1,4-benzochinon

ikona
Na této stránce se právě pracuje.
Prosíme, needitujte tuto stránku, dokud je zde tato zpráva, abyste se vyhnuli editačním konfliktům. V případě potřeby vyhledejte v historii vkladatele a kontaktujte jej. Děkujeme.
Tato šablona je určena pro krátkodobé užití v řádu hodin. Pokud od poslední editace uplynula doba delší než 2 dny, neváhejte ji odstranit.
1,4-benzochinon
Strukturní vzorec
Strukturní vzorec
Model molekuly
Model molekuly
Vzorek 1,4-benzochinonu
Vzorek 1,4-benzochinonu
Obecné
Systematický názevcyklohexa-2,5-dien-1,4-dion
Sumární vzorecC6H4O2
Vzhledžluté krystaly[1]
Identifikace
Registrační číslo CAS106-51-4
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)203-405-2
PubChem4650
ChEBI16509
SMILESC1=CC(=O)C=CC1=O
InChIInChI=1S/C6H4O2/c7-5-1-2-6(8)4-3-5/h1-4H
Vlastnosti
Molární hmotnost108,09 g/mol
Teplota tání116 °C (389 K)[1]
Hustota1,318 g/cm3 (20 °C)[1]
Rozpustnost ve vodě1,113 g/100 ml (18 °C)[1]
Rozpustnost v polárních
rozpouštědlech		rozpustný v ethanolu[1]
Rozpustnost v nepolárních
rozpouštědlech		rozpustný v diethyletheru[1]
Tlak páry12 Pa (20 °C)[1]
Ionizační energie9,68 eV[1]
Povrchové napětí32,6 mN/m (teplota tání)[1]
Termodynamické vlastnosti
Standardní molární spalná entalpie ΔH°sp2,75 MJ/mol[1]
Bezpečnost
GHS06 – toxické látky
GHS06
GHS07 – dráždivé látky
GHS07
GHS08 – látky nebezpečné pro zdraví
GHS08
GHS09 – látky nebezpečné pro životní prostředí
GHS09
[1]
H-věty<span class="abbr" style="color: green; border-bottom: 1px dotted blue" title="Neznámá věta H301+331">H301+331 H315 H317 H319 H335 H341 H400 H410[1]
P-větyP203 P261 P264+265 P270 P271 P272 P273 P280 P301+316 P302+352 P304+340 Neznámá věta P305++351+338 P316 P318 P319 P330 P332+317 P333+317 P337+317 P362+364 P391 P403+233 P405 P501[1]
Teplota vzplanutí560 °C (830 K)[1]
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

1,4-benzochinon (též nazývaný para-benzochinon), je organická sloučenina se vzorcem C6H4O2, odvozená oxidací hydrochinonu.[2] V čisté podobě vytváří světle žluté krystaly se zápachem podobnýmm chloru nebo formaldehydu. Molekula obsahuje ketonovou funkční skupinu, skrz kterou může vytvářet oximy a působit jako oxidační činidlo, redukující se na hydrochinon; a alkenové skupiny, umožňující adiční reakce, obzvláště takové, jaké jou běžné u α,β-nenasycených ketonů. 1,4-benzochinone je citlivý na silné kyseliny i zásady, které vyvolávají kondenzační a rozkladné reakce.[3][4]

Výroba

[editovat | editovat zdroj]

1,4-benzochinon se vyrábí oxidací hydrochinonu, který lze získat například oxidací 1,4-diisopropylbenzenu a Hockovým přesmykem; celková rovnice reakce vypadá takto:

C6H4(CHMe2)2 + 3 O2 → C6H4O2 + 2 OCMe2 + H2O

Meziprodukty jsou bis(hydroperoxid) a hydrochinon. Společně s benzochinonem se vytváří také aceton.[5]

Další možností je přímá hydroxylace fenolu peroxidem vodíku v kyselém prostředí:

C6H5OH + H2O2 → C6H4(OH)2 + H2O

Při tomto postupu vznikají pyrokatechol a hydrochinon; hydrochinon se poté oxiduje na 1,4-benzochinon.[6]

Původně se 1,4-benzochinon vyráběl oxidací anilinu, například oxidem manganičitým;[7] tento postup se používá například v Číně.

Oxidaci hydrochinonu je možné provést například peroxidem vodíku za katalýzy jodem v polárním rozpouštědle, jako je isopropylalkohol.[8]

Při zahřátí na teplotu blízko bodu tání 1,4-benzochinon sublimuje, a to i za atmosférického tlaku, což lze využít k jeho přečištění. Nepřečištěné vzorky jsou často tmavé v důsledku přítomnosti chinhydronu, tmavě zeleného 1:1 komplexu benzochinonu s hydrochinonem.[9]

Struktura

[editovat | editovat zdroj]
Délky vazeb C–C a C–O u benzochinonu (Q), jeho redukovaného derivátu (Q−), a hydrochinonu (H2Q)[10]

Molekula benzochinonu je rovinná, se střídáním lokalizovaných vazeb C=C, C=O, a C–C. Redukcí vzniká polochinonový anion C6H4O −
2 , jehož struktura je více delokalizovaná. Další redukcí, spojenou s protonací, se utváří hydrochinon, s plně delokalizovaným kruhem.[10]

Reakce a použití

[editovat | editovat zdroj]

Benzochinon se používá především jako surovina pro výrobu hydrochinonu, využívaného ve fotografii a jako redukční činidlo a antioxidant při výrobě pryže.[6]

