Las quinonas son una clase de compuestos orgánicos que se "derivan formalmente de compuestos aromáticos [como benceno o naftaleno ] mediante la conversión de un número par de grupos –CH = en grupos –C (= O) - con cualquier reordenamiento necesario de dobles enlaces , dando como resultado "una estructura de diona cíclica completamente conjugada ". [1] [2] [3] El miembro arquetípico de la clase es 1,4-benzoquinona o ciclohexadienediona, a menudo llamado simplemente "quinona" (de ahí el nombre de la clase) . Otros ejemplos importantes son la 1,2-benzoquinona ( orto -quinona ), 1,4-naftoquinona y 9,10-antraquinona .
Propiedades
Las quinonas son derivados oxidados de compuestos aromáticos y a menudo se obtienen fácilmente a partir de compuestos aromáticos reactivos con sustituyentes donantes de electrones como fenoles y catecoles , que aumentan la nucleofilicidad del anillo y contribuyen al gran potencial redox necesario para romper la aromaticidad. (Las quinonas están conjugadas pero no aromáticas). Las quinonas son aceptores de Michael electrofílicos estabilizados por conjugación. Dependiendo de la quinona y del sitio de reducción, la reducción puede rearomatizar el compuesto o romper la conjugación. La suma conjugada casi siempre rompe la conjugación.
El término quinona también se usa de manera más general para una gran clase de compuestos derivados formalmente de quinonas aromáticas mediante la sustitución de algunos átomos de hidrógeno por otros átomos o radicales.
Cloranil , un reactivo en química orgánica
Lawsone , un tinte presente en las hojas de la planta de henna.
Alizarina , un tinte rojo común
DDQ , un reactivo en química orgánica
Daunorrubicina , un fármaco contra el cáncer
Ocurrencia y usos
Producción de peróxido de hidrógeno
Una aplicación industrial a gran escala de quinonas es para la producción de peróxido de hidrógeno . Las 2-alquilantraquinonas se hidrogenan a las correspondientes hidroquinonas (quinizarinas), que luego transfieren H
2 al oxígeno:
- dihidroantraquinona + O
2→ antraquinona + H
2O
2
de esta manera, varios millones de toneladas métricas de H
2O
2se producen anualmente. [4]
1,4- Naftoquinona , derivada por oxidación de naftaleno con trióxido de cromo . [5] Es el precursor de la antraquinona.
Bioquímica
La ubiquinona -1 es una 1,4-benzoquinona natural que participa en los aparatos respiratorios .
Se conjetura que ocurren en todos los organismos que respiran. [6] Algunos sirven como aceptores de electrones en cadenas de transporte de electrones como las de la fotosíntesis ( plastoquinona , filoquinona ) y la respiración aeróbica ( ubiquinona ). La filoquinona también se conoce como vitamina K 1, ya que los animales la utilizan para carboxilar ciertas proteínas, que participan en la coagulación de la sangre , la formación de huesos y otros procesos. Por el contrario, la toxicidad del paracetamol se debe a su metabolismo a una quinona imina , que luego reacciona con las proteínas hepáticas para causar insuficiencia hepática.
En el rocío de los escarabajos bombarderos , la hidroquinona reacciona con el peróxido de hidrógeno para producir una ráfaga de vapor ardiente, un elemento disuasorio en el mundo animal.
La autooxidación del neurotransmisor dopamina y su precursor L-Dopa genera la dopamina quinona comparativamente estable que inhibe el funcionamiento del transportador de dopamina (DAT) y la enzima TH y conduce a una baja producción de ATP mitocondrial . [7]
Otros productos naturales
La benzoquinona blattellaquinona es una feromona sexual en las cucarachas .
Médico
Varias quinonas son de interés farmacológico. Forman una clase importante de citotoxinas, que se utilizan en la lucha contra el cáncer. Un ejemplo es la daunorrubicina , que es antileucémica. [6] Algunos de ellos muestran actividad antitumoral . Encarnan algunas afirmaciones de la medicina herbal . Estas aplicaciones incluyen purgantes ( senósidos ), antimicrobiana y antiparasitaria ( rhein y saprorthoquinone , atovacuona ), anti-tumor ( emodina y juglone ), la inhibición de PGE2 biosíntesis ( arnebinone y arnebifuranone ) y anti- enfermedad cardiovascular ( tanshinone ). [8]
Otro fármaco que contiene quinonas es el mecarbinato ( dimecarbina ), elaborado mediante la reacción de N-metil-β-aminocrotonato de etilo con parabenzoquinona. Otros incluyen Amendol , Oxyphemedol , Phemedol todo en FR5142 (M) - 05/06/1967. [ aclaración necesaria ] Nota: Todos estos son indoles elaborados a través de la síntesis de indol de Nenitzescu . Apaziquone antineoplásico .
