ما هي استخدامات حمض البنزويك

مقدمة

 

حمض البنزويك هو مركب عضوي مع الصيغة الكيميائية C8H7O2 ، وتستخدم على نطاق واسع في الصناعة والحياة اليومية. في المجال الصناعي ، يستخدم حمض البنزويك بشكل أساسي لإنتاج الفينول ، وهو مادة خام رئيسية لمنتجات التصنيع مثل البلاستيك والراتنجات والمستحضرات الصيدلانية والأصباغ. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم حمض البنزويك أيضًا كمحافظة ولديه تطبيقات مهمة في صناعة الأغذية والمشروبات ، وخاصة في الوسائط الحمضية. يمكن تحويله إلى حمض البنزويك النشط ، وممارسة آثار مضادة للجراثيم والبكتيريا. يمكن أن يمنع حمض البنزويك ومشتقاته ، مثل بنزوات الصوديوم ، بسبب خصائصه المضادة للميكروبات الواسعة الطيف ، بشكل فعال نمو البكتيريا المختلفة دون درجة الحموضة 4.5 ، وبالتالي تمديد مدة صلاحية الطعام.

 

في الضروريات اليومية ، يوفر إيثيل بنزوات ، كمكون شائع الاستخدام لجوهر الطعام ، نكهات الفاكهة والزهور ، ويستخدم لخلط النكهات الأخرى ، مثل النكهات الحلوة والأعشاب. إنه مكون مهم من جوهر الفاكهة. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم حمض البنزويك أيضًا ككاشف اكتشاف للكشف عن أيونات المعادن مثل المنغنيز والزئبق والنيكل ، وكذلك مواد مثل النترات والنتريت ، والتي تلعب دورًا مهمًا في المراقبة البيئية واختبار سلامة الأغذية.

 

في الختام ، يلعب حمض البنزويك ومشتقاته دورًا مهمًا في الإنتاج الصناعي والحياة اليومية ، ليس فقط في تخليق المنتجات الكيميائية ، ولكن أيضًا في الحفاظ على الأغذية وإعداد الجوهر والمراقبة البيئية والمجالات الأخرى.

 

الخصائص الأساسية لحمض البنزويك

 

التركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية:

 

التركيب الكيميائي: في التركيب الجزيئي لحمض البنزويك ، يتم توصيل مجموعة الكربوكسيل مباشرة بذرة الكربون من حلقة البنزين ، مما يشكل بنية C6H5COOH. يتم استبدال ذرة الهيدروجين على حلقة البنزين بمجموعة الكربوكسيل.

 

نقطة الانصهار: نقطة انصهار حمض البنزويك هي 121-125 درجة مئوية

 

نقطة الغليان: نقطة الغليان هي 249 درجة مئوية

 

الكثافة: الكثافة النسبية حوالي 1.2659 (15/4 ℃).

 

قابلية الذوبان: حمض البنزويك قابل للذوبان قليلاً في الماء البارد والهيكسان ، ولكنه قابل للذوبان في المذيبات العضوية مثل الماء الساخن والإيثانول والأثير والكلوروفورم والبنزين.

 

المظهر: يظهر حمض البنزويك عادةً كبلورات بيضاء على شكل إبرة أو على شكل قشور ، مع رائحة تشبه البنزين أو الفورمالديهايد.

 

التسامي: في درجات حرارة تزيد عن 100 ℃ ، سوف يتبخر حمض البنزويك ويمكن أن يتبخر مع بخار الماء.

 

احتياطات السلامة والاستخدام:

 

المخاطر الصحية: يمكن أن يكون بخار حمض البنزويك مزعجًا إلى الجهاز التنفسي العلوي والعينين والجلد. بشكل عام ، لا يوجد ضرر كبير من التعرض ، ولكن يجب تجنب التعرض طويل الأجل أو واسع النطاق.

 

حماية السلامة: أثناء التشغيل ، يجب ارتداء معدات الحماية المناسبة ، مثل القفازات المقاومة للمواد الكيميائية ، ونظارات واقية أو دروع الوجه ، وكذلك ملابس العمل الحمضية والقلوية.

 

تدابير الإسعافات الأولية: في حالة ملامسة الجلد ، شطفها على الفور مع الكثير من المياه المتدفقة ؛ عندما تكون على اتصال مع العيون ، يجب فتح الجفون العلوية والسفلية ، وشطفها بالماء المتدفق أو المالحة الفسيولوجية ، وينبغي البحث عن الاهتمام الطبي في أقرب وقت ممكن. عند الاستنشاق ، يجب نقله بسرعة إلى مكان به الهواء النقي ويجب أن يبقى الجهاز التنفسي دون عائق ؛ بعد الابتلاع ، شطف فمك ، وشرب الحليب أو البيض الأبيض ، واطلب المساعدة الطبية.

