Sposób pierwszy Najbardziej znanym i wykorzystywanym na skalę przemysłową sposobem jest synteza w wyniku utleniania toluenu. Proces ten zachodzi przy użyciu tlenu i katalizatorów, tj. tlenku chromu($\text{III}$), naftenianów kobaltu($\text{II}$) lub manganu($\text{II}$).Ilustracja przedstawiająca reakcję otrzymywania kwasu benzoesowego z toluenu. Cząsteczka toluenu, który stanowi sześcioczłonowy pierścień aromatyczny, w którym to do jednego z atomów węgla przyłączona jest grupa ${\text{CH}}_3$. Strzałka w prawo, nad strzałką ${\text{O}}_2$, pod strzałką minus ${\text{H}}_2\text{O}$. Po prawej stronie strzałki cząsteczka kwasu benzoesowego składającego się z sześcioczłonowego pierścienia aromatycznego, w którym jeden z atomów węgla podstawiony jest grupą karboksylową $\text{COOH}$.^{Schemat reakcji utleniania toluenu.}, Sposób drugi Drugim sposobem jest synteza oparta o reakcję Cannizzaro. Benzaldehyd w środowisku zasadowym tworzy – w wyniku reakcji utlenienia-redukcji – alkohol benzylowy oraz sól kwasu benzoesowego. Alkohol można oddzielić w wyniku destylacji, a kwas benzoesowy można uzyskać stosunkowo łatwo, traktując otrzymaną sól mocnym kwasem.Ilustracja przedstawiająca mechanizm reakcji Cannizzaro, w którym z benzaldehydu otrzymywany jest kwas benzoesowy. Cząsteczka benzaldehydu zbudowanego z sześcioczłonowego pierścienia aromatycznego, podstawionego grupą aldehydową, to jest atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z atomem wodoru. Dodać anion hydroksylowy ${\text{OH}}^{-}$, od którego poprowadzona jest łukowata strzałka do węgla grupy aldehydowej w cząsteczce benzaldehydu. Strzałka w prawo, za strzałką cząsteczka zbudowana z sześcioczłonowego pierścienia aromatycznego, podstawionego atomem węgla połączonym za pomocą wiązań pojedynczych z atomem wodoru, grupą hydroksylową oraz atomem tlenu obdarzonym ładunkiem ujemnym. W kolejnym etapie struktura ta breaguje z cząsteczką benzaldehydu, co reprezentuje łukowata strzałka poprowadzona od wiązania łączącego atom wodoru z atomem węgla w owej strukturze do atomu węgla grupy aldehydowej w cząsteczce benzaldehydu. Strzałka w prawo, za strzałką jon benzoesanowy zbudowany z sześcioczłonowego pierścienia aromatycznego, podstawionego atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z atomem tlenu obdarzonym ładunkiem ujemnym. Dodać cząsteczkę alkoholu zbudowanego z grupy hydroksylowej połączonej z grupą metylenową ${\text{CH}}_2$ podstawioną pierścieniem fenylowym, to jest sześcioczłonowym pierścieniem aromatycznym. Poniżej ostatni etap, w którym cząsteczka soli kwasu benzoesowego zbudowana z sześcioczłonowego pierścienia aromatycznego, podstawionego atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z grupą $\text{O}Me$ ulega reakcji z cząsteczką kwasu $\text{HA}$. Za strzałką cząsteczka kwasu benzoesowego zbudowanego z pierścienia fenylowego podstawionego grupą składającą się z atomu węgla połączonego za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z grupą hydroksylową. Dodać cząsteczkę soli $Me\text{A}$.^{Schemat syntezy kwasu benzoesowego w oparciu o reakcję Cannizzaro.}, Sposób trzeci Trzeci sposób otrzymywania kwasu benzoesowego oparty jest na reakcji utleniania chlorku benzylu przy użyciu manganianu($\text{VII}$) potasu (${\text{KMnO}}_4$). Stosując ${\text{KMnO}}_4$, można również otrzymać kwas benzoesowy z butylobenzenu, toluenu i wielu innych związków.Ilustracja przedstawiająca mechanizm reakcji otrzymywania kwasu benzoesowego z chlorku benzylu z udziałem manganianu($\text{VII}$) potasu. Etap pierwszy. Trzy cząsteczki chlorku benzyzlu zbudowanego z sześcioczłonowego pierścienia aromatycznego podstawionego grupą metylenową ${\text{CH}}_2$ połączoną z atomem chloru. Dodać cztery cząsteczki manganianu($\text{VII}$) potasu ${\text{KMnO}}_4$. Dodać trzy cząsteczki węglanu sodu ${\text{Na}}_2{\text{CO}}_3$. Strzałka w prawo, za strzałką trzy cząsteczki benzoesanu sodu zbudowanego z sześcioczłonowego pierścienia aromatycznego podstawionego atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z grupą $\text{ONa}$. Dodać cztery cząsteczki tlenku manganu($\text{IV}$) ${\text{MnO}}_2\downarrow$. Dodać cząsteczkę tlenku węgla($\text{IV}$) ${\text{MnO}}_2\uparrow$. Doda trzy cząsteczki chlorku sodu $\text{NaCl}$. Dodać dwie cząsteczki węglanu potasu ${\text{K}}_2{\text{CO}}_3$. Dodać trzy cząsteczki wody ${\text{H}}_2\text{O}$. Drugi etap. Cząsteczka benzoesanu sodu zbudowanego z sześcioczłonowego pierścienia aromatycznego podstawionego atomem węgla połączonym za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z grupą $\text{ONa}$ ulega reakcji z cząsteczką kwasu $\text{HA}$. Strzałka w prawo. Za strzałką w postaci osadu cząsteczka kwasu benzoesowego zbudowanego z pierścienia fenylowego podstawionego grupą składającą się z atomu węgla połączonego za pomocą wiązania podwójnego z atomem tlenu oraz za pomocą wiązania pojedynczego z grupą hydroksylową. Dodać cząsteczkę soli $\text{NaA}$.^{Schemat syntezy kwasu benzoesowego w oparciu o reakcję utleniania chlorku benzylu.}