hidroquinona

Compuesto químico

Compuesto químico

La hidroquinona , también conocida como benceno-1,4-diol o quinol , es un compuesto orgánico aromático que es un tipo de fenol , _un derivado del benceno , _que tiene la fórmula química C6H4 (OH) ₂ . Tiene dos grupos hidroxilo unidos a un anillo de benceno en posición para . Es un sólido granular blanco . Los derivados sustituidos de este compuesto original también se denominan hidroquinonas. El nombre "hidroquinona" fue acuñado por Friedrich Wöhler en 1843. ^[7]

En 2021, fue el medicamento número 282 más recetado en los Estados Unidos, con más de 800.000 recetas. ^{[8] [9]}

Producción

La hidroquinona se produce industrialmente de dos formas principales. ^[10]

• La ruta más utilizada es similar al proceso del cumeno en cuanto al mecanismo de reacción e implica la dialquilación de benceno con propeno para dar 1,4-diisopropilbenceno. Este compuesto reacciona con el aire para producir bis(hidroperóxido), que es estructuralmente similar al hidroperóxido de cumeno y se reorganiza en ácido para dar acetona e hidroquinona. ^[11]
• Una segunda ruta implica la hidroxilación de fenol sobre un catalizador. La conversión utiliza peróxido de hidrógeno y produce una mezcla de hidroquinona y su isómero orto catecol (benceno-1,2-diol):

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

Otros métodos menos comunes incluyen:

• Se ha propuesto una síntesis potencialmente significativa de hidroquinona a partir de acetileno y pentacarbonilo de hierro ^{[12] [13] [14] [15] [16] [17]} El pentacarbonilo de hierro sirve como catalizador , en lugar de reactivo , en presencia de libre gas monóxido de carbono . El rodio o el rutenio pueden sustituir al hierro como catalizador con rendimientos químicos favorables, pero normalmente no se utilizan debido al costo de recuperación de la mezcla de reacción. ^[12]
• La hidroquinona y sus derivados también se pueden preparar mediante oxidación de varios fenoles, como la anilina y el DIPB . ^[18] Los ejemplos incluyen la oxidación del persulfato de Elbs y la oxidación de Dakin .
• La hidroquinona fue obtenida por primera vez en 1820 por los químicos franceses Pelletier y Caventou mediante la destilación seca del ácido quínico . ^[19]
• Hidrólisis de fenol clorado , descrita como utilizada en China. ^[18]

Tenga en cuenta que métodos como la hidrólisis del fenol clorado y la oxidación de fenoles son métodos mucho más contaminantes que otros. ^[18]

Reacciones

La reactividad de los grupos hidroxilo de la hidroquinona se asemeja a la de otros fenoles , siendo débilmente ácidos. La base conjugada resultante sufre una fácil O -alquilación para dar mono y diéteres . De manera similar, la hidroquinona es muy susceptible a la sustitución del anillo mediante reacciones de Friedel-Crafts como la alquilación. Esta reacción se aprovecha en el camino hacia antioxidantes populares como el 2- terc -butil-4-metoxifenol ( BHA ). El útil colorante quinizarina se produce mediante diacilación de hidroquinona con anhídrido ftálico . ^[10]

redox

La hidroquinona se oxida en condiciones suaves para dar benzoquinona . Este proceso se puede revertir. Algunos derivados de hidroquinona naturales exhiben este tipo de reactividad, siendo un ejemplo la coenzima Q. Industrialmente, esta reacción se explota tanto con la propia hidroquinona como más a menudo con sus derivados, en los que un OH ha sido sustituido por una amina.

Cuando la hidroquinona incolora y la benzoquinona, un sólido amarillo brillante, se cocristalizan en una proporción de 1:1, se forma un complejo de transferencia de carga cristalino de color verde oscuro ( punto de fusión 171 °C) llamado quinhidrona ( C ₆ H ₆ O ₂ · C ₆ H _4). Se forma O _{2 ).} Este complejo se disuelve en agua caliente, donde las dos moléculas se disocian en solución. ^[20]

aminación

Una reacción importante es la conversión de hidroquinona en derivados mono y diamina. El metilaminofenol , utilizado en fotografía, se produce de esta forma: ^[10]

${\displaystyle {\ce {C6H4(OH)2 + {\overset {methylamine}{CH3NH2}}-> HOC6H4NHCH3 + H2O}}}$

Las diaminas, útiles en la industria del caucho como agentes antiozono, se producen de manera similar a partir de anilina :

${\displaystyle {\ce {C6H4(OH)2 + {\overset {aniline}{2 C6H5NH2}}-> C6H4(N(H)C6H5)2 + 2 H2O}}}$

Usos

La hidroquinona tiene una variedad de usos asociados principalmente con su acción como agente reductor soluble en agua. Es un componente importante en la mayoría de los reveladores fotográficos en blanco y negro para películas y papel donde, con el compuesto metol , reduce los haluros de plata a plata elemental .

Hay varios otros usos asociados con su poder reductor . Como inhibidor de la polimerización , aprovechando sus propiedades antioxidantes , la hidroquinona previene la polimerización del ácido acrílico , metacrilato de metilo , cianoacrilato y otros monómeros que son susceptibles a la polimerización iniciada por radicales . Al actuar como eliminador de radicales libres, la hidroquinona sirve para prolongar la vida útil de resinas sensibles a la luz, como los polímeros precerámicos . ^[21]

La hidroquinona puede perder un catión de hidrógeno de ambos grupos hidroxilo para formar un ion difenolato. La sal de difenolato de sodio de la hidroquinona se utiliza como unidad de comonómero alterno en la producción del polímero PEEK .

Despigmentación de la piel

La hidroquinona se utiliza como aplicación tópica para blanquear la piel para reducir el color de la piel. No tiene la misma predisposición a provocar dermatitis que el metol . Este es un ingrediente que solo se vende con receta en algunos países, incluidos los estados miembros de la Unión Europea según las Directivas 76/768/EEC:1976. ^{[22] [23]}

En 2006, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos revocó su aprobación anterior de la hidroquinona y propuso la prohibición de todos los preparados de venta libre . ^[24] La FDA prohibió oficialmente la hidroquinona en 2020 como parte de una reforma más amplia del proceso de revisión de medicamentos de venta libre. ^[25] La FDA declaró que no se puede descartar la hidroquinona como un carcinógeno potencial . ^[26] Se llegó a esta conclusión basándose en el grado de absorción en humanos y la incidencia de neoplasias en ratas en varios estudios en los que se encontró que las ratas adultas tenían mayores tasas de tumores, incluidas hiperplasias de células foliculares de tiroides , anisocariosis (variación en el tamaño de los núcleos) , leucemia de células mononucleares, adenomas hepatocelulares y adenomas de células de los túbulos renales . La Campaña por Cosméticos Seguros también ha puesto de relieve preocupaciones. ^[27]

Numerosos estudios han revelado que la hidroquinona, si se toma por vía oral, puede provocar ocronosis exógena , una enfermedad desfigurante en la que se depositan pigmentos negros azulados en la piel; sin embargo, las preparaciones para la piel que contienen el ingrediente se administran por vía tópica. La FDA clasificó la hidroquinona en 1982 como un producto seguro, generalmente reconocido como seguro y eficaz (GRASE); sin embargo, se sugirieron estudios adicionales en el marco del Programa Nacional de Toxicología (NTP) para determinar si existe un riesgo para los humanos por el uso de hidroquinona. ^{[24] [28] [26]} La evaluación del NTP mostró cierta evidencia de efectos cancerígenos y genotóxicos a largo plazo ^[29]

Si bien la hidroquinona sigue prescribiéndose ampliamente para el tratamiento de la hiperpigmentación , las preguntas planteadas sobre su perfil de seguridad por las agencias reguladoras de la UE, Japón y EE. UU. alientan la búsqueda de otros agentes con eficacia comparable. ^[30] Varios de estos agentes ya están disponibles o en investigación, ^[31] incluido el ácido azelaico , ^[32] ácido kójico , retinoides, cisteamina, ^[33] esteroides tópicos, ácido glicólico y otras sustancias. Se ha demostrado que uno de ellos, el 4-butilresorcinol , es más eficaz en el tratamiento de los trastornos de la piel relacionados con la melanina por un amplio margen, además de ser lo suficientemente seguro como para venderse sin receta. ^[34]

sucesos naturales

Las hidroquinonas son uno de los dos reactivos principales de las glándulas defensivas de los escarabajos bombarderos , junto con el peróxido de hidrógeno (y quizás otros compuestos, según la especie), que se acumulan en un depósito. El depósito se abre a través de una válvula controlada por un músculo hacia una cámara de reacción de paredes gruesas. Esta cámara está revestida de células que secretan catalasas y peroxidasas . Cuando el contenido del depósito se introduce en la cámara de reacción, las catalasas y peroxidasas descomponen rápidamente el peróxido de hidrógeno y catalizan la oxidación de las hidroquinonas en p -quinonas . Estas reacciones liberan oxígeno libre y generan suficiente calor para llevar la mezcla al punto de ebullición y vaporizar aproximadamente una quinta parte, produciendo un rocío caliente desde el abdomen del escarabajo . ^[35]

Se cree que la hidroquinona es la toxina activa de los hongos Agaricus hondensis . ^[36]

Se ha demostrado que la hidroquinona es uno de los componentes químicos del producto natural propóleo . ^[37]

También es uno de los compuestos químicos que se encuentran en el castoreum . Este compuesto se obtiene de los sacos de ricino del castor. ^[38]

Referencias

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enlaces externos

• Tarjeta Internacional de Seguridad Química 0166
• Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos