Właściwości chinonów, klasyfikacja, otrzymywanie, reakcje



The chinony są to związki organiczne z aromatyczną zasadą, taką jak benzen, naftalen, antracen i fenantren; jednak rozważane są sprzężone cykliczne cząsteczki diacetonu. Pochodzą one z utleniania fenoli, a zatem grupy C-OH są utleniane do C = O.

Ogólnie są to barwione związki, które spełniają funkcje barwników i barwników. Służą również jako podstawa do przygotowania wielu leków.

Jedna z pochodnych 1,4-benzochinonu (górny obraz) jest składnikiem ubichinonu lub koenzymu Q, obecnego we wszystkich żywych istotach; stąd jego nazwa „wszechobecna”.

Ten koenzym interweniuje w działanie elektronicznego łańcucha transportowego. Proces zachodzi w wewnętrznej błonie mitochondrialnej i jest sprzężony z fosforylacją oksydacyjną, w której wytwarzany jest ATP, główne źródło energii dla istot żywych.

Chinony występują w przyrodzie w postaci pigmentów u roślin i zwierząt. Są również obecne w wielu ziołach, które są tradycyjnie stosowane w Chinach, takich jak rabarbar, kasja, senna, żywokost, olbrzymi golonka, poligonum i aloes.

Chinony, które wykorzystują grupy fenolowe jako auksokromy (hydroksychinony), prezentują różne kolory, takie jak żółty, pomarańczowy, czerwonawo brązowy, fioletowy itp..

Indeks

  • 1 Właściwości fizyczne i chemiczne
    • 1.1 Wygląd fizyczny
    • 1.2 Zapach
    • 1.3 Temperatura wrzenia
    • 1.4 Temperatura topnienia
    • 1.5 Sublimacja
    • 1.6 Rozpuszczalność
    • 1.7 Rozpuszczalność w wodzie
    • 1.8 Gęstość
    • 1.9 Ciśnienie pary
    • 1.10 Samozapłon
    • 1.11 Ciepło spalania
    • 1.12 Zapach (próg)
  • 2 Klasyfikacja chinonów
    • 2.1 Benzochinony
    • 2.2 Naftochinony
    • 2.3 Antrakinony
  • 3 Uzyskanie
    • 3.1 Benzochinon
    • 3.2 Naftochinon
    • 3.3 Antrakinon
  • 4 reakcje
  • 5 Funkcje i zastosowania
    • 5.1 Witamina K1
    • 5.2 Ubichinon
    • 5.3 Benzochinony
    • 5.4 Plastochinon
    • 5.5 Naftochinony
  • 6 referencji

Właściwości fizyczne i chemiczne

Właściwości fizyczne i chemiczne 1,4-benzochinonu opisano poniżej. Jednak biorąc pod uwagę podobieństwo strukturalne, które istnieje między wszystkimi chinonami, właściwości te można ekstrapolować na inne, znając ich różnice strukturalne.

Wygląd fizyczny

Krystaliczne ciało stałe o żółtawym kolorze.

Zapach

Pikantny środek drażniący.

Temperatura wrzenia

293 ° C.

Temperatura topnienia

115,7 ° C (240,3 ° F). Dlatego chinony o wyższych masach cząsteczkowych są ciałami stałymi o temperaturach topnienia wyższych niż 115,7 ° C.

Sublimacja

Może sublimować nawet w temperaturze pokojowej.

Rozpuszczalność

Powyżej 10% w eterze i etanolu.

Rozpuszczalność w wodzie

11,1 mg / ml w 18 ° C. Chinony ogólnie są bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie i rozpuszczalnikach polarnych ze względu na ich zdolność do przyjmowania wiązań wodorowych (pomimo hydrofobowego składnika ich pierścieni).

Gęstość

3,7 (w stosunku do powietrza przyjętego jako 1)

Ciśnienie pary

0,1 mmHg w 77 ° C (25 ° C).

Samozapłon

1040ºF (560ºC).

Ciepło spalania

656,6 kcal / g. mol)

Zapach (próg)

0,4 m / m3.

Klasyfikacja chinonów

Istnieją trzy główne grupy chinonów: benzochinony (1,4-benzochinon i 1,2-benzochinon), naftochinony i antrachinony.

Benzochinony

Wszystkie mają wspólny pierścień benzenowy z grupami C = O. Przykłady benzochinonów to: embelina, rapanona i primina.

Naftochinony

Podstawą strukturalną naftochinonów, jak sama nazwa wskazuje, jest pierścień naftenowy, to znaczy, że pochodzą one z naftalenu. Przykładami naftochinonów są: plumbagina, lawsona, juglona i lapachol.

Antrachinony

Antrakinony charakteryzują się tym, że mają antraceniczny pierścień jako podstawę strukturalną; to znaczy zestaw trzech pierścieni benzenowych połączonych ich bokami. Przykładami antrachinonów są: barbaloina, alizaryna i crisofanol.

Otrzymywanie

Benzochinon

-Benzochinon można otrzymać przez utlenianie 1,4-dihydrobenzenu chloranem sodu, w obecności pięciotlenku divanadu jako katalizatora i kwasu siarkowego jako rozpuszczalnika.

