Quinona

La quinona es una clase de compuesto orgánico que deriva formalmente de compuestos aromáticos (como benceno, naftaleno o antraceno) mediante la conversión de un número par de grupos –CH = en grupos –C (= O) - con cualquier reordenamiento necesario de dobles enlaces, dando como resultado una estructura de diona cíclica completamente conjugada. Incluye algunos compuestos heterocíclicos .

El miembro arquetípico de la clase es la 1,4-benzoquinona o ciclohexadienediona, a menudo llamada simplemente "quinona" (de ahí el nombre de la clase). Otros ejemplos importantes son la 1,2-benzoquinona (ortoquinona), la 1,4-naftoquinona y la 9,10-antraquinona.

Los isómeros son la orto-benzoquinona (o-benzoquinona), que es la 1,2-diona, y la para-quinona o para-benzoquinona (p-benzoquinona), que es la 1,4-diona. La parabenzoquinona es la forma oxidada de la hidroquinona y la orto-benzoquinona es la forma oxidada del catecol (1,2-dihidroxibenceno). Por ejemplo, una solución ácida de yoduro de potasio reduce una solución de benzoquinona a hidroquinona, que es oxidada de nuevo con una solución de nitrato de plata.

Propiedades

Las quinonas son derivados oxidados de compuestos aromáticos y a menudo se elaboran fácilmente a partir de compuestos aromáticos reactivos con sustitutos que donan electrones, como los fenoles y los catecoles, que aumentan la nucleofilia del anillo y contribuyen al gran potencial redox necesario para romper la aromaticidad. (Las quinonas están conjugadas pero no son aromáticas). Las quinonas son aceptadores de Michael electrofílicos estabilizados por conjugación. Dependiendo de la quinona y del lugar de reducción, la reducción puede rearomatizar el compuesto o romper la conjugación. La adición del conjugado casi siempre rompe la conjugación.

• 
  1,2-Benzoquinone
• 
  1,4-Benzoquinone
• 
  1,4-Naphthoquinone
• 
  9,10-Anthraquinone

El término quinona también se utiliza de manera más general para una gran clase de compuestos que se derivan oficialmente de las quinonas aromáticas mediante la sustitución de algunos átomos de hidrógeno por otros átomos o radicales.

• 
  Cloranil, un reactivo en química orgánica.
• 
  Lawsona
• 
  Alizarin, un tinte rojo común.
• 
  DDQ, un reactivo en química orgánica
• 
  Daunorubicina, un medicamento anticancerígeno^[1]​

Nomenclatura

Las quinonas llevan un prefijo indicativo del origen ( "benzo-" para el benceno, "nafto-" para el naftaleno, "antra-" para el antraceno) y el sufijo "-quinona".

Se utilizan infijos multiplicadores para los carbonilos ( "-di-", "-tri-", "-tetra-" (etc.)).

Presentación

• Después de sublimada, se presenta en largas agujas brillantes, de color amarillo de oro.
• Muy poco solubles en agua fría, aunque más en alcohol y éter.

Hidroquinona

Por la acción de los agentes reductores, como el cloruro de hidrógeno, cloruro estannoso, ácido yodhídrico o hidrógeno en presencia de catalizador metálico en hidroquinona.

Derivados

El cloro y los agentes clorurantes, como el clorato potásico en presencia del ácido clorhídrico, lo transforman en derivados clorados:

• Monocloroquinona
• Diclorohidroquinona
• Dicloroquinona
• Tricloroquinona
• Quinona perclorada.

Con el bromo se producen los siguientes derivados:

• Quinona dibromada
• Quinona tribromada
• Quinona triclorobromada.

Con el nitrógeno la quinona nitrada, y también derivados sulfoconjugados.

Ácido nítrico

El ácido nítrico, auxiliado por la elevación de la temperatura, lo descompone, dando lugar a la formación de lo siguiente:

• Ácido pícrico
• Ácido oxálico

Bioquímica

La quinona es un constituyente común de moléculas biológicamente relevantes (por ejemplo, la vitamina K1 es filoquinona). Otros, como la plastoquinona y la ubiquinona, sirven como aceptor de electrones en cadenas de transporte de electrones como las de los fotosistemas I y II de la fotosíntesis y la respiración aeróbica. Un ejemplo natural de quinonas como agentes oxidantes es el espray de los escarabajos bombarderos. La hidroquinona se hace reaccionar con el peróxido de hidrógeno para producir una ráfaga ardiente de vapor, un fuerte elemento disuasorio en el mundo animal. Las quinonas pueden reducirse parcialmente a quinoles.

Química orgánica

La benzoquinona se usa en química orgánica como agente oxidante, y a veces también como reductor. Existen agentes incluso más fuertes, tales como el 2,3,5,6-tetracloro-parabenzoquinona o p-cloranil y el 2,3-diciano-5,6-dicloro-parabenzoquinona o DDQ. Estos, como el cloranil, son los agentes oxidantes más fuertes que se conocen.

Otros usos:

• Pigmentos, especialmente del color azul (alizarina).
• Producción industrial de peróxido de hidrógeno.
• Baterías eléctricas: está en estudio construir unas nuevas baterías eléctricas, más eficientes, basadas en las quinonas.

Presencia en la naturaleza

Las quinonas están ampliamente presentes en el mundo natural,^[2]​ y presentan pigmentaciones muy vistosas, como es el caso de la atromentina, producida por el denominado "hongo sangrante", Hydnellum peckii, por el color que esta le da.

Historia

• La quinona fue descubierta por el ruso Woskresensky en la oxidación del ácido quínico, en 1832 en la investigación de las propiedades farmacológicas del ácido quínico y su relación con la quinina, entre los productos resultantes de la destilación seca del ácido quínico, punto de partida de cuerpos dotados de propiedades químicas semejantes de los carburos cíclicos, compuestos derivados de los carburos bencénicos.
• Friedrich Wöhler demostró también que la quinona se producía como resultado de la oxidación de la hidroquinona o de su descomposición pirogenada.
• Alexandre Etard demostró que se produce de una manera sintética haciendo hervir la bencina con el ácido clorocrómico.
• Léon Prunier la encontró entre los productos de reducción de la quercita por la acción del ácido iodhídrico.
• Nietzwi la preparó oxidando la anilina.
• August Wilhelm von Hofmann la obtuvo ejerciendo la misma acción sobre la bencidina y la fenilenodiamina.
• Georg Ludwig Carius preparó en grandes cantidades la quinona diclorada por la acción del anhídrido cloroso sobre la bencina.
• Levy y Schult la obtuvieron a través de la oxidación.
• Carl Graebe obtuvo el derivado triclorado.
• Hugo Erdmann descubrió la quinona perclorada.
• Laurent determinó la relación que ligaba a la quinona con el fenol.
• Fritzche, W.M. Hankel, Alfred Krieger, John Stenhouse, Robert Koch y otros, contribuyeron a completar el conocimiento de la quinona.

Ciclohexanodiona

Las ciclohexanodionas hacen referencia a:

• 1,2-Ciclohexanodiona
• 1,3-Ciclohexanodiona
• 1,4-Ciclohexanodiona

Véase también

• 1,4-benzoquinona.
• Coenzima Q₁₀.
• Plastoquinona.
• Reductasa
• Quina.
• Quinina

Referencias

1. Liu H., "Extraction and Isolation of Compounds from Herbal Medicines" in 'Traditional Herbal Medicine Research Methods', ed by Willow JH Liu 2011 John Wiley and Sons, Inc.
2. Liu, Ji Kai (2006). «Natural Terpenyls: Developement since 1877». Chemical Reviews 106: 2009-2223. doi:10.1021/cr050248c. 

Bibliografía complementaria

• Montaner y Simon (editores).- Diccionario Enciclopédico Hispano-Americano, Barcelona, 1887-1910.

• Griesbeck, A.G..- Quinones and heteroatom analogues, Stuttgart, 2006.
• Morton, Richard Alan (editor).- Biochemistry of quinones, Londres, 1965.
• Patai, Saul.- The chemistry of the quinonoid compounds, Londres, 1974.
• Rokita, S. E. (editor).- Quinone methides, Hoboken, 2009.
• Sies, Helmut (editor).- Quinones and quinone enzymes, Ámsterdam, 2004-
• Stevens, Mary Carol.- The effect of Pyrroloquinoline Quinone..., Tesis, Harvard University, 1994.

Enlaces externos

• Sistema redox benzoquinona-hidroquinona (inglés)

• Datos: Q412382
• Multimedia: Quinones / Q412382