Los compuestos de benzoquinona son un metabolito del paracetamol . [9]
Tintes
Muchas sustancias colorantes naturales y artificiales ( tintes y pigmentos ) son derivados de quinonas. Solo son superados por los colorantes azoicos en importancia como colorantes, con especial énfasis en los colores azules. La alizarina (1,2-dihidroxi-9,10-antraquinona), extraída de la planta más loca , fue el primer colorante natural que se sintetizó a partir del alquitrán de hulla.
Reactivos en química orgánica
La benzoquinona se utiliza en química orgánica como agente oxidante . Las quinonas fuertemente oxidantes incluyen cloranil y 2,3-dicloro-5,6-diciano-1,4-benzoquinona (también conocida como DDQ). [10]
Portador de carga de batería
El ácido 9,10-antraquinona-2,7-disulfónico (AQDS), una quinona similar a la que se encuentra naturalmente en el ruibarbo, se ha utilizado como portador de carga en baterías de flujo libre de metales . [11]
Nomenclatura
Las quinonas se nombran comúnmente con un prefijo que indica el hidrocarburo aromático principal ("benzo-" para benceno, "nafto-" para naftaleno, "antra-" para antraceno , etc.) y el sufijo "-quinona". Los multiplicadores infijos "-di-", "-tri-", "-tetra-" (etc.) se utilizan cuando hay 4, 6, 8 (etc.) carbonilos. La posición de los grupos carbonilo puede indicarse antes del prefijo (como en "1,4,5,8-naftodiquinona") o después ("antra-1,4-quinona").
Ver también
- Antraquinona
- Benzoquinona
- Naftoquinona
- Plastoquinona
- Pirroloquinolina quinona
- Metida de quinona
- Quinonediimina - análogo de nitrógeno, ilustrado por el antiséptico Ambazone
- Malbranchea cinnamomea
Referencias
- ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida online: (2006–) " Quinones ". doi : 10.1351 / goldbook.Q05015
- ^ Patai, Saul; Rappoport, Zvi, eds. (1988). Los compuestos quinonoides: vol. 1 (1988) . doi : 10.1002 / 9780470772119 . ISBN 9780470772119.
- ^ Patai, Saul; Rappoport, Zvi, eds. (1988). Los compuestos quinonoides: vol. 2 (1988) . doi : 10.1002 / 9780470772126 . ISBN 9780470772126.
- ^ Gustaaf Goor, Jürgen Glenneberg, Sylvia Jacobi "Peróxido de hidrógeno" en Enciclopedia de química industrial 2007 de Ullmann, Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002 / 14356007.a13_443.pub2 .
- ^ Braude EA; Fawcett, JS (1953). "1,4-naftoquinona". Síntesis orgánicas . 33 : 50. doi : 10.15227 / orgsyn.033.0050 .; Volumen colectivo , 4 , p. 698
- ^ a b O'Brien, PJ (1991). "Mecanismos moleculares de la citotoxicidad quinona". Interacciones químico-biológicas . 80 (1): 1–41. doi : 10.1016 / 0009-2797 (91) 90029-7 . PMID 1913977 .
- ^ Dorszewska, Jolanta; Prendecki, Michal; Kozubski, Margarita Lianeri y Wojciech (31 de enero de 2014). "Efectos moleculares de la terapia con L-dopa en la enfermedad de Parkinson" . Genómica actual . 15 (1): 11-17. doi : 10.2174 / 1389202914666131210213042 . PMC 3958954 . PMID 24653659 .
- ^ Liu H., "Extracción y aislamiento de compuestos de medicamentos a base de hierbas" en 'Métodos de investigación de medicina tradicional a base de hierbas', editado por Willow JH Liu 2011 John Wiley and Sons, Inc.
- ^ Dahlin, DC; Miwa, GT; Lu, AY; Nelson, SD (1984). "N-acetil-p-benzoquinona imina: un producto de oxidación del acetaminofén mediada por el citocromo P-450" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 81 (5): 1327-1331. Código Bibliográfico : 1984PNAS ... 81.1327D . doi : 10.1073 / pnas.81.5.1327 . PMC 344826 . PMID 6424115 .
- ^ March, Jerry (1985), Química orgánica avanzada: reacciones, mecanismos y estructura (3a ed.), Nueva York: Wiley, ISBN 0-471-85472-7
- ^ Huskinson, Brian; Marshak, Michael P .; Suh, Changwon; Er, Süleyman; Gerhardt, Michael R .; Galvin, Cooper J .; Chen, Xudong; Aspuru-Guzik, Alán; Gordon, Roy G .; Aziz, Michael J. (9 de enero de 2014). "Una batería de flujo acuoso orgánico-inorgánico libre de metales" (PDF) . Naturaleza . 505 (7482): 195-198. Código Bib : 2014Natur.505..195H . doi : 10.1038 / nature12909 . PMID 24402280 . S2CID 4459692 .
enlaces externos
- Quinonas en los encabezamientos de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .