Quinona

As quinonas son un tipo de composto orgánico que formalmente "deriva de compostos aromáticos [como o benceno ou naftaleno] por conversión dun número impar de grupos –CH= en grupos –C(=O)– con todos os rearranxos necesarios dos dobres enlaces", orixinando "unha estrutura diona cíclica completamente conxugada". Esta clase de compostos inclúe algúns compostos heterociclicos.

O membro arquetípico da clase é a 1,4-benzoquinona ou ciclohexadienodiona, a miúdo chamada simplemente "quinona" (igual que o nome de toda a clase). Outros exemplos importantes son a 1,2-benzoquinona (orto-quinona), a 1,4-naftoquinona e a 9,10-antraquinona.

Propiedades

As quinonas son derivados oxidados de compostos aromáticos e adoitan sintetizarse doadamente a partir de compostos aromáticos reactivos con substituíntes doantes de electróns como os fenois e catecois, que incrementan a nucleofilicidade do anel e contribúen ao elevado potencial redox necesario para romper a aromaticidade. (As quinonas son compostos conxugados pero non aromáticos). As quinonas son aceptores de Michael electrofílicos estabilizados por conxugación. Dependendo da quinona e do sitio de redución, a redución pode rearomatizar o composto ou romper a conxugación. A adición conxugada case sempre rompe a conxugación.

• 
  1,2-Benzoquinona
• 
  1,4-Benzoquinona
• 
  1,4-Naftoquinona
• 
  9,10-Antraquinona

O termo quinona utilízase tamén máis xeralmente para unha gran clase de compostos formalmente derivados de quinonas aromáticas por substitución dalgúns átomos de hidróxeno por outros átomos ou radicais.

• 
  Cloranil, un reactivo de química orgánica
• 
  Lawsona, unha tinguidura presente nas follas da planta henna
• 
  Alizarina, unha tinguidura vermella común
• 
  DDQ, un reactivo en química orgánica
• 
  Daunorrubicina, un fármaco anticancro

Usos

Produción de peróxido de hidróxeno

Unha aplicación a escala industrial das quinonas é a produción de peróxido de hidróxeno. As 2-alquilantraquinonas son hidroxenadas ás correspondentes hidroquinonas (quinizarinas), as cales despois transfiren H
2 ao oxíxeno:

dihidroantraquinona + O
2 → antraquinona + H
2O
2

deste modo prodúcense varios millóns de toneladas de H
2O
2 anualmente.

Bioquímica

Os derivados de quinonas son moléculas con actividade biolóxica comúns. Pénsase que se encontran en todos os organismos respiratorios. Algúns serven como aceptores de electróns en cadeas de transporte electrónico como as da fotosíntese (plastoquinona, filoquinona), e a respiración aerobia (ubiquinona). A filoquinona tamén se chama vitamina K₁ e é utilizada polos animais para carboxilar certas proteínas, que están implicadas na coagulación do sangue, formación do óso e outros procesos. Inversamente, a toxicidade do paracetamol débese ao seu metabolismo coa quinona imina, a cal reacciona despois con proteínas do fígado e causa insuficiencia hepática.

No spray que dispara o escaravello bombardeiro, a hidroquinona reacciona co peróxido de hidróxeno producindo un forte estoupido de vapor, que serve para disuadir outros animais.

A autooxidación do neurotransmisor dopamina e o seu precursor L-Dopa xera as comparativamente estables dopamina quinonas, que inhiben o funcionamento do transportador de dopamina (DAT) e o encima TH, o que orixina unha baixa produción de ATP nas mitocondrias.

Medicina

Varias quinonas son de interese farmacolóxico. Forman unha clase importante de citotoxinas, usadas na loita contra o cancro. Un exemplo é a daunorrubicina, que é antileucémica. Algunhas delas mostran actividade antitumoral. Tamén se lles teñen atribuído propiedades en herboristería. Estas aplicacións son purgativas (sennosides), antimicrobianas e antiparasitarias (rhein e saprortoquinona, atovaquona), antitumorais (emodina e juglona), inhibición da biosíntese de PGE2 (arnebinona e arnebifuranona) e anti-enfermidades cardiovasculares (tanshinona).

Tinguidura

Moitas substancias colorantes naturais e artificiais (tinguiduras e pigmentos) son derivados de quinonas. En importancia como colorantes son os segundos en importancia despois das tinturas azo, especialmente importantes para as cores azuis. A alizarina (1,2-dihidroxi-9,10-antraquinona), extraída da planta Rubia, foi a primeira tintura natural que se sintetizou a partir de brea de carbón.

Reactivo en química orgánica

A benzoquinona utilízase en química orgánica como axente oxidante. Quinonas fortemente oxidantes son o cloranil e a 2,3-dicloro-5,6-diciano-1,4-benzoquinona (tamén coñecida como DDQ).

Portador de cargas de batería

O ácido 9,10-antraquinona-2,7-disulfónico (AQDS), unha quinona similar a outra que se atopa de forma natural no ruibarbo, tense utilizado como portador de cargas en baterías de fluxo sen metais.

Nomenclatura

As quinonas denomínanse usando un prefixo que indica o hidrocarburo aromático parental ("benzo-" para o benceno, "nafto-" para o naftaleno, "antra-" para o antraceno, etc.) e o sufixo "-quinona". Utilízanse infixos multiplicadores como "-di-", "-tri-", "-tetra-", etc. cando hai 4, 6, 8, etc. carbonilos. A posición dos grupos carbonilo pode indicarse antes do prefixo (como na "1,4,5,8-naftodiquinona") ou despois (como na "antra-1,4-quinona").

Véxase tamén

Outros artigos

• Antraquinona
• Benzoquinona
• Naftoquinona
• Plastoquinona
• Pirroloquinolina quinona
• Ubiquinona

Ligazóns externas

• Quinones Medical Subject Headings (MeSH) na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA.