1,4-benzoquinona , conocido comúnmente como para -quinone , es un compuesto químico con la fórmula C 6 H 4 O 2 . En estado puro, forma cristales de color amarillo brillante con un olor irritante característico, parecido al del cloro , lejía y plástico caliente o formaldehído. Este compuesto de anillo de seis miembros es el derivado oxidado de 1,4- hidroquinona . [4] La molécula es multifuncional: exhibe propiedades de una cetona , pudiendo formar oximas.; un oxidante, que forma el derivado dihidroxi; y un alqueno, que experimenta reacciones de adición, especialmente las típicas para cetonas α, β-insaturadas . La 1,4-benzoquinona es sensible tanto a los ácidos minerales fuertes como a los álcalis, que provocan la condensación y descomposición del compuesto. [5] [6]
Nombres | |||
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Nombre IUPAC preferido Ciclohexa-2,5-dieno-1,4-diona [1] | |||
Otros nombres | |||
Identificadores | |||
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Modelo 3D ( JSmol ) | |||
3DMet | |||
773967 | |||
CHEBI | |||
CHEMBL | |||
ChemSpider | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.003.097 | ||
Número CE |
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2741 | |||
KEGG | |||
PubChem CID | |||
Número RTECS |
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UNII | |||
un numero | 2587 | ||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
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Propiedades | |||
C 6 H 4 O 2 | |||
Masa molar | 108,096 g · mol −1 | ||
Apariencia | Sólido amarillo | ||
Olor | Acre, similar al cloro [2] | ||
Densidad | 1.318 g / cm 3 a 20 ° C | ||
Punto de fusion | 115 ° C (239 ° F; 388 K) | ||
Punto de ebullición | Sublimes | ||
solubilidad en agua | 11 g / L (18 ° C) | ||
Solubilidad | Ligeramente soluble en éter de petróleo; soluble en acetona; 10% en etanol, benceno, éter dietílico | ||
Presión de vapor | 0,1 mmHg (25 ° C) [2] | ||
Susceptibilidad magnética (χ) | -38,4 · 10 −6 cm 3 / mol | ||
Peligros | |||
Principales peligros | Tóxico | ||
Pictogramas GHS | |||
Palabra de señal GHS | Peligro | ||
Declaraciones de peligro GHS | H301 , H315 , H319 , H331 , H335 , H400 | ||
Consejos de prudencia del SGA | P261 , P264 , P270 , P271 , P273 , P280 , P301 + 310 , P302 + 352 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P311 , P312 , P321 , P330 , P332 + 313 , P337 + 313 , P362 , P391 , P403 + 233 , P405 , P501 | ||
punto de inflamabilidad | 38 a 93 ° C; 100 a 200 ° F; 311 a 366 K [2] | ||
Dosis o concentración letal (LD, LC): | |||
LD 50 ( dosis media ) | 296 mg / kg (mamífero, subcutáneo) 93,8 mg / kg (ratón, subcutáneo) 8,5 mg / kg (ratón, IP) 5,6 mg / kg (rata) 130 mg / kg (rata, oral) 25 mg / kg (rata, IV) [3] | ||
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.): | |||
PEL (permitido) | TWA 0,4 mg / m 3 (0,1 ppm) [2] | ||
REL (recomendado) | TWA 0,4 mg / m 3 (0,1 ppm) [2] | ||
IDLH (peligro inmediato) | 100 mg / m 3 [2] | ||
Compuestos relacionados | |||
Compuestos relacionados | 1,2-benzoquinona | ||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
verificar ( ¿qué es ?) | |||
Referencias de Infobox | |||
Preparación
La 1,4-benzoquinona se prepara industrialmente por oxidación de hidroquinona , que puede obtenerse por varias vías. Una ruta implica la oxidación de diisopropilbenceno y la transposición de Hock . La reacción neta se puede representar de la siguiente manera:
- C 6 H 4 (CHMe 2 ) 2 + 3 O 2 → C 6 H 4 O 2 + 2 OCMe 2 + H 2 O
La reacción procede a través del bis ( hidroperóxido ) y la hidroquinona. La acetona es un coproducto. [7]
Otro proceso importante implica la hidroxilación directa de fenol mediante peróxido de hidrógeno ácido : C 6 H 5 OH + H 2 O 2 → C 6 H 4 (OH) 2 + H 2 O Se producen tanto la hidroquinona como el catecol . La oxidación posterior de la hidroquinona produce la quinona. [8]
La quinona se preparó originalmente industrialmente por oxidación de anilina , por ejemplo, por dióxido de manganeso . [9] Este método se practica principalmente en la República Popular China, donde las regulaciones ambientales son más relajadas.
