A 1,4-benzoquinona, comunmente coñecida como para-quinona, é un composto químico coa fórmula C6H4O2. En estado puro forma cristais amarelos brillantes cun cheiro característico irritante, que lembra o do cloro, lixivia e plástico quente ou formaldehido. Este composto cun anel de seis membros é o derivado oxidado da 1,4-hidroquinona. A molécula é multifuncional: presenta propiedades de cetona, podendo formar oximas; e de oxidante, formando o derivado dihidroxi; e mesmo de alqueno, sufrindo reaccións de adición, especialmente as típicas das cetonas α,β-insaturadas. A 1,4-benzoquinona é sensible tanto a ácidos minerais fortes coma a álcalis, o cal causa a condensación e descomposición do composto.
Preparación A 1,4-benzoquinona prepárase industrialmente por oxidación da hidroquinona, a cal pode obterse por varias rutas. Unha ruta implica a oxidación de diisopropilbenceno e o rearranxo de Hock. A reacción neta pode representarse como segue: C6H4(CHMe2)2 + 3 O2 → C6H4O2 + 2 OCMe2 + H2O A reacción procede por medio do bis(hidroperóxido) e a hidroquinona. A acetona é un coproduto.Gerhard Franz, Roger A. Sheldon "Oxidation" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2000
Outro proceso importante utiliza a hidroxilación directa do fenol polo peróxido de hidróxeno ácido: C6H5OH + H2O2 → C6H4(OH)2 + H2O Prodúcense tanto a hidroquinona coma o catecol. A subseguinte oxidación da hidroquinona dá a quinona.Phillip M. Hudnall "Hydroquinone" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2002, Wiley-VCH, Weinheim. 2005 Wiley-VCH, Weinheim. .
A quinona preparouse orixinalmente de forma industrial por oxidación da anilina, por exemplo por dióxido de manganeso. Este método practícase principalmente na China, onde as regulacións ambientais son máis relaxadas.
A oxidación da hidroquinona é fácil. Un método utiliza o peróxido de hidróxeno como oxidante e o iodo ou sal de iodo como catalizador para a oxidación, que tn lugar nun solvente polar; por exemplo, o alcohol isopropílico.
Cando se quenta preto do seu punto de ebulición, a 1,4-benzoquinona sublima, incluso a presión atmosférica, o que permite unha efectiva purificación. As mostras impuras adoitan ser de cor escura debido á presenza de quinhidrona, un complexo de transferencia de carga 1:1 verde escuro de quinona con hidroquinona.
Estrutura e redox miniatura|esquerda|As distancias de enlace C–C e C–O na benzoquinona (Q), o seu derivado 1e reducido (Q−) e a hidroquinona (H2Q).
A benzoquinona é unha molécula plana con enlaces localizados alternantes C=C, C=O e C–C. A redución dá lugar ao anión semiquinona C6H4O2−, que adopta unha estrutura máis deslocalizada. Unha maior redución acoplada á protonación dá a hidroquinona, na cal o anel C6 está totalmente deslocalizado.
Reaccións e aplicacións A quinona utilízase principalmente como precursor da hidroquinona, que se usa en fotografía e a fabricación de goma como axente redutor e antioxidante. O benzoquinonio é un relaxante do músculo esquelético, axente bloqueante dos ganglios que se fai a partir da benzoquinona.
Síntese orgánica
Utilízase como un aceptor de hidróxeno e oxidante en síntese orgánica. A 1,4-benzoquinona serve como reactivo de deshidroxenación. Tamén se usa como un dienófilo nas reaccións de Diels Alder.
A benzoquinona reacciona co anhídrido acético e ácido sulfúrico para dar o triacetato de hidroxiquinol. Esta reacción denomínase reacción de Thiele ou reacción de Thiele–Winter polo químico Johannes Thiele, que foi o primeiro que a describiu en 1898, e por Ernst Winter, que decribiu con detalle o mecanismo de reacción en 1900. Unha aplicación é este paso da síntese total de metacromina A:
400px|esquerda|Unha aplicación da reacción de Thiele, que implica un derivado benzoquinona.
A benzoquinona tamén se usa para suprimir a migración de dobres enlaces durane as reaccións de matátese de olefinas.
Unha solución de iduro de potasio ácida reduce unha solución de benzoquinona a hidroquinona, a cal pode ser reoxidada á quinona cunha solución de nitrato de prata.
Debido á súa capacidade de funcionar como oxidante, a 1,4-benzoquinona pode ser parte de métodos que usan a oxidación de Wacker-Tsuji, onde un sal de paladio cataliza a conversión dun alqueno a unha cetona. Esta reacción é tipicamente levada a cabo usando oxíxeno presurizado como oxidante, pero a benzoquinona pode ás veces ser preferible. Tamén se usa como reactivo nalgunhas variantes das oxidacións de Wacker.
A 1,4-benzoquinona utilízase na síntese de Bromadol e análogos relacionados.
miniatura|esquerda|Estrutura da Cp*Rh(para-quinona).
1,4-Benzoquinones relacionadas
A 2,3-dicloro-5,6-diciano-1,4-benzoquinona (DDQ) é un oxidante e axente de deshidroxenación máis forte que a 1,4-benzoquinona. O cloranil 1,4-C6Cl4O2 é outro potente oxidante e axente de deshidroxenación. A monocloro-p-benzoquinona é outro oxidante, pero máis suave.
Metabolismo
A 1,4-benzoquinona é un metabolito tóxico atopado no sangue humano e pode usarse para rastrear a exposición ao benceno ou mesturas que conteñan benceno e compostos de benceno, como o petróleo. O composto pode interferir coa respiración celular e atopáronse danos nos riles en animais que sufriron unha forte exposición. É excretada na súa forma orixinal e tamén como variantes do seu propio metabolito, a hidroquinona.
Seguridade miniatura|esquerda|O escaravello bombardeiro esparxe 1,4-benzoquinona para disuadir os predadores.
A 1,4-benzoquinona pode tinguir a pel de cor marrón, causa eritema (pel avermellada e erupcións) e orixina necrose localizada dos tecidos. É especialmente irritante para os ollos e sistema respiratorio. A súa capacidade de sublimar a temperaturas que son moi habituais fai que o risco de exposición aérea sexa maior que o que cabería esperar dun sólido a temperatura dunha habitación. A IARC atopou evidencias insuficientes sobre a carcinoxenicidade do composto, pero sinalou que pode pasar doadamente á circulación sanguínea e que mostraba actividade depresora da produción da medula ósea en ratos e pode inhibir as encimas proteases que interveñen na apoptose celular.
Notas
Véxase tamén Outros artigos Tetrahidroxibenzoquinona Ácido benzoquinonetetracarboxílico 1,2-Benzoquinona Quinona Duroquinona Ardisiaquinona
Categoría:Benzoquinonas Categoría:Axentes oxidantes Categoría:Enonas