-Benzochinon otrzymuje się również przez utlenianie aniliny za pomocą dwutlenku manganu lub chromianu, jako utleniaczy w roztworze kwasu.

-Benzochinon jest wytwarzany w procesach utleniania hydrochinonu, na przykład w reakcji benzochinonu z nadtlenkiem wodoru.

Naftochinon

Naftochinon jest syntetyzowany przez utlenianie naftalenu przez tlenek chromu w obecności alkoholu.

Antrachinon

-Antrakinon jest syntetyzowany przez kondensację benzenu z bezwodnikiem ftalowym w obecności AlCl3 (Acylowanie Friedela-Craftsa), wytwarzając kwas O-benzoilobenzoesowy, który ulega procesowi acylowania tworząc antrachinon.

-Antrakinon jest wytwarzany przez utlenianie antracenu kwasem chromowym w 48% kwasie siarkowym lub przez utlenianie powietrzem w fazie gazowej.

Reakcje

-Środki redukujące, takie jak kwas siarkowy, chlorek cynawy lub kwas jodowodorowy, działają na benzochinon, redukując go do hydrochinonu.

-Również roztwór jodku potasu redukuje roztwór benzochinonu do hydrochinonu, który można ponownie utlenić azotanem srebra.

-Chlor i środki chlorujące, takie jak chloran potasu, w obecności kwasu chlorowodorowego, tworzą chlorowane pochodne benzochinonu.

-1,2-Benzochinon kondensuje się z O-fenylodiaminą z wytworzeniem chinoksaliny.

-Benzochinon jest stosowany jako środek utleniający w reakcjach chemii organicznej.

-W syntezie Baily-Scholl (1905) antrachinon skrapla się z glicerolem, tworząc bezantren. W pierwszym etapie chinon jest redukowany przez miedź z kwasem siarkowym jako medium. Grupa karbonylowa przekształca się w grupę metylenową, a następnie dodaje się glicerol.

Funkcje i zastosowania

Witamina K1

Witamina K1 (filochinon), utworzony przez połączenie pochodnej naftochinonu z łańcuchem bocznym węglowodoru alifatycznego, odgrywa główną rolę w procesie koagulacji; ponieważ interweniuje w syntezie protrombiny, czynnika krzepnięcia.

Ubichinon

Ubichinon lub cytochrom Q jest utworzony przez pochodną pbenzochinonu przyłączoną do łańcucha bocznego węglowodoru alifatycznego.

Zaangażowany w łańcuch transportu elektronicznego w warunkach tlenowych, w połączeniu z syntezą ATP w mitochondriach.

Benzochinony

-Embelline jest barwnikiem używanym do barwienia wełny na żółto. Ponadto alizarynę (antrachinon) stosuje się do barwienia.

-Alkaliczny roztwór 1,4-benzenodiolu (hydrochinonu) i siarczanu sodu jest stosowany jako układ wywoływacza, który działa na aktywowane cząsteczki bromku srebra, redukując je do srebra metalicznego, które jest negatywem zdjęć.

Plastochinon

Plastochinon jest częścią łańcucha transportu elektronów między fotosystemami I i II, które ingerują w fotosyntezę roślin.

Naftochinony

-Pierwotniaki z rodzajów Leishmania, Trypanosoma i Toxoplasma wykazują wrażliwość na naftochinon obecny w rosiczce (D. lycoides).

-Plumbagin to naftochinon stosowany do łagodzenia bólu reumatycznego, a także przeciwskurczowy, przeciwbakteryjny i przeciwgrzybiczy.

-Zostało to odnotowane w naftochinonie, zwanym lapacholem, przeciwnowotworowym, przeciwmalarycznym i przeciwgrzybiczym.

-2,3-Dichloro-1,4-naftochinon ma działanie przeciwgrzybicze. Wcześniej stosowano go w rolnictwie do zwalczania szkodników i w przemyśle włókienniczym.

-Zsyntetyzowano antybiotyk fumachinon wykazujący selektywną aktywność przeciwko bakteriom Gram-dodatnim, zwłaszcza z Streptomyces fumanus.

-Istnieją naftochinony, które wywierają działanie hamujące na Plasmodium sp. Zsyntetyzowano pochodne naftochinonu, które mają czterokrotnie większą skuteczność przeciwmalaryczną niż chinina.

-Lawsona to pigment wyizolowany z liści i łodygi henny. Ma kolor pomarańczowy i jest używany do farbowania włosów.

-Juglon, otrzymywany z liści i muszli orzecha włoskiego, jest używany do barwienia drewna.

Referencje

  1. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Chemia organiczna. Aminy (10th wydanie.). Wiley Plus.
  2. Carey F. (2008). Chemia organiczna (Szósta edycja). Mc Graw Hill.
  3. Wikipedia. (2018). Quinone Źródło: en.wikipedia.org
  4. PubChem. (2018). Docebenon. Źródło: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  5. John D. Robert i Marjorie C. Caserio. (2018). Quinony. Chemia LibreTexts. Źródło: chem.libretexts.org
  6. López L., Lluvia Itzel, Leyva, Elisa i García de la Cruz, Ramón Fernando. (2011). Naftochinony: więcej niż naturalne pigmenty. Mexican Journal of Pharmaceutical Sciences, 42(1), 6-17. Źródło: scielo.org.mx