CHINONEN: EIGENSCHAPPEN, CLASSIFICATIE, BEREIDING, REACTIES - CHEMIE - 2025

De chinonen zijn organische verbindingen met een aromatische basis zoals benzeen, naftaleen, antraceen en fenantreen; ze worden echter beschouwd als geconjugeerde cyclische diacetonmoleculen. Ze zijn afkomstig van de oxidatie van fenolen en daarom worden de C-OH-groepen geoxideerd tot C = O.

Het zijn over het algemeen gekleurde verbindingen die dienen als kleurstoffen en kleurstoffen. Ze dienen ook als basis voor de ontwikkeling van veel medicijnen.

Bron: Michał Sobkowski, van Wikimedia Commons

Een van de derivaten van 1,4-benzoquinon (bovenste afbeelding) is een bestanddeel van ubiquinon of co-enzym Q, aanwezig in alle levende wezens; vandaar de naam "alomtegenwoordig".

Dit co-enzym is betrokken bij het functioneren van de elektronische transportketen. Het proces vindt plaats in het binnenste mitochondriale membraan en gaat gepaard met oxidatieve fosforylering, waarbij ATP wordt geproduceerd, de belangrijkste energiebron voor levende wezens.

Chinonen komen in de natuur voor in de vorm van pigmenten in planten en dieren. Ze zijn ook aanwezig in veel kruiden die traditioneel in China worden gebruikt, zoals rabarber, cassia, senna, smeerwortel, reuzenknokkel, polygonum en aloë vera.

Chinonen die fenolische groepen gebruiken als auxochromen (hydroxychinonen), hebben een verscheidenheid aan kleuren zoals geel, oranje, roodbruin, paars, enz.

Fysische en chemische eigenschappen

Het volgende beschrijft de fysische en chemische eigenschappen van 1,4-benzochinon. Gezien de structurele gelijkenis die tussen alle chinonen bestaat, kunnen deze eigenschappen echter worden geëxtrapoleerd naar anderen die hun structurele verschillen kennen.

Fysiek uiterlijk

Geelachtige kristallijne vaste stof.

Geur

Jeukende irritatie.

Kookpunt

293 ° C.

Smeltpunt

115,7 ° C (240,3 ° F). Daarom zijn chinonen met hogere molecuulgewichten vaste stoffen met smeltpunten hoger dan 115,7 ºC.

Sublimatie

U kunt zelfs op kamertemperatuur sublimeren.

Oplosbaarheid

Meer dan 10% in ether en in ethanol.

Oplosbaarheid in water

11,1 mg / ml bij 18 ° C. Chinonen zijn over het algemeen zeer oplosbaar in water en polaire oplosmiddelen vanwege hun vermogen om waterstofbruggen te accepteren (ondanks de hydrofobe component van hun ringen).

Dichtheid

3,7 (ten opzichte van lucht genomen als 1)

Dampdruk

0,1 mmHg bij 77 ° C (25 ° C).

Zelfontbranding

1040 ° F (560 ° C).

Verbrandingswarmte

656,6 kcal / g. mol)

Geurdrempel)

0,4 m / m ³ .

Classificatie van chinonen

Er zijn drie hoofdgroepen van chinonen: de benzoquinonen (1,4-benzochinon en 1,2-benzochinon), de naftochinonen en de antrachinonen.

Benzoquinonen

Ze hebben allemaal een benzeenring met C = O-groepen gemeen. Voorbeelden van benzochinonen zijn: embelin, rapanone en primin.

Naftoquinonen

De structurele basis van naftochinonen, zoals hun naam al aangeeft, is de nafteenring, dat wil zeggen, ze zijn afgeleid van naftaleen. Voorbeelden van naftochinonen zijn: plumbagin, lawona, juglone en lapachol.

Anthrachinonen

Antrachinonen worden gekenmerkt doordat ze de antraceenring als structurele basis hebben; dat wil zeggen, een set van drie benzeenringen met elkaar verbonden door hun zijkanten. Voorbeelden van anthrachinonen zijn: barbaloïne, alizarine en chrysophanol.

Het verkrijgen van

Benzoquinone

-Benzoquinon kan worden verkregen door oxidatie van 1,4-dihydrobenzeen met natriumchloraat, in aanwezigheid van divanadiumpentoxide als katalysator en zwavelzuur als oplosmiddel.

-Benzoquinone wordt ook verkregen door de oxidatie van aniline met mangaandioxide of chromaat, als oxidatiemiddelen in een zure oplossing.

-Benzoquinone wordt geproduceerd door de oxidatieprocessen van hydrochinon, bijvoorbeeld in de reactie van benzochinon met waterstofperoxide.

Naftoquinone

Naftochinon wordt gesynthetiseerd door oxidatie van naftaleen door chroomoxide in aanwezigheid van alcohol.