La oxidación de la hidroquinona es fácil. [4] [10] Uno de estos métodos utiliza peróxido de hidrógeno como oxidante y yodo o una sal de yodo como catalizador para la oxidación que se produce en un disolvente polar ; por ejemplo, alcohol isopropílico . [11]
Cuando se calienta hasta cerca de su punto de fusión, la 1,4-benzoquinona se sublima , incluso a presión atmosférica, lo que permite una purificación eficaz. Las muestras impuras suelen ser de color oscuro debido a la presencia de quinhidrona, un complejo de transferencia de carga 1: 1 de color verde oscuro de quinona con hidroquinona . [12]
Estructura y redox
La benzoquinona es una molécula plana con enlaces C = C, C = O y C – C alternados y localizados. La reducción da el anión semiquinona C 6 H 4 O 2 - }, que adopta una estructura más deslocalizada. La reducción adicional acoplada a la protonación da la hidroquinona, en la que el anillo C6 está completamente deslocalizado. [13]
Reacciones y aplicaciones
La quinona se utiliza principalmente como precursor de la hidroquinona, que se utiliza en fotografía y fabricación de caucho como agente reductor y antioxidante. [8] El benzoquinonio es un relajante del músculo esquelético, un agente bloqueador de los ganglios elaborado a partir de benzoquinona. [14]
Síntesis orgánica
Se utiliza como aceptor de hidrógeno y oxidante en síntesis orgánica . [15] La 1,4-benzoquinona sirve como reactivo de deshidrogenación . También se utiliza como dienófilo en las reacciones de Diels Alder . [dieciséis]
La benzoquinona reacciona con anhídrido acético y ácido sulfúrico para dar el triacetato de hidroxiquinol . [17] [18] Esta reacción se llama reacción de Thiele o reacción de Thiele-Winter [19] [20] en honor a Johannes Thiele , quien la describió por primera vez en 1898, y después de Ernst Winter, quien describió con más detalle su mecanismo de reacción en 1900. Un La aplicación se encuentra en este paso de la síntesis total de Metacromina A: [21]
La benzoquinona también se usa para suprimir la migración de dobles enlaces durante las reacciones de metátesis de olefinas .
Una solución ácida de yoduro de potasio reduce una solución de benzoquinona a hidroquinona, que puede volver a oxidarse a quinona con una solución de nitrato de plata .
Debido a su capacidad para funcionar como oxidante, la 1,4-benzoquinona se puede encontrar en métodos que utilizan la oxidación de Wacker-Tsuji , en los que una sal de paladio cataliza la conversión de un alqueno en una cetona. Esta reacción se lleva a cabo típicamente usando oxígeno presurizado como oxidante, pero a veces se puede preferir benzoquinona. También se utiliza como reactivo en algunas variantes de oxidaciones de Wacker .
La 1,4-benzoquinona se utiliza en la síntesis de bromadol y análogos relacionados.
1,4-benzoquinonas relacionadas
La 2,3-dicloro-5,6-diciano-1,4-benzoquinona (DDQ) es un oxidante y agente de deshidrogenación más fuerte que la 1,4-benzoquinona. [23] El cloranil 1,4-C 6 Cl 4 O 2 es otro potente oxidante y agente de deshidrogenación. La monocloro-p-benzoquinona es otro oxidante más suave. [24]
Metabolismo
La 1,4-benzoquinona es un metabolito tóxico que se encuentra en la sangre humana y puede usarse para rastrear la exposición al benceno o mezclas que contienen benceno y compuestos de benceno, como la gasolina. [25] El compuesto puede interferir con la respiración celular, y se ha encontrado daño renal en animales que recibieron exposición severa. Se excreta en su forma original y también como variaciones de su propio metabolito, la hidroquinona. [9]
Seguridad
La 1,4-benzoquinona puede teñir la piel de color marrón oscuro, causar eritema (enrojecimiento, erupciones en la piel) y provocar necrosis tisular localizada . Es particularmente irritante para los ojos y el sistema respiratorio. Su capacidad para sublimar a temperaturas comunes permite un mayor riesgo de exposición en el aire de lo que podría esperarse de un sólido a temperatura ambiente. La IARC ha encontrado pruebas insuficientes para comentar sobre la carcinogenicidad del compuesto, pero ha observado que puede pasar fácilmente al torrente sanguíneo y que mostró actividad para deprimir la producción de médula ósea en ratones y puede inhibir las enzimas proteasas involucradas en la apoptosis celular . [9]
Ver también
- Tetrahidroxibenzoquinona
- Ácido benzoquinona tetracarboxílico
- 1,2-benzoquinona
- Quinonas
- Duroquinona
Referencias
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