Asam benzoat (C6H5COOH) adalah padatan kristal berwarna putih dan merupakan asam karboksilat

aromatik yang paling sederhana. Nama asam ini berasal dari gum benzoin (getah kemenyan), yang dahulu

merupakan satu-satunya sumber asam benzoat. Asam lemah ini beserta garam turunannya digunakan

sebagai pengawet makanan. Asam benzoat adalah prekursor yang penting dalam sintesis

banyak bahan-bahan kimia lainnya. Asam benzoat merupakan zat pengawet yang sering dipergunakan

dalam saos dan sambal. Asam benzoat disebut juga senyawa antimikroba karena tujuan penggunaan zat

pengawet ini dalam kedua makanan tersebut untuk mencegah pertumbuhan khamir dan bakteri terutama

untuk makanan yang telah dibuka dari kemasannya. Jumlah maksimum asam benzoat yang boleh

digunakan adalah 1000 ppm atau 1 gram per kg bahan (permenkes No 722/Menkes/per/1X/1988).

Pembatasan penggunaan asam benzoat ini bertujuan agar tidak terjadi keracunan pada tubuh manusia.

Konsumsi yang berlebihan dari asam benzoat dalam suatu bahan makanan tidak dianjurkan karena jumlah

zat pengawet yang masuk ke dalam tubuh akan bertambah dengan semakin banyak dan seringnya

mengkonsumsi. Lebih-lebih lagi jika dibarengi dengan konsumsi makanan awetan lain yang mengandung

asam benzoat. Asam benzoat mempunyai ADI 5 mg per kg berat badan Asam benzoat berdasarkan bukti-

bukti penelitian menunjukkan mempunyai toksinitas yang sangat rendah terhadap manusia dan hewan.

Pada manusia, dosis racun adalah 6 mg asam benzoat/kg berat badan melalui injeksi kulit tetapi

pemasukan melalui mulut sebanyak 5 sampai 10 mg/hari selama beberapa hari tidak mempunyai efek

negatif terhadap kesehatan.

Sejarah Perkembangan Asam Benzoat

Asam benzoat pertama kali ditemukan pada abad ke – 16. Distilasi kering getah kemenyan pertama kali

dideskripsikan oleh Nostradamus (1556) dan selanjutnya oleh Alexius Pedemontanus (1560) dan Blaise de

Vigenere (1596). Justus von Liebig dan Friedrich Wohler berhasil menentukan struktur asan

benzoat pada tahun 1832. Mereka juga meneliti bagaimana asam hipurat berhubungan dengan asam

benzoat. Pada tahun 1875, Salkowski menemukan bahwa asam benzoat memiliki aktivitas anti jamur.

Pembuatan Asam Benzoat Secara Historis

Proses industri pertama melibatkan reaksi antara benzotriklrodia (triklorometil benzene) dengan kalsium

hidroksida dalam air, menggunakan besi sebagai katalis. Kalsium benzoat yang dihasilkan kemudian

diubah menjadi asam benzoat dengan menggunakan asam klorida. Produk proses ini mengandung turunan

asam benzoat yang terklorinasi dalam jumlah yang signifikan. Oleh karena itu, asam

benzoat yang digunakan untuk konsumsi manusia didapatkan dari distilasi getah kemenyan. Pada zaman

sekarang, asam benzoat yang digunakan untuk konsumsi diproduksi secara sintetik.

Sifat Fisika

1. Massa Molar : 122,12 gr/mol

2. Temperatur leleh normal : 122,4 0C

3. Temperatur didih pada 1 atm : 249 0C4. Densitas

-. Padat : 1,316 gr/cm3

-. Cair : 1,029 gr/cm3

5. Tekanan kritis : 4,47 MPa

6. Temperatur kritis : 751oK

7. Volume kritis : 339,1cm3/mol

8. Faktor kompresibilitas kritis : 0,248

9. Viskositas (1300C) : 1,26 mPa.s (cPa)

10. Panas penguapan pada 140oC : 534 J/g

11. Panas pembakaran : 3227 KJ/mol

12. Panas pencampuran : 147 J/g

13. pH pada larutan jenuh, 25oC : 2,8

Sifat Kimia

1. Reduksi cincin asam benzoat membentuk asam karboksilat siklis, dan kaprolaktam sebagai

intermediate, yang digunakan pada pembuatan nilon. Dengan pemilihan katalis dan kondisi

operasi, reduksi asam benzoat pada gugus karboksil dapat membentuk benzil alkohol.