Anthrachinon

-Anthrachinon wordt gesynthetiseerd door de condensatie van benzeen met ftaalzuuranhydride in aanwezigheid van AlCl ₃ (Friedel-Crafts-acylering), waarbij O- benzoylbenzoëzuur wordt gegenereerd, dat een acyleringsproces ondergaat waarbij anthrachinon wordt gevormd.

-Het antrachinon wordt geproduceerd door oxidatie van antraceen met chroomzuur in zwavelzuur voor 48%, of door oxidatie met lucht in de dampfase.

Reacties

-De reductiemiddelen, zoals zwavelzuur, stannochloride of joodwaterstofzuur, werken op benzochinon en reduceren het tot hydrochinon.

-Ook een oplossing van kaliumjodide reduceert een oplossing van benzoquinon tot hydrochinon, dat weer geoxideerd kan worden met zilvernitraat.

-Chloor en chloreringsmiddelen zoals kaliumchloraat, in aanwezigheid van zoutzuur, vormen gechloreerde derivaten van benzochinon.

-De 1,2-benzochinon condenseert met O-fenyldiamine om chinoxaline te vormen.

-Benzoquinone wordt gebruikt als oxidatiemiddel in organische chemische reacties.

-In de Baily-Scholl-synthese (1905) condenseert anthrachinon met glycerol om bezantreen te vormen. In de eerste stap wordt de chinon gereduceerd door koper met zwavelzuur als medium. Een carbonylgroep wordt een methyleengroep en dan wordt de glycerol toegevoegd.

Functies en toepassingen

Vitamine K

Vitamine K ₁ (phylloquinon), gevormd door de vereniging van een derivaat van naftochinon met een zijketen van een alifatische koolwaterstof, speelt een centrale rol in het coagulatieproces; omdat het ingrijpt bij de synthese van protrombine, een stollingsfactor.

Ubiquinon

Ubiquinon, of cytochroom Q, wordt gevormd door een derivaat van pbenzoquinon dat aan een zijketen van een alifatische koolwaterstof is bevestigd.

Het is betrokken bij de elektronische transportketen onder aërobe omstandigheden, gekoppeld aan de synthese van ATP in de mitochondriën.

Benzoquinonen

-Embelline is een kleurstof die wordt gebruikt om wol geel te verven. Bovendien wordt alizarine (anthrachinon) gebruikt bij het kleuren.

-Een alkalische oplossing van 1,4-benzeendiol (hydrochinon) en natriumsulfaat wordt gebruikt als een ontwikkelsysteem dat inwerkt op de geactiveerde zilverbromidedeeltjes, waardoor ze worden gereduceerd tot metallisch zilver dat een negatief van de foto's vormt.

Plastoquinone

Plastoquinone maakt deel uit van een elektronentransportketen tussen fotosystemen I en II, die betrokken zijn bij fotosynthese in planten.

Naftoquinonen

-Protozoa van de geslachten Leishmania, Trypanosoma en Toxoplasma vertonen gevoeligheid voor een naftochinon aanwezig in zonnedauw (D. lycoides).

-Plumbagin is een naftochinon dat is gebruikt om reumatische pijn te kalmeren en ook krampstillend, antibacterieel en schimmelwerend werkt.

-Een naftochinon, lapachol genaamd, heeft een antitumorale, antimalaria- en schimmelwerende werking.

-Het 2,3-dichloor-1,4-naftochinon heeft een schimmelwerende werking. Het werd eerder in de landbouw gebruikt om de plaag te bestrijden en in de textielindustrie.

-Het antibioticum fumaquinon is gesynthetiseerd, dat een selectieve activiteit vertoont tegen grampositieve bacteriën, vooral met Streptomyces fumanus.

-Er zijn naftochinonen die een remmende werking uitoefenen op Plasmodium sp. Derivaten van naftochinon zijn gesynthetiseerd met een antimalaria-efficiëntie die vier keer hoger is dan die van kinine.

-Lawsona is een pigment dat wordt geïsoleerd uit de bladeren en stengel van henna. Het heeft een oranje kleur en wordt gebruikt bij het verven van haar.

-De juglona, ​​verkregen uit de bladeren en schelpen van walnoot, wordt gebruikt bij het kleuren van hout.

Referenties

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organische chemie. Amines. (10 ^e editie.). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Organische chemie. (Zesde editie). Mc Graw Hill.
3. Wikipedia. (2018). Chinon. Hersteld van: en.wikipedia.org
4. PubChem. (2018). Docebenone. Hersteld van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. John D. Robert en Marjorie C. Caserio. (2018). Chinonen. Chemie LibreTexts. Hersteld van: chem.libretexts.org
6. López L., Lluvia Itzel, Leyva, Elisa en García de la Cruz, Ramón Fernando. (2011). Naftoquinonen: meer dan natuurlijke pigmenten. Mexican Journal of Pharmaceutical Sciences, 42 (1), 6-17. Hersteld van: scielo.org.mx