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苯甲酸鈉的功效與制備

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苯甲酸鈉,別名安息香酸鈉,大多為白色顆粒或結晶性粉末,無臭味或者略帶安息香氣味,味微甜,其化學結構式為C7H5NaO2,是一種有機物,相對分子質量為144.103,閃點(燃點)較高,110度,因此在空氣中頗為穩定,易溶于水,其水溶液的pH值為7.0-8.5,稍溶于乙醇,可溶于乙醇,更多的物化性質資料和MSDS可參見化源網。

  苯甲酸鈉是一種酸性防腐劑,常用作廣譜抗微生物試劑,在PH值2.5-4之間的酸性環境中,抗菌效果最好,但是在堿性介質中則基本沒有殺菌、抑菌的效用。所以我們可以在果汁、蘇打、沙拉醬、醋當中發現苯甲酸鈉有效存在的原因。苯甲酸鈉是可以在某些食物中自然產生的,比如蘋果、梨子、越橘等水果,一些略帶甜味的香料,比如丁香、桂皮等,也會有少量的苯甲酸鈉存在。

  苯甲酸鈉常用于食品防腐,在制藥中也經常有所使用。不過主要都是借助于它的防腐作用,主要是防止變質、發酸,從而延長保質期。使用的時候主要是通過變成有效形式的苯甲酸產生作用。內服液體藥劑中也常用苯甲酸鈉作為防腐劑,同樣是為了延長保質期。但是在實際使用過程中,注意苯甲酸鈉的量不宜太多,否則食物會變得非常苦。由于苯甲酸鈉的防腐和消毒作用,經常和水楊酸合用,可以治療各種體癬、手癬、足癬等淺表部的真菌感染或者皮膚的真菌感染,但是因為其具有的腐蝕性,使用前需要經過專業人士指導。隨著苯甲酸鈉應用研究的快速發展,苯甲酸鈉也在其它行業中得到了廣泛應用,醫藥工業的殺菌劑、染料工業的媒染劑、塑料工業的增塑劑,也用作香料等有機合成的中間體。

  苯甲酸鈉用途如此之廣,所以大量的科學研究圍繞著苯甲酸鈉進行,在實際的研究過程中,可以嘗試從化源商城購買各大品牌的苯甲酸鈉試劑,也可以嘗試自己制備,這里介紹兩個制備方法(詳細資料參見化源網):

  1. 中和苯甲酸與碳酸氫鈉
 


532-32-1 preparation



  (1) 將水和碳酸氫鈉加入中和鍋,加熱至沸騰,碳酸氫鈉溶于水形成碳酸氫鈉溶液。

  (2) 一邊攪拌一邊投入苯甲酸,至反應液pH值為7-7.5。

  (3) 加熱,促使二氧化碳從反應液中逸散至盡,加入活性炭脫色30分鐘。

  (4) 抽濾,濾液濃縮后緩緩放入結片機液盤內,經滾筒干燥結片,并且粉碎,成功獲得苯甲酸鈉。苯甲酸鈉和碳酸氫鈉配比為,苯甲酸(99.5%)1045kg/t、碳酸氫鈉(98%)610kg/t。

  (5) 在中和鍋中加入32%的純堿溶液,中和苯甲酸至Ph值7.5,控制中和溫度在70攝氏度。中和液用0.3%的活性炭脫色后,經過真空吸濾,濾液再經過濃縮、干燥,最后變成粉狀苯甲酸鈉產品

  2. 甲苯氧化法
 


532-32-1 preparation



  (1) 甲苯氧化 將甲苯2200kg及萘酸鈷2.2kg用泵送入鋁質氧化塔內(700mm×8000mm),通夾套蒸汽加熱至120攝氏度左右,甲苯會沸騰。啟動6.0立方米的空氣壓縮機,經緩沖罐自塔的底部將壓縮空氣導入甲苯溶液中,發生氧化反應。。

  (2) 該氧化反應是放熱反應,會導致反應溫度不斷上升,為了控制最高反應溫度在170攝氏度以下,需要停止通夾套加熱,切換通水冷卻。將氧化反應時產生的大量甲苯蒸氣及水蒸氣經由塔頂排出,進入20平方米的蛇管冷凝器,冷凝成液體,之后將液體導入分水器,水從分水器下部分排出,而甲苯則由分水器上部重新返回氧化塔,進入計量槽。尾氣經過分水器上蓋的尾氣排出管至緩沖罐中,再進入活性炭吸收塔,從而吸附其中的甲苯。定時向塔內直接通蒸汽,以解吸被吸附的甲苯,這些甲苯經冷凝、分水、干燥后回收再用。甲苯在170攝氏度下氧化時間約12~16小時,轉化率可超過70%。

  (3) 脫苯 往脫苯釜(1500L,帶夾套)中導入氧化液,在0.08兆帕真空下通夾套蒸汽加熱至100~110攝氏度,用壓縮空氣鼓泡的辦法將未反應的甲苯蒸出,進入10平方米的冷凝器,冷凝液進入分水器回收再用。

  (4) 蒸餾 脫苯后的苯甲酸還含有雜質及有機色素,需再進行蒸餾。將料液放入蒸餾釜(搪瓷或不銹鋼),加熱并控制料液溫度為190℃,苯甲酸便蒸出而進入蒸餾塔(270mm×6000mm,有7塊塔板),控制塔頂溫度為160℃,餾出物經套管冷卻進入中和釜,便得到純凈的苯甲酸。

  (5) 中和 苯甲酸進入中和釜后,及時加入預先配好的純堿溶液中和(300L蒸餾水加純堿140kg,可中和苯甲酸200kg左右)。中和溫度以70℃為宜,中和物料以pH值7.5為終點。為除雜色,按中和物料3%加入活性炭脫色,然后通過真空吸濾,即得無色透明的苯甲酸鈉溶液(含量50%)。

  (6) 干燥 將苯甲酸鈉溶液經滾筒干燥,或箱式噴霧干燥即成粉狀成品。

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