特性：
易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆 炸。与氧化剂能发生强烈反应。流速过快，容易产生和积聚静电。其蒸气 比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。
有害燃烧产物：
一氧化碳、二氧化碳。
灭火方法：
喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。处在火场中的容器 若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。灭火剂：泡沫、 干粉、二氧化碳、砂土。用水灭火无效。
2.69
饱和蒸气压(kPa)：
临界温度(℃)： 急性毒性： 闪点(℃)： 引燃温度(℃)：
4.89(30℃)
318.6
燃烧热(kJ/mol)：
临界压力(MPa)：
3905.0
4.11
LD50：5000 mg/kg(大鼠经口)；12124 mg/kg(兔经皮) LC50：20003mg/m3，8小时(小鼠吸入) 4 535 爆炸上限%(V/V)： 爆炸下限%(V/V)： 7.0 1.2
溶解性：
不溶于水，可混溶于苯、醇、醚等多数有机溶剂。
盐酸理化常数
外观与性状：
熔点(℃)： 沸点(℃)： 分子式： 主要成分：
无色或微黄色发烟液体，有刺鼻的酸味。
-114.8(纯) 108.6(20%) HCl 相对密度(水=1)： 相对蒸气密度(空气=1)： 分子量： 含量: 工业级 36％。 1.20 1.26 36.46
应急处理：
迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断 火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。尽可能切断泄漏 源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用活性炭或其它惰 性材料吸收。也可以用不燃性分散剂制成的乳液刷洗，洗液稀释后放入废水 系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防 爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。
用途
• 【用途一】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 • 【用途二】主要用于抗真菌及消毒防腐 • 【用途三】用作化学试剂及防腐剂 • 【用途四】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。 • 【用途五】防腐剂；抗微生物剂。
操作注意事项：
密闭操作，加强通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。 建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩），戴化学安全防护眼镜， 穿防毒物渗透工作服，戴橡胶耐油手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸 烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免 与氧化剂接触。灌装时应控制流速，且有接地装置，防止静电积聚。搬运时 要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏 应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
环境危害：
对环境有危害，对水体和大气可造成污染。 燃爆危险： 本品可燃，具刺激性。
皮肤接触：
脱去污染的衣着，用流动清水冲洗。
眼睛接触：
提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入：
脱离现场至空气新鲜处。就医。
食入：
饮足量温水，催吐。就医。
危险特性：
遇明火、高热可燃。
有害燃烧产物：
一氧化碳、二氧化碳。
燃爆危险：
本品助燃，具腐蚀性、刺激性，可致人体灼伤。
皮肤接触：
立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。
眼睛接触：
立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入：
迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸 停止，立即进行人工呼吸。就医。
储存注意事项：
储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。保持 容器密封。应与氧化剂分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。 禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合 适的收容材料。
高锰酸钾
健康危害：
吸入后可引起呼吸道损害。溅落眼睛内，刺激结膜，重者致灼伤。刺激皮肤。浓 溶液或结晶对皮肤有腐蚀性。口服腐蚀口腔和消化道，出现口内烧灼感、上腹痛、 恶心、呕吐、口咽肿胀等。口服剂量大者，口腔粘膜呈棕黑色、肿胀糜烂，剧烈腹 痛，呕吐，血便，休克，最后死于循环衰竭。
总结及目标实验选定
• 总结：上述四种合成方法中以甲苯液相氧 化法为主；而甲苯氧化法水解制得的产品 不宜用于食品工业；邻苯二甲酸酐脱羧法 制得的苯甲酸不易精制，成本高，只是用 在量不大的药物产品制造过程中采用。 • 本次实验选定: 甲苯液相氧化法
原料及产物的理化常数
高锰酸钾理化常数
外观与性状： 深紫色细长斜方柱状结晶，有金属光泽。
• •
•
• • • •
外观与性状：鳞片状或针状结晶，具有苯或甲醛 的臭味。 蒸汽压: 0.13kPa/96℃ 闪点： 121℃ 熔点: 121.7℃ 沸点： 249.2℃ 溶解性: 微溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯、 四氯化碳 等有机溶剂。 密度: 相对密度(水=1)1.27；相对密度(空气 =1)4.21 酸性：在水中电离常数Ka= 6.4×10-5（25℃） 标准摩尔燃烧焓（100kPa,298.15K）：3226.9kJ/mol 恒容燃烧热：-26.0460kJ/g 在水中溶解度：0.21g（17.5℃）、0.35g （25℃）、2.2g（75℃）、2.7g（80℃）、5.9g （100℃）。
2、甲苯氯化水解法
• 甲苯于100~150℃进行光氯化反应所得三 氯苄基苯，在ZnCl2存在下（或用石灰乳及 铁粉）与水反应得苯甲酸。以三氯苄基苯 计，苯甲酸产率为74%~80%。反应式为：
• 由于该法耗氯,HCl 水溶液加热腐蚀极严重, 因此,此法只能是甲苯氯化水解制苯甲醛和 苯甲醇的副产物回收利用的补充方法。
饱和蒸气压(kPa)：
溶解性：
30.66(21℃)
与水混溶，溶于碱液。
④苯甲酸理化常数
外观与性状： 熔点(℃)： 沸点(℃)： 121.7 249.2 鳞片状或针状结晶, 具有苯或甲醛的臭味。 相对密度(水=1)： 相对蒸气密度(空气=1)： 1.27 4.21
分子式：
主要成分： 饱和蒸气压(kPa)： 引燃温度(℃)： 溶解性：
储存注意事项：
储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过 32℃，相对湿度不超过80％。包装密封。应与还原剂、活性金 属粉末等分开存放，切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄 漏物。
苯甲酸
健康危害：
对皮肤有轻度刺激性。蒸气对上呼吸道、眼和皮肤产生刺 激。本品在一般情况下接触无明显的危害性。
工业制备
• 1、邻苯二甲酸酐水解脱羧法
• 2、甲苯氯化水解法 • 3、甲苯液相氧化法 • 4、苄卤氧化法
1、邻苯二甲酸酐水解脱羧法
• 该方法可分为液相法和气相法。前者催化 剂为邻苯二甲酸铬盐和钠盐等量组成的混 合物；后者的脱羧催化剂为等量的碳酸铜 和氢氧化钙。反应式为： • 副产物有邻苯二甲酸、少量联苯、二苯甲 酮和蒽醌。