QUINONES: PROPIETATS, CLASSIFICACIÓ, OBTENCIÓ, REACCIONS - QUIMICA - 2024

Les quinones són compostos orgànics amb una base aromàtica com el benzè, el naftalè, el antracè i el fenantrè; però, es consideren molècules cícliques diacetónicas conjugades. Deriven de l'oxidació dels fenols, i per tant, els grups C-OH s'oxiden a C = O.

En general, són compostos acolorits que compleixen funcions de tints i colorants. Així mateix, serveixen de base per a l'elaboració de nombrosos medicaments.

Font: Michał Sobkowski, from Wikimedia Commons

Un dels derivats de la 1,4-benzoquinona (imatge superior) és constituent de la ubiquinona o coenzim Q, present en tots els éssers vius; d'allí el seu nom de "ubic".

Aquesta coenzim intervé en el funcionament de la cadena de transport electrònic. El procés passa en la membrana interna mitocondrial, i està acoblada a la fosforilació oxidativa, en la qual es produeix ATP, principal font energètica per als éssers vius.

Les quinones es troben a la natura en forma de pigments en plantes i animals. Així mateix, estan presents en moltes herbes que s'usen tradicionalment a la Xina, com el ruibarbre, cassia, sen, consolda, nuc gegant, poligonum i àloe vera.

Les quinones que fan servir els grups fenòlics com auxocroms (les hidroxi quinones), presenten una varietat de colors com el groc, el taronja, el marró vermellós, el porpra, etc.

Propietats físiques i químiques

A continuació es descriuen les propietats físiques i químiques de la 1,4-benzoquinona. No obstant això, donat la semblança estructural que hi ha entre totes les quinones, es pot extrapolar aquestes propietats a altres coneixent les seves diferències estructurals.

aspecte físic

Sòlid cristal·lí de color groguenc.

olor

Picant irritant.

Punt d'ebullició

293 ºC.

Punt de fusió

115.7 ºC (240.3 º F). Per tant, les quinones amb majors masses moleculars són sòlids amb punts de fusió més alts que 115.7 ºC.

sublimació

Pot sublimar encara a temperatura ambient.

solubilitat

Més gran que el 10% en èter i en etanol.

Solubilitat en aigua

11.1 mg / ml a 18 ºC. Les quinones en general són molt solubles en aigua i solvents polars per la seva capacitat d'acceptar ponts d'hidrogen (malgrat el component hidrofòbic dels seus anells).

densitat

3.7 (amb relació a l'aire pres com 1)

Pressió de vapor

0.1 mmHg a 77 ºC (25 ºC).

autoignició

1040 ºF (560 ºC).

Calor de combustió

656.6 kcal / g. mol)

Olor (llindar)

0.4 m / m ³.

Classificació de les quinones

Hi ha tres grups principals de quinones: les benzoquinonas (1,4-benzoquinona i la 1,2-benzoquinona), les naftoquinonas i les antraquinones.

Benzoquinonas

Totes elles tenen en comú un anell benzènic amb grups C = O. Exemples d'benzoquinonas són: embelina, rapanona i primina.

naftoquinonas

La base estructural de les naftoquinonas, com el seu nom indica, és l'anell naftènic, és a dir, deriven de l'naftalè. Exemples d'naftoquinonas són: plumbagina, lawsona, juglona i lapachol.

antraquinones

Les antraquinones es caracteritzen per tenir com a base estructural l'anell antracénico; és a dir, un conjunt de tres anells benzènics enllaçats pels seus laterals. Exemples d'antraquinones són: barbaloina, alitzarina i crisofanol.

obtenció

benzoquinona

-La benzoquinona es pot obtenir mitjançant l'oxidació d'1,4-dihidrobenceno amb clorat de sodi, en presència de pentòxid de divanadio com a catalitzador, i àcid sulfúric com a dissolvent.

-També s'obté la benzoquinona per l'oxidació de l'anilina amb diòxid de manganès o cromat, com oxidants en una dissolució àcida.

-Es produeix benzoquinona pels processos d'oxidació de la hidroquinona, per exemple, en la reacció de la benzoquinona amb peròxid d'hidrogen.

naftoquinona

La naftoquinona es sintetitza mitjançant l'oxidació de l'naftalè per l'òxid cròmic en presència d'alcohol.

antraquinona

-Es sintetitza l'antraquinona per la condensació de l'benzè amb anhídrid ftàlic en presència de AlCl ₃ (acilació de Friedel-Crafts), generant l'àcid O-benzoil benzoic, el qual experimenta un procés de acilació formant l'antraquinona.