Organická syntéza

[editovat | editovat zdroj]

1,4-benzochinon se používá v organické syntéze jako oxidační činidlo,[11] při dehydrogenacích, a jako dienofil v Dielsových-Alderových reakcích.[12]

Reakci s acetanhydridem a kyselinou sírovou vytváří 1,4-benzochinon triacetát hydroxychinolu.[13][14]

Tato reakce bývá označována jako Thieleova nebo Thieleova–Winterova[15][16] po chemicích Johannesi Thieleovi, který ji v&nbvsp;roce 1898 poprvé popsal, a Ernstu Winterovi, jenž v roce 1900 popsal její mechanismus. Využití našla v totální syntéze metachrominu&nbvsp;A:[17]

Využití Thieleovy reakce, se zapojením derivátu 1,4-benzochinonu
Využití Thieleovy reakce, se zapojením derivátu 1,4-benzochinonu

1,4-benzochinon se také používá na omezování přesunů dvojných vazeb při metatezích alkenů.

Kyselý roztok jodidu draselného reduckuje rozpuštěný benzochinon na hydrochinon, který lze zpětně oxidovat roztokem dusičnanu stříbrného.

DOxidační vlastnosti 1,4-benzochinoneu mají využití při Cudžiových–Wackerových oxidacích, kde palladnaté soli katalyzují přeměny alkenů na ketony; obvykle se provádějí za použití stlačeného kyslíku jako oxidačního činidla, ale v některých případech se také používá benzochinon.

1,4-benzochinon bývá zapojován do syntéz bromadolu a jeho analogů.

  1. ↑ a b c d e f g h i j k l m n https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/4650
  2. ↑ UNDERWOOD, H. W. JR.; WALSH, W. L. Quinone. Org. Synth.. 1936, s. 73. doi:10.15227/orgsyn.002.0085. ; Coll. Vol.. S. 553. 
  3. ↑ The Quinonoid Compounds: Vol. 1 (1988). Příprava vydání Saul Patai, Zvi Rappopor. [s.l.]: [s.n.], 1988. ISBN 978-0-470-77211-9. doi:10.1002/9780470772119. 
  4. ↑ The Quinonoid Compounds: Vol. 2 (1988). Příprava vydání Saul Patai, Zvi Rappoport. [s.l.]: [s.n.], 1988. ISBN 978-0-470-77212-6. doi:10.1002/9780470772126. 
  5. ↑ Gerhard Franz, Roger A. Sheldon "Oxidation", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2000 doi:10.1002/14356007.a18_261
  6. ↑ a b Phillip M. Hudnall "Hydroquinone", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2002, Wiley-VCH, Weinheim, 2005 Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a13_499
  7. ↑ Re-evaluation of Some Organic Chemicals, Hydrazine and Hydrogen Peroxide (Part 1, Part 2, Part 3). [s.l.]: [s.n.] kapitola = 1,4-Benzoquinone (para-Quinone) Dostupné online. 
  8. ↑ Šablona:Cite patent
  9. ↑ T. Sakurai. On the refinement of the crystal structures of phenoquinone and monoclinic quinhydrone. Acta Crystallographica Section B. 1968, s. 403-412. doi:10.1107/S0567740868002451. Bibcode 1968AcCrB..24..403S. 
  10. ↑ a b Jian-Ming Lü; Sergiy V. Rosokha; Ivan S. Neretin; Jay K. Kochi. Quinones as Electron Acceptors. X-Ray Structures, Spectral (EPR, UV−vis) Characteristics and Electron-Transfer Reactivities of Their Reduced Anion Radicals as Separated vs Contact Ion Pairs. Journal of the American Chemical Society. 2006, s. 16708-16719. doi:10.1021/ja066471o. PMID 17177421. 
  11. ↑ T.-K. Yang; C.-Y. Shen. Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis.Chybí název periodika! 2004. ISBN 978-0-471-93623-7. doi:10.1002/047084289X.rb033. 
  12. ↑ ODA, M.; KAWASE, T.; OKADA, T.; ENOMOTO, T. 2-Cyclohexene-1,4-dione. Org. Synth.. 1996, s. 253. doi:10.15227/orgsyn.073.0253. ; Coll. Vol.. S. 186. 
  13. ↑ E. B. Vliet. Hydroquinone Triacetate. Organic Syntheses. 1941, s. 317. doi:10.1021/ja066471o. PMID 10.15227/orgsyn.004.0035. 
  14. ↑ M. B. Knowles. Process for production of 2,4,5-trihydroxyacetophenone [online]. [cit. 2014-12-24]. Dostupné online. 
  15. ↑ J. F. W. McOmie; J. M. Blatchly. The Thiele-Winter Acetoxylation of Quinones. Organic Reactions. 2011, s. 199-277. ISBN 978-0-471-19619-8. doi:10.1002/0471264180.or019.03. 
  16. ↑ J. Thiele. Ueber die Einwirkung von Essigsäure-anhydrid auf Chinon und auf Dibenzoylstyrol. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. 1898, s. 1247-1249. Dostupné online. doi:10.1002/cber.189803101226. 
  17. ↑ W. P. Almeida; C. R. D. Correia. Stereoselective Total Synthesis and Enantioselective Formal Synthesis of the Antineoplastic Sesquiterpene Quinone Metachromin A. Journal of the Brazilian Chemical Society. 1999, s. 401-414. Dostupné online. doi:10.1590/S0103-505319990005000116.