Quinona

Las quinonas son agentes oxidantes , a veces de forma reversible. En relación con la benzoquinona , entre las quinonas más oxidantes se encuentran el cloranilo y la 2,3-dicloro-5,6-diciano-1,4-benzoquinona (también conocida como DDQ). ^{[ 8 ]}

El poder oxidante de las quinonas se ve potenciado por la presencia de ácidos. ^{[ 9 ]} En condiciones ácidas, la quinona sufre una reducción de dos electrones y dos protones a hidroquinona .

En condiciones alcalinas, las quinonas experimentan una reducción reversible de dos electrones en un solo paso. En condiciones neutras, las quinonas pueden experimentar una reducción de un protón y dos electrones o una reducción de dos electrones. En medios apróticos , las quinonas experimentan una reducción en dos pasos sin protones. ^{[ 10 ]} En el primer paso, se forma un intermedio semiquinona de corta duración . En el segundo paso, la semiquinona se reduce a un dianión de quinona.

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 sin metales . ^{[ 11 ]}

Las quinonas experimentan una reacción de adición para formar productos de adición 1,4. ^{[ 12 ]} Un ejemplo de reacción de adición 1,4 es la adición de cloruro de hidrógeno para formar clorohidroquinona:  

Las quinonas pueden experimentar reacciones de Diels-Alder . ^{[ 12 ]} La quinona actúa como dienófilo y reacciona con un dieno en un doble enlace carbono-carbono.

En las reacciones de Diels-Alder, las quinonas se utilizan como dienófilos. Históricamente, entre las síntesis importantes se incluyen las de colesterol , cortisona , morfina y reserpina . ^{[ 13 ]}

Una aplicación industrial a gran escala de las quinonas es la producción de peróxido de hidrógeno . Las 2-alquilantraquinonas se hidrogenan a las hidroquinonas correspondientes (quinizarinas), que luego transfieren H₂ al oxígeno:

dihidroantraquinona + O₂ → antraquinona + H₂ O₂

De esta manera, varios millones de toneladas métricas de H₂ OSe producen _{2 anualmente.} ^{[ 14 ]}

1,4- Naftoquinona , derivada por oxidación de naftaleno con trióxido de cromo . ^{[ 15 ]} Es el precursor de la antraquinona.

Numerosas quinonas desempeñan funciones importantes en biología. La vitamina K , que interviene en la coagulación sanguínea, es una quinona. La ubiquinona -10 es una 1,4-benzoquinona natural que participa en el aparato respiratorio . La plastoquinona es un mediador redox implicado en la fotosíntesis. La pirroloquinolina quinona es otro cofactor redox biológico.

Se postula que las quinonas están presentes en todos los organismos que respiran. ^{[ 16 ]} Algunas actúan 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, las cuales participan en la coagulación sanguínea , la formación ósea y otros procesos. Por el contrario, la toxicidad del paracetamol se debe a su metabolismo a una imina de quinona , la cual reacciona con las proteínas del hígado y provoca insuficiencia hepática.

La autooxidación del neurotransmisor dopamina y su precursor L-Dopa genera la dopamina quinona, relativamente estable, que inhibe el funcionamiento del transportador de dopamina (DAT) y la enzima TH , lo que conduce a una baja producción mitocondrial de ATP . ^{[ 17 ]}

La benzoquinona blattellaquinona es una feromona sexual en las cucarachas . 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.

Varias quinonas son de interés farmacológico. Forman una clase importante de citotoxinas anticancerígenas. Un ejemplo es la daunorrubicina , que es antileucémica. ^{[ 16 ]} Algunas de ellas muestran actividad antitumoral . Incorporan algunas afirmaciones en la medicina herbal . Estas aplicaciones incluyen purgante ( senósidos ), antimicrobiano y antiparasitario ( reína y saprortoquinona , atovaquona ), antitumoral ( emodina y juglona ), inhibición de la biosíntesis de PGE2 ( arnebinona y arnebifuranona ) y contra la enfermedad cardiovascular ( tanshinona ). ^{[ 18 ]} Malbranchea cinnamomea es un hongo termófilo, que produce un antibiótico de quinona.

Otro fármaco que contiene quinona es el mecarbinato ( dimecarbina ), obtenido por la reacción de N-metil-β-aminocrotonato de etilo con para-benzoquinona. Otros incluyen amendol , oxifemedol , femedol, todos en FR5142 (M) ― 1967-06-05. Nota: Todos estos son indoles obtenidos mediante la síntesis de indol de Nenitzescu . El antineoplásico apaziquona .

Los compuestos de benzoquinona son un metabolito del paracetamol . ^{[ 19 ]}

Muchas sustancias colorantes naturales y artificiales ( tintes y pigmentos ) son derivados de la quinona; por ejemplo, la lawsone es el compuesto colorante activo de la henna . Son los segundos en importancia como colorantes, solo superados por los colorantes azoicos , especialmente en lo que respecta a los colores azules. La alizarina (1,2-dihidroxi-9,10-antraquinona), extraída de la planta de rubia , fue el primer colorante natural sintetizado a partir del alquitrán de hulla.

Una aplicación comercial de las quinonas se encuentra en la fotografía en blanco y negro . La película en blanco y negro está recubierta con una emulsión que contiene cristales de bromuro de plata o yoduro de plata, los cuales se activan al exponerse a la luz. La hidroquinona se utiliza para reducir los iones de plata activados a plata metálica. Durante este proceso, la hidroquinona se oxida a quinona. Todo el haluro de plata no activado por la luz ni reducido por la hidroquinona se elimina, dejando un negativo por la plata depositada en las zonas de la película que fueron alcanzadas por la luz. ^{[ 20 ]}