-Es produeix l'antraquinona per l'oxidació de l'antracè amb àcid cròmic en àcid sulfúric a l'48%, o per oxidació amb aire en fase de vapor.

reaccions

-Els agents reductors, com ara àcid sulfúric, clorur estanyós o àcid iodhídric, actuen sobre la benzoquinona reduint-la a hidroquinona.

-També una solució de iodur de potassi redueix una solució de benzoquinona a hidroquinona, que pot ser oxidada de nou amb nitrat de plata.

-El clor i els agents clorantes com el clorat de potassi, en presència d'àcid clorhídric, formen derivats clorats de la benzoquinona.

-La 1,2-benzoquinona es condensa amb l'O-fenildiamina per formar les quinoxalinas.

-La benzoquinona s'usa com un agent oxidant en les reaccions de química orgànica.

-A la síntesi de Baily-Scholl (1905), l'antraquinona es condensa amb el glicerol per formar bezantreno. En el primer pas, la quinona es redueix pel coure amb àcid sulfúric com a mitjà. Un grup carbonil es converteix en un grup metilè, i després s'addiciona el glicerol.

Funcions i usos

vitamina K

La vitamina K ₁ (filoquinona), formada per la unió d'un derivat de la naftoquinona amb una cadena lateral d'un hidrocarbur alifàtic, compleix una funció central en el procés de coagulació; ja que, intervé en la síntesi de la protrombina, un factor de la coagulació.

ubiquinona

La ubiquinona, o citocrom Q, es forma per un derivat de la pbenzoquinona unida a una cadena lateral d'un hidrocarbur alifàtic.

Intervé en la cadena de transport electrònic en condicions aeròbica, acoblat a la síntesi d'ATP en les mitocòndries.

Benzoquinonas

-La embelina és un colorant que s'usa per tenyir de groc la llana. A més, l'alitzarina (antraquinona) és usada en la tinció.

-Una solució alcalina de 1,4-bencenodiol (hidroquinona) i sulfat de sodi, s'usa com un sistema revelador que actua sobre les partícules de bromur de plata activades, reduint-les a plata metàl·lica que constitueix un negatiu de les fotos.

plastoquinona

La plastoquinona forma part d'una cadena de transport d'electrons entre els fotosistemes I i II, que intervenen en la fotosíntesi dels vegetals.

naftoquinonas

-Els protozoaris dels gèneres Leishmania, Tripanosoma i Toxoplasma mostren susceptibilitat a una naftoquinona present a la drosera (D. lycoides).

-La plumbagina és una naftoquinona que s'ha fet servir per calmar el dolor reumàtic i presenta, a més, accions antiespasmòdiques, antibacterianes i antifúngica.

-S'ha reportat en una naftoquinona, anomenada lapachol una activitat antitumoral, antimalárica i antifúngica.

-La 2,3-dicloro-1,4-naftoquinona presenta una activitat antifúngica. Hi havia estat usada prèviament en l'agricultura en el control de la plaga i en la indústria tèxtil.

-S'ha sintetitzat l'antibiòtic fumaquinona que presenta activitat selectiva contra els bacteris gram positiva, especialment amb Streptomyces fumanus.

-Hi ha naftoquinonas que exerceixen una acció inhibitòria sobre el Plasmodium sp. S'han sintetitzat derivats de la naftoquinona que presenten un eficiència antimalárica quatre vegades superior a la quinina.

-La lawsona és un pigment aïllat de les fulles i tija de la henna. Presenta una coloració ataronjada i s'usa en la tinció de cabells.

-La juglona, ​​obtinguda de les fulles i closques de la noguera, s'usa en la tinció de la fusta.

referències

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organic Chemistry. Amines. (10 ^th edition.). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Química Orgànica. (Sisena edició). Mc Graw Hill.
3. Wikipedia. (2018). Quinone. Recuperat de: en.wikipedia.org
4. PubChem. (2018). Docebenone. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. John D. Robert i Marjorie C. Caserio. (2018). Quinones. Chemistry LibreTexts. Recuperat de: chem.libretexts.org
6. López L., Pluja Itzel, Leyva, Elisa, & García de la Creu, Ramon Ferran. (2011). Les naftoquinonas: més que pigments naturals. Revista mexicana de ciències farmacèutiques, 42 (1), 6-17. Recuperat de: scielo.org.mx