2. Hidrogenasi asam benzoat menjadi kaprolaktam dengan katalis nikel dan direaksikan dengan

NOHSO4.

3. Asam benzoat mempunyai cincin dengan letak meta, sehingga dapat untuk reaksi substitusi lebih

lanjut. Reaksi cincin yang terjadi adalah sulfonasi, nitrasi dan klorinasi, tetapi agak sulit pada

deaktifasi cincin karena adanya gugus karboksil. Deaktifasi dapat dilakukan dengan katalis atau

dengan menaikkan suhu.

4. Oksidasi asam benzoat menjadi fenol dengan katalis tembaga

5. Garam potasium dari asam benzoat direaksikan dengan CO2 pada kenaikan suhu dan tekanan

dapat membentuk asam terepthalat.

Pembuatan

1. Oksidasi Toluene dengan udara dalam fasa cair

Proses ini merupakan cara yang paling awal digunakan, dimana toluene, katalis, dan udara (atau O2 yang

terkandung dalam udara)diumpankan secara kontinyu ke dalam autoclave sehingga terbentuk asam

benzoat pada suhu 150 – 250 0C dan tekanan 5-50 atm. Perbandingan udara dan toluene dikendalikan

untuk mendapatkan konversi 10-50%.  Panas reaksi dapat dihilangkan dengan refluks toluene dan

penggunaan jacket cooling. Autoclave secara kontinyu overflow ke stripper kemudian toluene dipisahkan

dan direcycle ke autoclave. Air yang terbentuk dari kondensasi aliran gas harus segera dipisahkan sebelum

toluene yang tidak bereaksi dikembalikan ke reaktor.  Pemisahan dapat dilakukan dengan kristalisasi,

distilasi, atau kombinasi keduanya. Yield yang diperoleh sekitar 80%. Asam benzoat yang terbentuk

kemudian dibentuk menjadi flake atau disublimasi untuk mendapatkan variasu ukuran untuk dijual. 

2. Oksidasi Acetophenone

Campuran acetophenone, asam asetat, dan Mangan asetat tetrahidrat diaduk dengan cepat kemudian aliran

O2 dilewatkan pada campuran tersebut. Campuran dipanaskan sampai 800C dimana pada temperatur

tesebut berubah warna menjadi coklat tua dan mulai terjadi adsorpsi O2. Temperatur sistem dijalankan

pada 92-970C, setelah sekitar 3,5 jam, campuran dipanaskan hingga 105-1100C selama beberapa menit

kemudian asam formiat dan asam asetat yang terbentuk selama reaksi dipisahkan dengan distilasi. Residu

dilarutkan dengan 500ml air kemudian dengan distilasi uap acetophenone yang tidak bereaksi dipisahkan.

Residu kemudian didinginkan kembali dan asam benzoat yang dikristalkan kemudian dikumpulkan pada

filter dan dikeringkan. Yield yang didapat adalah 89%dengan kemurnian 98-99%.

3. Oksidasi Benzyl Bromida

Benzyl bromide dan asam asetat glasial  dimasukkan dalam pipa kaca tertutup didalam shaker bomb,

O2 60% dimasukkan sampai tekanan mencapai 300 psig, kemudian dipanaskan sampai 1900C dengan

dikocok.Temperatur ini dijaga sampai 3 jam. Bahan-bahan di dalam pipa kemudian didinginkan,

ditambahkan air, dan kristal asam benzoat yang terbentuk disaring dari larutan.