 

الاستجابة لحالات الطوارئ للتسرب: يجب عزل المنطقة الملوثة ، وينبغي قطع مصدر الحريق ، ويجب جمع المادة التي تم تسريبها بمجرفة نظيفة ، وضعت في حاوية جافة ونظيفة ومغطاة ، ونقلها إلى موقع التخلص من النفايات.

 

التخلص من النفايات: يجب التخلص من النفايات وفقًا للوائح الوطنية والمحلية ذات الصلة ، وعادة ما يوصى باستخدام طريقة الحرق للتخلص منها.

 

التطبيقات في صناعة المواد الغذائية

 

المواد الحافظة:

 

حمض البنزويك وأملاحه الصوديوم عبارة عن مادة مضادة للميكروبات واسعة الطيف يمكن أن تمنع البكتيريا المختلفة وتمديد مدة صلاحية الطعام عند درجة الحموضة أقل من 4.5.

 

حامض البنزويك ، باعتباره حافظة ، له تأثير مثبط على نشاط إنزيمات الجهاز التنفسي في الخلايا الميكروبية المختلفة ، وله تأثير قوي على إعاقة ربط أسيتيل COA ، وله تأثير مثبط على أغشية الخلايا الميكروبي. لذلك ، لا يمكن أن تمنع انتشار مجموعة واسعة من الكائنات الحية الدقيقة فحسب ، بل لها أيضًا تأثيرات مبيقة جيدة.

 

حمض البنزويك وملح الصوديوم هو أكثر المواد الحافظة استخدامًا في صناعة البهارات في الوقت الحاضر ، والتي ترتبط بتأثيرها المضاد للبكتيريا الجيد والأسعار المنخفضة.

 

مضادات الأكسدة:

 

حامض البنزويك له خصائص مضادة للأكسدة ، والتي يمكن أن تمنع أكسدة الدهون في الطعام والحفاظ على نضارة.

 

توابل الطعام:

 

إلى جانب استخدامها كحافظة ومضادة للأكسدة ، يمكن أيضًا استخدام حمض البنزويك كعامل توابل طعام. يمكن أن يحسن طعم الطعام ويعزز نكهته.

 

التطبيقات في مجال الأدوية

 

المواد الخام للتخدير الموضعي:

 

Benzocaine ، المعروف باسم إيثيل P-aminobenzoate ، هو مخدر موضعي شائع الاستخدام. له تأثيرات مسكن وحكة لتخفيف الحكة وتستخدم بشكل رئيسي للتخدير وتخفيف الألم على الجروح ، أسطح القرحة ، الأسطح المخاطية ، والبواسير. يتضمن تخليق البنزوكائين عادةً إعداد حمض الأمينوبنزويك الفقري ، والذي يمكن تحقيقه من خلال تفاعلات تقليل وتوضيح حمض النتروبنزويك.

 

Procaine هو مخدر موضعي آخر ، والذي يحتوي على مشتقات من حمض البنزويك في بنيةه الكيميائية. تم استخدام Procaine على نطاق واسع في الممارسة السريرية بسبب انخفاض سمية وتأثير التخدير الجيد.

 

إعداد الأدوية المضادة للفطريات:

 

يمكن استخدام حمض البنزويك لإعداد الأدوية ذات الخصائص المضادة للفطريات. على سبيل المثال ، مراهم حمض الساليسيليك حمض البنزويك هو دواء موضعي مصنوع من حمض الساليسيليك البلمرة وحمض البنزويك ، والذي يمكن أن يمنع الفطريات بفعالية على الجلد والمناطق السطحية.

 

كما يستخدم حمض البنزويك ومشتقاته أيضًا لتجميع الأدوية المضادة للفطريات الأخرى ، مثل مركبات إيميدازول البنزويت ، التي لها نشاط مضاد للفطريات على نطاق واسع ويمكن استخدامه لعلاج الالتهابات الفطرية المختلفة.

 

استخدم في مستحضرات التجميل ومنتجات العناية الشخصية

 

المواد الحافظة والعوامل المضادة للبكتيريا:

 

يمتلك حمض البنزويك وأملاحه (مثل البنزوات الصوديوم) خصائص مضادة للبكتيريا جيدة ويمكن أن تمنع نمو الكائنات الحية الدقيقة بشكل فعال ، بما في ذلك البكتيريا والقوالب والخميرة. في مستحضرات التجميل ومنتجات العناية الشخصية ، تساعد هذه الخصائص في منع تفسد المنتج وتوسيع عمر المنتج.

