El 4-nitrofenol (también llamado p -nitrofenol o 4-hidroxinitrobenceno ) es un compuesto fenólico que tiene un grupo nitro en la posición opuesta del grupo hidroxilo en el anillo de benceno.
El 4-nitrofenol es un material cristalino, ligeramente amarillo y moderadamente tóxico.
Presenta dos polimorfos en estado cristalino. La forma alfa son pilares incoloros, inestables a temperatura ambiente y estables a la luz solar. La forma beta son pilares amarillos, estables a temperatura ambiente y gradualmente se vuelven rojos con la irradiación de la luz solar. Por lo general, el 4-nitrofenol existe como una mezcla de estas dos formas.
En solución, el 4-nitrofenol tiene una constante de disociación (pKa ) de 7,15 a 25 °C. [2]
El 4-nitrofenol se puede preparar mediante la nitración del fenol utilizando ácido nítrico diluido a temperatura ambiente. La reacción produce una mezcla de 2-nitrofenol y 4-nitrofenol.
El 4-nitrofenol se puede utilizar como indicador de pH . Una solución de 4-nitrofenol parece incolora por debajo de un pH de 5,4 y amarilla por encima de un pH de 7,5. [3] Esta propiedad de cambio de color hace que este compuesto sea útil como indicador de pH . El color amarillo de la forma 4-nitrofenolato (o 4-nitrofenóxido ) se debe a un máximo de absorbancia a 405 nm (ε = 18,3 a 18,4 mM −1 cm −1 en álcali fuerte). [4] Por el contrario, el 4-nitrofenol tiene una absorbancia débil a 405 nm (ε = 0,2 mM −1 cm −1 ). [4] El punto isosbéstico para el 4-nitrofenol/4-nitrofenóxido está a 348 nm, con ε = 5,4 mM −1 cm −1 . [5]
En el laboratorio, se utiliza para detectar la presencia de actividad de fosfatasa alcalina mediante hidrólisis de PNPP . En condiciones básicas, la presencia de enzimas hidrolíticas hará que el recipiente de reacción se torne amarillo. [7]
El 4-nitrofenol es un producto de la escisión enzimática de varios sustratos sintéticos, como el fosfato de 4-nitrofenilo (utilizado como sustrato para la fosfatasa alcalina ), el acetato de 4-nitrofenilo (para la anhidrasa carbónica ), el 4-nitrofenil-β- D -glucopiranósido y otros derivados de azúcar que se utilizan para analizar varias enzimas glicosidasas . Las cantidades de 4-nitrofenol producidas por una enzima particular en presencia de su sustrato correspondiente se pueden medir con un espectrofotómetro a 405 nm o alrededor de esa distancia y se pueden utilizar como una medida aproximada de la cantidad de actividad enzimática en la muestra.
Para medir con precisión la actividad enzimática es necesario que el producto 4-nitrofenol esté completamente desprotonado y exista como 4-nitrofenolato, dada la débil absorbancia del 4-nitrofenol a 405 nm. La ionización completa del grupo funcional alcohol afecta la conjugación de los enlaces pi en el compuesto. Un par solitario del oxígeno puede deslocalizarse mediante la conjugación con el anillo de benceno y el grupo nitro. Dado que la longitud de los sistemas conjugados afecta el color de los compuestos orgánicos, este cambio de ionización hace que el 4-nitrofenol se vuelva amarillo cuando está completamente desprotonado y existe como 4-nitrofenolato. [8]
Un error común al medir la actividad enzimática utilizando estos sustratos es realizar los ensayos a pH neutro o ácido sin tener en cuenta que solo una parte del producto cromóforo está ionizado. El problema se puede solucionar deteniendo la reacción con hidróxido de sodio (NaOH) u otra base fuerte, que convierte todo el producto en 4-nitrofenóxido; el pH final debe ser > ca. 9,2 para garantizar que más del 99% del producto esté ionizado. Alternativamente, la actividad enzimática se puede medir a 348 nm, el punto isosbéstico para el 4-nitrofenol/4-nitrofenóxido.
El 4-nitrofenol irrita los ojos, la piel y el tracto respiratorio. [9] También puede causar inflamación de esas partes. Tiene una interacción retardada con la sangre y forma metahemoglobina que es responsable de la metahemoglobinemia , causando potencialmente cianosis, confusión y pérdida del conocimiento. [9] Cuando se ingiere, causa dolor abdominal y vómitos. El contacto prolongado con la piel puede causar una respuesta alérgica. Se desconoce la genotoxicidad y carcinogenicidad del 4-nitrofenol. La LD 50 en ratones es de 282 mg/kg y en ratas es de 202 mg/kg (po).
Se conserva un solo nombre, fenol, para C 6 H 5 -OH, tanto como nombre preferido como para la nomenclatura general. La estructura es sustituible en cualquier posición. Se recomiendan los localizadores 2, 3 y 4, no o , m y p .