4. Klorinasi Toluene

                                                      light

C6H5CH3  + 3 Cl2            ===>         C6H5CCl3   +  3 HCl

                                               heat

               

                                                  ZnCl2

C6H5CCl3  +  2 H2O       ===>       C6H5COOH   +  3 HCl 

(75 – 80%)

Toluene diklorinasi pada 100-150 0C, hingga Specifik grafity mencapai 1,375-1,385 pada 20 0C

Sedikit alkali dapat ditambahkan untuk netralisasi residu hydrogen klorida. Benzotriklorid dapat didistilasi

kemudian diumpankan dalam bejana yang dilengkapi dengan agitator. Setelah dipanaskan sampai 100 0C,

sekitar 0,7 % berat (berdasarkan umpan) Zinc Chloridesebagai katalis. Kemudian air ditambahkan

perlahan-lahan di bawah permukaan cairan. Hidrogen klorid yang terlibat dalam reaksi diserap oleh air

membentuk hidroclorid acid. Temperatur akan naik secara perlahan sampai 110-115 0C. Pada saat reaksi

sempurna dimana ditandai dengan tidak adanya hydrogen klorid, air ditambahkan, dan produk reaksi

dibiarkan sampai 0,5 jam dengan pengadukan. Temperatur diturunkan sampai 90-100 0C, air panas

ditambahkan untuk melarutkan Zinc Klorid dan hidroclorid acid sisa. Lapisan asam dipisahkan dan

dibiarkan mengeras, lapisan air didinginkan, hal ini mempercepat terlarutnya asam benzoat, yang

dipisahkan dengan filtrasi, dicuci dengan air dingin, dan ditambahkan pada padatan asam benzoat.

Komposisi padatan terdiri dari asam benzoat crude dan jumlah yang bervariasi dari air, pumice, dan

impuritas yang lain. Ini dapat diubah menjadi Sodium benzoat kualitas tinggi dengan melarutkan dalam

Sodium hidroksid, penyaringan, dan pemurnian larutan benzoat. Asam benzoat crude dapat dimurnikan

dengan memberi USP asam benzoat dengan beberapa cara seperti sublimasi atau kristalisasi. Yield 90%

dapat tercapai berdasarkan benzotriklorid yang diumpankan.

5. Dekarboksilasi Pthalyc Anhydrid

Dalam proses ini phtalyc anhydrid direaksikan dengan steam, dan reaksi yang terjadi adalah sebagai

berikut:

            C6H4 (CO)2O + H2O             ===>    C6H5COOH + CO2

                                                     (85% yield)

Proses pembentukan asam benzoat dari pthalyc anhydrid dapat dilakukan dalam fase cair maupun fase

gas.

a.      Proses fase cair

Pthaltc anhydrid cair diumpankan crude dalam ketel tertutup yang dilengkapi agitator efisien.

Ditambahkan 2-6% katalis yang terdiri dari kromium dan sodium pthalat dalam jumlah hampir sama.

Katalis dapat diumpankan secara terpisah atau dapat juga dengan penambahan secara langsung Kromium

hidroksid dan kaustik soda ke dalam reaktor dalam jumlah yang hampir sama. Umpan tersebut kemudian

dipanaskan sampai kurang lebih 200 0C dan kemudian 2-20 bagian steam/jam (dari 100 bagian pthalyc

anhydrid) dimasukkan dibawah permukaan campuran. Dalam proses juga terbentuk pthalyc acid. Reflux

kondensor mengembalikan air, asam benzoat, dan pthalyc acid ke dalam reaktor. Sementara itu

CO2 dibuang ke atmosfer. Reaksi dibiarkan berlangsung sampai campuran mengandung kurang dari

5% pthalyc acid. Asam benzoat kemudian dpisahkan dengan distilasi dengan atau tanpa bantuan steam.

Pemisahan asam benzoat yang lebih sempurna dilakukan dengan menambahkan kaustik soda sebelum

distilasi. 

 b. Proses fase gas

Asam benzoat dapat diproduksi dengan dekarboksilasi fase uap dari pthalyc anhydrid. Dalam proses ini,

uap pthalyc anhydrid dicampur dengan steam seberat 10-50 kali berat pthalyc anhydrid pada suhu 2000C.

Kemudian dilewatkan pada katalis yang diam pada temperatur sekitar 4500C. Campuran katalis terdiri dari

seng oksida pada batu apung carier atau tembaga karbonat dan kalsium hidroksida pada butiran batu

apung. Karbon dioksida yang dihasilkan dari reaksi dipisahkan dari asam benzoat dengan separator untuk

mengambil asam benzoat yang terbawa. Asam benzoat kemudian dipisahkan setelah kondensasi dengan

destilasi untuk memisahkan sisa reaktan (pthalyc anhydrid dan H2O). Pthalyc anhydrid yang tidak bereaksi

direcycle untuk direaksikan kembali dengan steam. Sementara asam benzoat diambil sebagai produk.

6. Oksidasi Toluene dengan Sulfur dan Air

Proses tipe ini dapat dapat menghasilkan asam benzoat dari toluene atau asam lain dari bahan baku yang

lain. Paten mendiskripsikan bahwa prosesnya adalah sebagai berikut : autoclave dari stainless-steel A4.5-1

diisi dengan 92 g toluene dan19 ml air. Tube glass berukuran besar yang berisi 100 g sulfur diletakkan

dalam autoclave sedemikian rupa sehingga saat pertama kali autoclave digoncangkan, isi dalam autoclave

bisa bercampur dengan yang ada dalam tube. Autoclave diisolasi dan dipanaskan 625 oC sebelum

digoncangkan. Penggoncangan pada temperatur tersebut dilanjutkan selama 90 menit, tekanan meningkat

sampai 2250 psig. Autoclave didinginkan dan 70 g hydrogen sulfide dialirkan ke dalam scrubber kaustik.

Produk difilter dan dikeringkan, dan cake padat yang merupakan campuran asam benzoate,sulfur, dan by-

product didistilasi. Sebagai potongan bagian atas, 79,9 g asam benzoate dan ekivalen netral 124,4

didapatkan. Selanjutnya 5 g didapatkan tertahan dalam kolom, dan dalam aqueous filtrate, 6,8 g

ditemukan dalam dasar kolom distilasi, 20,6 terkandung sulfur, dan by-product berwarna gelap lainnya.

Tahap selanjutnya menggunakan oksidan tipe sulfur menunjukkan bahwa hasil yang lebih banyak bisa

didapatkan dengan kondisi berbeda. Dengan sulfur dioksid sebagai oksidan (dengan sedikit hydrogen

sulfide sebagai inisiator), 82% yield didapatkan, an dengan sedikit penambahan NaOH ke sistem akan

didapatkan 83,6% yield. Beberapa proses lain di masa lampau belum pernah dicoba pada skala pabrik.

7. Oksidasi Toluene dengan Asam Nitrat

Prosesnya adalah sebagai berikut : tangki reaksi harus dalam kondisi asam dan harus mampu beroperasi

pada tekanan 75 psi. Tangki diisi 85 lb asam nitrat 67%, 800 lb air, 500 lb toluene, dan 5 lb mangan

dioksid. Selama kurang lebih 2 jam, temperature dibawa ke 80-90 oC, tekanan meningkat manjadi 35-40

lb. kondisi ini dipertahankan 6 atau 7 jam. Akhirnya selama 24 jam proses, temperature meningkat

menjadi 110oC, dan tekanan meningkat sampai 75 lb. Secara periodic selama proses pemanasan, oksigen

(atau gas yang kaya oksigen) dimasukkan dalam kettle di atas pengeluaran. Gas inert dikeluarkan kadang-

kadang. Yield dalam proses ini 70-80 % dalam jumlah teoritis.