 

نظرًا لحموضة حمض البنزويك ، يمكن أن يخلق بيئة لا تفضي إلى النمو الميكروبي ، وبالتالي حماية المنتجات من التلوث. هذا مهم بشكل خاص للمنتجات التي تحتوي على المياه والمكونات الأخرى القابلة للتلف ، مثل المستحضر ، وكريم الوجه ، والشامبو ، وهلام الاستحمام.

 

مكونات العناية بالبشرة ومنتجات الشعر:

 

في منتجات العناية بالبشرة ، يمكن أن يساعد حمض البنزويك في الحفاظ على استقرار المنتج وسلامة المنتج ، وخاصة في المنتجات التي تحتوي على مكونات نشطة. قد تكون هذه المكونات النشطة عرضة للتلوث الميكروبي ، ويمكن أن تؤدي إضافة حمض البنزويك إلى تقليل هذا الخطر بشكل فعال.

 

في منتجات الشعر ، لا يمكن استخدام حمض البنزويك فقط كمحافظة ، ولكن أيضًا كمكيف. يمكن أن يحسن نسيج الشعر ، ويسهل تمشيطه ، والمساعدة في منع توليد قشرة الرأس.

 

نظرًا لخصائصه المضادة للبكتيريا ، يستخدم حمض البنزويك أيضًا في بعض المنتجات التي تستهدف حب الشباب ومشاكل الجلد الأخرى للمساعدة في تقليل خطر الالتهاب والعدوى.

 

استخدم في مستحضرات التجميل ومنتجات العناية الشخصية

 

المواد الحافظة والعوامل المضادة للبكتيريا:

 

يمتلك حمض البنزويك وأملاحه (مثل البنزوات الصوديوم) خصائص مضادة للبكتيريا جيدة ويمكن أن تمنع نمو الكائنات الحية الدقيقة بشكل فعال ، بما في ذلك البكتيريا والقوالب والخميرة. في مستحضرات التجميل ومنتجات العناية الشخصية ، تساعد هذه الخصائص في منع تفسد المنتج وتوسيع عمر المنتج.

 

نظرًا لحموضة حمض البنزويك ، يمكن أن يخلق بيئة لا تفضي إلى النمو الميكروبي ، وبالتالي حماية المنتجات من التلوث. هذا مهم بشكل خاص للمنتجات التي تحتوي على المياه والمكونات الأخرى القابلة للتلف ، مثل المستحضر ، وكريم الوجه ، والشامبو ، وهلام الاستحمام.

 

مكونات العناية بالبشرة ومنتجات الشعر:

 

في منتجات العناية بالبشرة ، يمكن أن يساعد حمض البنزويك في الحفاظ على استقرار المنتج وسلامة المنتج ، وخاصة في المنتجات التي تحتوي على مكونات نشطة. قد تكون هذه المكونات النشطة عرضة للتلوث الميكروبي ، ويمكن أن تؤدي إضافة حمض البنزويك إلى تقليل هذا الخطر بشكل فعال.

 

في منتجات الشعر ، لا يمكن استخدام حمض البنزويك فقط كمحافظة ، ولكن أيضًا كمكيف. يمكن أن يحسن نسيج الشعر ، ويسهل تمشيطه ، والمساعدة في منع توليد قشرة الرأس.

 

نظرًا لخصائصه المضادة للبكتيريا ، يستخدم حمض البنزويك أيضًا في بعض المنتجات التي تستهدف حب الشباب ومشاكل الجلد الأخرى للمساعدة في تقليل خطر الالتهاب والعدوى.

 

إضافات في صناعة البلاستيك والطلاء

 

تمديد عمر المنتجات من المنتجات البلاستيكية:

 

يمكن أن يمنع حمض البنزويك ، كمضاف بلاستيكي ، بشكل فعال تدهور البلاستيك الناجم عن الحركة الميكروبية ، وبالتالي تمديد عمر خدمة المنتجات البلاستيكية. تساعد الخواص المضادة للبكتيريا لحمض البنزويك على حماية المواد البلاستيكية من الغزو الميكروبي ، وخاصة في البيئات الرطبة أو الدافئة ، حيث يكون هذا التأثير الوقائي مهمًا بشكل خاص.

يمكن أيضًا استخدام حمض البنزويك كمضاد للأكسدة لمنع المواد البلاستيكية من الشيخوخة بسبب الأكسدة ، والحفاظ على استقرار الخواص الفيزيائية والكيميائية للبلاستيك ، وتقليل الظواهر مثل الحضن والتغير من الأكسدة.

