1,4-Benzoquinona

_La 1,4-benzoquinona , comúnmente conocida como paraquinona , es un compuesto químico con la fórmula C₆H₄O₂ . En estado puro, forma cristales de color amarillo brillante con un olor irritante característico, similar al del cloro _{, la} lejía y el plástico caliente o el formaldehído . Este compuesto de anillo de seis miembros es el derivado oxidado de la 1,4- hidroquinona . ^{[ 4 ]} La molécula es multifuncional: presenta propiedades de cetona , pudiendo formar oximas ; de oxidante, formando el derivado dihidroxi; y de alqueno, experimentando reacciones de adición, especialmente las típicas de las cetonas α,β-insaturadas . La 1,4-benzoquinona es sensible tanto a ácidos minerales fuertes como a álcalis, que provocan la condensación y descomposición del compuesto. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

La 1,4-benzoquinona se prepara industrialmente mediante la oxidación de la hidroquinona , que puede obtenerse por varias vías. Una de ellas implica la oxidación del diisopropilbenceno y el reordenamiento de Hock . La reacción neta puede representarse de la siguiente manera:

${\displaystyle {\ce {C6H4(CHMe2)2 + 3 O2 -> C6H4O2 + 2 OCMe2 + H2O}}}$

La reacción transcurre a través del bis( hidroperóxido ) y la hidroquinona. La acetona es un subproducto. ^{[ 7 ]}

Otro proceso importante implica la hidroxilación directa del fenol por peróxido de hidrógeno ácido :

${\displaystyle {\ce {C6H5OH + H2O2 -> C6H4(OH)2 + H2O}}}$

Se producen tanto hidroquinona como catecol . La posterior oxidación de la hidroquinona da lugar a la quinona. ^{[ 8 ]}

La 1,4-benzoquinona se preparó originalmente de forma industrial mediante la oxidación de la anilina , por ejemplo, con dióxido de manganeso . ^{[ 9 ]} Este método se practica principalmente en China, donde las regulaciones ambientales son más laxas.

La oxidación de la hidroquinona es sencilla. ^{[ 4 ] [ 10 ]} Un método de este tipo utiliza peróxido de hidrógeno como oxidante y yodo o una sal de yodo como catalizador para la oxidación que tiene lugar en un disolvente polar como el alcohol isopropílico . ^{[ 11 ]}

Cuando se calienta cerca de su punto de fusión, la 1,4-benzoquinona se sublima , incluso a presión atmosférica, lo que permite una purificación eficaz. Las muestras impuras suelen ser de color oscuro debido a la presencia de quinhidrona, un complejo de transferencia de carga 1:1 de color verde oscuro formado por quinona e hidroquinona . ^{[ 12 ]}

La benzoquinona es una molécula plana con enlaces C=C, C=O y C–C alternados y localizados. La reducción produce el anión semiquinona C ₆ H ₄ O ₂ ⁻ }, que adopta una estructura más deslocalizada. Una reducción posterior acoplada a la protonación produce la hidroquinona, en la que los electrones del anillo C6 están completamente deslocalizados. ^{[ 13 ]}

El benzoquinonio es un relajante muscular esquelético y un agente bloqueador de ganglios que se obtiene de la benzoquinona. ^{[ 14 ]}

Síntesis orgánica

Se utiliza como aceptor de hidrógeno y oxidante en síntesis orgánica . ^{[ 15 ]} La 1,4-benzoquinona actúa como reactivo de deshidrogenación . También se utiliza como dienófilo en reacciones de Diels-Alder . ^{[ 16 ]}

La benzoquinona reacciona con anhídrido acético y ácido sulfúrico para dar el triacetato de hidroxiquinol . ^{[ 17 ] [ 18 ]} Esta reacción se llama reacción de Thiele o reacción de Thiele-Winter ^{[ 19 ] [ 20 ]} en honor a Johannes Thiele , quien la describió por primera vez en 1898, y en honor a Ernst Winter, quien describió con mayor detalle su mecanismo de reacción en 1900. Una aplicación se encuentra en este paso de la síntesis total de metacromina A: ^{[ 21 ]}

La benzoquinona también se utiliza para suprimir la migración de los dobles enlaces durante las reacciones de metátesis de olefinas .

Una solución ácida de yoduro de potasio reduce una solución de benzoquinona a hidroquinona, que puede reoxidarse a quinona con una solución de nitrato de plata .

Debido a su capacidad para actuar como oxidante, la 1,4-benzoquinona se encuentra en métodos que emplean la oxidación de Wacker-Tsuji , en la que una sal de paladio cataliza la conversión de un alqueno en una cetona. Esta reacción se suele llevar a cabo utilizando oxígeno presurizado como oxidante, aunque en ocasiones se prefiere la benzoquinona. También se utiliza como reactivo en algunas variantes de la oxidación de Wacker .

La 1,4-benzoquinona se utiliza en la síntesis de bromadol y análogos relacionados.

La 2,3-dicloro-5,6-diciano-1,4-benzoquinona (DDQ) es un oxidante y agente deshidrogenante más fuerte que la 1,4-benzoquinona. ^{[ 23 ]} El cloranilo 1,4-C ₆ Cl ₄ O ₂ es otro oxidante y agente deshidrogenante potente. La monocloro-p-benzoquinona es otro oxidante, pero más suave. ^{[ 24 ]}

La 1,4-benzoquinona es un metabolito tóxico presente en la sangre humana y puede utilizarse para detectar la exposición al benceno o a mezclas que contienen benceno y compuestos bencénicos, como la gasolina. ^{[ 25 ]} Este compuesto puede interferir con la respiración celular y se ha observado daño renal en animales expuestos a niveles elevados. Se excreta en su forma original y también como variantes de su propio metabolito, la hidroquinona. ^{[ 9 ]}

La 1,4-benzoquinona puede teñir la piel de marrón oscuro, causar eritema (enrojecimiento, sarpullido en la piel) y provocar necrosis tisular localizada . Es particularmente irritante para los ojos y el sistema respiratorio. Su capacidad de sublimarse a temperaturas comunes conlleva un mayor riesgo de exposición por vía aérea del que cabría esperar para un sólido a temperatura ambiente. La IARC no ha encontrado pruebas suficientes para pronunciarse sobre la carcinogenicidad del compuesto, pero ha señalado que puede pasar fácilmente al torrente sanguíneo y que mostró actividad en la supresión de la producción de médula ósea en ratones, además de poder inhibir las enzimas proteasas implicadas en la apoptosis celular . ^{[ 9 ]}

• Tetrahidroxibenzoquinona
• ácido benzoquinonotetracarboxílico
• 1,2-Benzoquinona
• Quinones
• Duroquinona
• Ardisiaquinona