8. Oksidasi Toluene dengan Sodium Dikromat

Toluen dan larutan sodium dikromat dalam air dipanaskan pada 250-300 oC, dengan pengadukan yang

kasar, dalam autoclave selama 2-3 jam sehingga terbentuk sodium benzoate, sodium hidroksid, dan

chromic oxide (Cr2O3). Autoclave didinginkan sampai sekitar 100 oC dan toluene yang tidak bereaksi

didistilasi. Asam benzoate ditambahkan untuk menetralkan natrium hidroksid yang terbentuk. Chromic

oxide kemudian diambil dari campuran dengan difilter, dicuci, dan dimasukkan kembali ke autoclave

bersama-sama dengan air dan cukup natrium hidroksida untuk membentuk sodium khromat. Isi autoclave

dikondisikan pada tekanan udara 1400 psi dan dipanaskan me

njadi 280-300 oC selama 4-8 jam, sementara itu udara yang kehabisan oksigen sebagian dikeluarkan.

Larutan sodium dikromat yang terbentuk digunakan dalam oksidasi pemasukan toluene. 

Kegunaan Asam Benzoat

Asam benzoat banyak digunakan sebagai bahan pengawet makanan, yaitu

bahan makanan dan minuman berasa asam seperti sirup, dalam farmasi sebagai antiseptik, obat-obatan

dermatologi, sebagai zat aditif untuk mengebor lumpur dan agen retardant pada karet alam dan sintetis.

Sedangkan turunan asam benzoat dapat digunakan sebagai pengawet makanan, plasticizer, obat-obatan,

dan antiseptik

sebagaimana tertera dalam tabel berikut.

No Turunan Asam Benzoat kegunaan1. Fenol Bahan Perekat Kayu2. Dipropilen glikol dibenzoat

Dietilen glikol dibenzoatTrietilen glikol dibenzoatPolietilen glikol dibenzoatTrimetil pentanediolMono-isobutil monobenzoat

Plasticizer pada resin polivinilklorida (PVC)

3. Sodium benzoat (NaOH) 1. Pengawet makanan2. Pengawet makanan (kemasan)3. Pengawet kosmetika4. Pengawet bahan farmasi5. Penghambat korosi6. Bahan pembuat cat7. Obat-obatan8. Bahan produksi benzil benzoat

4. Benzoil klorida- 3-amino-2,5-asamDiklorobenzoatBenzoil peroksidaBenzophenaneDipropilen glikol dibenzoatDietilen glikol dibenzoatAnhidrid benzoat

1.Inisiator polimerisasi vinil klorida,stirena, vinil asetat, akrilik2. Curing agent polimer termoset-ing(misal poliester)3. Bleaching agent tepung, lemak danminyak1. Parfum2. Absorber cahaya ultra violetPlasticizer (sda)Plasticizer (sda)1. Agen benzolating pembuatan catdan farmasi2. Pelarut

5. Butil benzoat 1. Carrier untuk cat fiber poliester2. Obat (aditif diseinfektan)

3. Pestisida (agen penetrasi)4. Parfum dan tepung

6. Resin alkid Pelapis permukaan7. 8-hidroksiquinolin benzoat 1. Krim antiseptik

2. Pasta gigi dan pencuci mulut3. Obat salep luka bakar

8. Sukrosa benzoat Bahan vernis9. Ammonium benzoat

BenzonitrilBahan vernis

10 BenzonitrilBenzoguanaminResin benzoguanamin

1. Pelarut2. Pelapis permukaan3. Tinta4. Resin sebagai pelapis

11 Benzyl benzoat 1. Mitisida2. Bahan pengusir nyamuk3. Plasticizer (resin selulosa asetatdan nitroselulosa)4. Pelarut parfum dan tepung5. Pewarna tekstiil6. Obat-obatan7. Parfum dan tepung

12 Asam heksahidrobenzoatKaprolaktam

Pembuatan nilon 66

Terdapat di industry :1. Makanan

2. Kosmetik

3. Tekstil

4. Farmasi

5. Industry Pertanian

6. Kimia

7. Mebel

Referensi :

(Othmer, K., 1978)

www.wihans.web.id/asam benzoat.html).

(The Columbia Enyclopedia, 2004).

(hanssen, 1989 dalam Warta Konsumen, 1997).

(www.chem-istry.org).