 

تحسين المتانة واستقرار الطلاء:

 

في صناعة الطلاء ، يتم استخدام حمض البنزويك وأملاحه (مثل بنزوات الصوديوم) بشكل شائع كمواد حافظة لمنع التلوث الميكروبي للطلاء أثناء التخزين والاستخدام ، وللحفاظ على استقرار وتوحيد الطلاء.

 

يمكن أن يؤدي حمض البنزويك أيضًا إلى تحسين متانة الطلاء عن طريق تثبيط نمو الميكروبات ، مما يقلل من المشكلات المحتملة مثل العفن والانحطاط أثناء الاستخدام ، وبالتالي تمديد عمر خدمة الطلاء وحماية سلامتها.

 

تخليق وإنتاج حمض البنزويك

 

طرق وتقنيات التوليف:

 

يمكن الحصول على حمض البنزويك من خلال العديد من المسارات الاصطناعية ، بما في ذلك أكسدة الكحول والألدهيدات ، والتحلل المائي للنيتريل ، وتفاعلات الهالوجين من الكيتونات الميثيل. وتشمل عمليات الإنتاج الصناعي الرئيسي ماء أنهيدريد الفثالي ، والتحلل المائي للكلور التولوين ، وأكسدة الطور السائل التولوين. من بينها ، طريقة أكسدة الطور السائل التولوين هي الطريقة الصناعية الرئيسية حاليًا لإعداد حمض البنزويك ، لكن هذه الطريقة لها عيوب مثل استهلاك الطاقة العالي والتلوث البيئي العالي.

 

في السنوات الأخيرة ، من أجل تطوير طرق التوليف الصديقة للبيئة ، بدأ الناس في دراسة طريقة استخدام بيروكسيد الهيدروجين كأكسدة وبنزالديهايد كمواد خام لتوليف حمض البنزويك. أثارت هذه الطريقة تدريجياً اهتمام الناس لأنها لها تأثير بيئي أقل مقارنة بطرق أكسدة التولوين التقليدية.

 

التأثير البيئي أثناء عملية الإنتاج:

 

قد تنتج عملية إنتاج حمض البنزويك منتجات وملوثات ضارة ، والتي يمكن أن يكون لها تأثير على البيئة. على سبيل المثال ، قد تولد طريقة أكسدة التولوين النفايات الصلبة مثل ثاني أكسيد المنغنيز والملوثات مثل غاز النفايات العضوية أثناء عملية الإنتاج.

 

من أجل تقليل التأثير البيئي أثناء عملية الإنتاج ، اتخذت بعض المؤسسات تدابير الوقاية من التلوث والتحكم المقابلة. على سبيل المثال ، بعد جمع ومعالجة غاز العادم ، يتم تنفيذ معايير الانبعاثات ذات الصلة ، بينما تلبي مياه الصرف معايير الانبعاثات بعد المعالجة المسبقة والمعالجة الكيميائية الحيوية.

 

تعد عملية إعداد وموافقة تقارير التأثير البيئي والوثائق الأخرى خطوة مهمة أيضًا في ضمان أن أنشطة الإنتاج تقلل من تأثيرها على البيئة. ستوفر هذه التقارير شرحًا مفصلاً للتأثير المحتمل للمشروع على البيئة وتقترح تدابير الوقاية والتحكم المقابلة

 

آفاق السوق لحمض البنزويك

 

تحليل المتطلبات:

 

وفقًا لتقارير أبحاث السوق ، زاد متوسط ​​سعر وحدة حمض البنزويك من 6700 يوان/طن في عام 2017 إلى 8000 يوان/طن في عام 2022 ، مما يشير إلى نمو مستمر في الطلب في السوق على حمض البنزويك. من 2020 إلى 2021 ، نظرًا للطلب القوي في سوق مجرى النهر ونقص المواد الخام بسبب Covid-19 ، سيرتفع سعر حمض البنزويك.

 

في عام 2020 ، انخفض حجم المبيعات وإيرادات حمض البنزويك في الصين بنسبة 1.53 ٪ و 8.22 ٪ على أساس سنوي ، على التوالي. ومع ذلك ، مع التحسن التدريجي للوباء والانتعاش السريع للصناعة ، زاد حجم مبيعات حمض البنزويك في الصين إلى 160600 طن في عام 2022 ، مع نمو كبير في إيرادات المبيعات.

