Хиноны
Хинон и гидрохинон
linkОпора
- Урок 229. Фенолформальдегидные смолы и окисление фенолов — записывать конденсацию и окисление фенолов
- Урок 160. Реакция Дильса — Альдера: диены и диенофилы — находить диен и диенофил, рисовать механизм
Окисление гидрохинона из урока 229 даёт хинон, и эта реакция обратима: хинон и гидрохинон переходят друг в друга, обмениваясь двумя электронами и двумя протонами. На этой обратимой паре основаны фотографические проявители и перенос электронов в живой клетке, где работает убихинон.
Как устроены хиноны
- Хинон — циклический сопряжённый дикетон; 1,4-бензохинон не ароматичен.
- Хинон и гидрохинон образуют обратимую пару: \(\ce{Q + 2H+ + 2e- <=> QH2}\).
- Восстановители (\(\ce{SnCl2}\), дитионит натрия \(\ce{Na2S2O4}\), аскорбиновая кислота) превращают хинон в гидрохинон.
- Хингидрон — тёмный комплекс хинона и гидрохинона в соотношении 1 : 1.
Примеры
1. Восстановление дитионитом. Дитионит натрия восстанавливает 1,4-бензохинон до гидрохинона.
2. Фотопроявитель. Гидрохинон восстанавливает бромид серебра до металлического серебра и сам окисляется до хинона: \(\ce{C6H4(OH)2 + 2AgBr -> C6H4O2 + 2Ag + 2HBr}\).
errorХинон — не ароматическое соединение
В цикле шесть атомов, но π-электроны распределены между связями C=C и C=O, и замкнутого ароматического секстета нет.
edit_noteПопробуйте сами
Сколько электронов принимает хинон при восстановлении в гидрохинон?
expand_moreПоказать решение
Два электрона и два протона.
Реакции хинонов
Каждая двойная связь C=C хинона сопряжена с двумя карбонильными группами. Поэтому хинон — активный диенофил в реакции Дильса — Альдера (урок 160) и акцептор, к которому присоединяются нуклеофилы. Хиноны встречаются и в природе: убихинон переносит электроны в митохондриях, а витамин K — производное 1,4-нафтохинона.
Как предсказать реакции хинона
- Хинон — активный диенофил и вступает с диенами в реакцию Дильса — Альдера.
- Нуклеофилы (амины, тиолы, HCl) присоединяются к хинону сопряжённо (1,4), и продукт таутомеризуется в замещённый гидрохинон.
- Антрахинон получают окислением антрацена или из фталевого ангидрида и бензола: ацилированием по Фриделю — Крафтсу и последующей циклизацией в серной кислоте.
- Природные хиноны — убихинон и витамин K.
Примеры
1. Присоединение хлороводорода. Хлороводород присоединяется к 1,4-бензохинону сопряжённо, и после таутомеризации получается 2-хлорбензол-1,4-диол.
2. Антрахинон. Фталевый ангидрид с бензолом в присутствии хлорида алюминия даёт 2-бензоилбензойную кислоту, а серная кислота замыкает её в антрахинон.
errorХинон — двойной акцептор
Каждая связь C=C хинона связана с двумя группами C=O, поэтому хинон служит и диенофилом, и акцептором при сопряжённом присоединении.
edit_noteПопробуйте сами
Что даст 1,4-бензохинон с циклопентадиеном?
expand_moreПоказать решение
Трициклический дикетон с мостиком \(\ce{CH2}\): хинон служит диенофилом в реакции Дильса — Альдера.
push_pinГлавное
Хинон — циклический сопряжённый дикетон; 1,4-бензохинон не ароматичен. Пара хинон/гидрохинон обратима (\(\ce{Q + 2H+ + 2e- <=> QH2}\)): на ней работают фотопроявители и переносчики электронов (убихинон); хингидрон — комплекс 1 : 1. Хинон — активный диенофил (Дильс — Альдер) и акцептор 1,4-присоединения (амины, тиолы, HCl дают замещённые гидрохиноны). Антрахинон получают из фталевого ангидрида и бензола или окислением антрацена.
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.