 

اتجاه التنمية:

 

وصل متوسط ​​سعر حمض البنزويك الشهري في السوق إلى 9563.46 يوان/طن في عام 2022 ، بزيادة قدرها 29.36 ٪ مقارنة بالفترة نفسها في عام 2021 ، مما يشير إلى الطلب القوي في السوق على حمض البنزويك. على الرغم من أن متوسط ​​سعر السوق الشهري انخفض في عام 2023 ، إلا أن حجم السوق الإجمالي لا يزال يتوسع.

 

وفقًا لتقرير صادر عن Qyresearch ، بلغت مبيعات سوق حمض البنزويك العالمية 100 مليون دولار في عام 2022 ، ومن المتوقع أن تستمر في النمو حتى عام 2029 ، مما يشير إلى وجود طلب مستقر على المدى الطويل على حمض البنزويك في السوق.

 

مجالات التطبيق الناشئة المحتملة:

 

بالإضافة إلى التطبيقات التقليدية في إنتاج بنزوات الصوديوم ، يستخدم حمض البنزويك أيضًا لإنتاج استرات البنزوات ، بالإضافة إلى منتجات صناعية ودرجة في الأعلاف الأخرى. تعد استرات حمض البنزويك أكثر منتجات حامض البنزويك الواعدة في المستقبل ، وهي أيضًا منتجات تعطي وتطور المؤسسات.

 

تتمتع الملدنات بأعلى استخدام بين جميع الإضافات البلاستيكية ، حيث تبلغ طاقتها الإجمالية الإجمالية حوالي مليون طن في الصين. تتكون الملدنات بشكل أساسي من الفثالات ذات الأداء الشامل الممتاز وارتفاع الأسعار ، حيث تمثل 70 ٪ إلى 90 ٪ من الاستهلاك. يتم استخدام حوالي 90 ٪ من إجمالي استهلاك الملدنات في راتنجات PVC ، بينما يتم استخدام 10 ٪ المتبقية لمختلف راتنجات السليلوز ، والبوليستر غير المشبعة ، وراتنجات الايبوكسي ، وراتنجات أسيتات الفينيل ، وبعض المنتجات المطاطية الاصطناعية ، مما يوفر آفاقًا واسعة لتطبيق حمض البنزويك.

 

يشيع استخدام حمض البنزويك كمثبت أو حافز ، كحافظة على مشروبات عصير الفاكهة. يمكن استخدامه كعجينة للجوهر العطور ، وتستخدم في إنتاج الطب ، وناقل الصبغة ، والملدنات ، والتوابل ، والمحافظة على الطعام ، وما إلى ذلك ، وتستخدم لتحسين أداء الطلاءات الراتنج الألكيد ، وتستخدم كوسيط من الأدوية والأصباغ ، وكذلك تستخدم كعامل مضاد للصدأ للمعدات الفولاذية.

 

خاتمة

 

متعدد الوظائف:

 

يعمل حمض البنزويك كعامل حافظة وتوابل في صناعة المواد الغذائية ، ويحمي الطعام من التلوث الميكروبي مع تعزيز ذوقه ونكهته.

 

في مجال الطب ، يتم استخدام حمض البنزويك ومشتقاته كمواد خام للتخدير الموضعي وفي إعداد الأدوية المضادة للفطريات ، مما يجعل مساهمات كبيرة في صحة الإنسان.

 

في مستحضرات التجميل ومنتجات العناية الشخصية ، يعمل حمض البنزويك كعامل حافز ومضاد للبكتيريا ، مما يساعد على تحسين سلامة المنتج واستقراره.

 

يمكن أن يطيل حمض البنزويك ، كمضاف في صناعة البلاستيك والطلاء ، عمر خدمة المنتجات ، ويحسن متانتها واستقرارها.

 

التنمية المستقبلية:

 

مع وجود اللوائح البيئية الصارمة بشكل متزايد وزيادة اهتمام المستهلك بالصحة والجودة ، يتزايد الطلب على حمض البنزويك العالي تدريجياً ، خاصة في مجالات الأغذية ومستحضرات التجميل ومنتجات العناية الشخصية.

 

سيتم استكشاف إمكانات حمض البنزويك في مجالات التطبيق الناشئة تدريجياً ، كما هو الحال في المواد الطبية الحيوية والتكنولوجيا النانوية والمواد الصديقة للبيئة ، والتي قد تجلب نقاط نمو جديدة.

 

سيساعد الابتكار التكنولوجي وتحسين أساليب الإنتاج على تقليل تكلفة إنتاج حمض البنزويك ، وتحسين جودة المنتج ، وتقليل التأثير البيئي ، وتعزيز التنمية المستدامة لهذه الصناعة.