Hydrochinon - Hydroquinone
|
|
|
|
|
|
| Namen | |
|---|---|
|
Bevorzugter IUPAC-Name
Benzol-1,4-diol |
|
| Andere Namen
Hydrochinon
Idrochinon Chinol 1,4-Dihydroxybenzol 1,4- Hydroxybenzol |
|
| Bezeichner | |
|
3D-Modell ( JSmol )
|
|
| 605970 | |
| ChEBI | |
| ChEMBL | |
| ChemSpider | |
| ECHA-Infokarte |
100.004.199 
|
| EG-Nummer | |
| 2742 | |
| KEGG | |
|
PubChem- CID
|
|
| RTECS-Nummer | |
| UNII | |
| UN-Nummer | 3077, 2662 |
|
CompTox-Dashboard ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Eigenschaften | |
| C 6 H 6 O 2 | |
| Molmasse | 110.112 g·mol -1 |
| Aussehen | weißer Feststoff |
| Dichte | 1,3 g cm −3 , fest |
| Schmelzpunkt | 172 °C (342 °F; 445 K) |
| Siedepunkt | 287 °C (549 °F; 560 K) |
| 5,9 g/100 ml (15 °C) | |
| Dampfdruck | 10 −5 mmHg (20 °C) |
| Säure (p K a ) | 9,9 |
| −64,63 × 10 −6 cm 3 /mol | |
| Struktur | |
| 1,4 ± 0,1 D | |
| Pharmakologie | |
| D11AX11 ( WER ) | |
| Gefahren | |
|
EU-Klassifizierung (DSD) (veraltet)
|
Gesundheitsschädlich ( Xn ) Karz. Katze. 3 Muta. Katze. 3 Dangerous für die Umwelt ( N ) |
| R-Sätze (veraltet) | R22 R40 R41 R43 R50 R68 |
| S-Sätze (veraltet) | (S2) S26 S36/37/39 S61 |
| NFPA 704 (Feuerdiamant) | |
| Flammpunkt | 165 °C (329 °F; 438 K) |
| Letale Dosis oder Konzentration (LD, LC): | |
|
LD 50 ( mediane Dosis )
|
490 mg/kg (Säugetier, oral) 245 mg/kg (Maus, oral) 200 mg/kg (Kaninchen, oral) 320 mg/kg (Ratte, oral) 550 mg/kg (Meerschweinchen, oral) 200 mg/kg (Hund, oral) 70 mg/kg (Katze, oral) |
| NIOSH (US-Grenzwerte für die Gesundheitsbelastung): | |
|
PEL (zulässig)
|
TWA 2 mg/m 3 |
|
REL (empfohlen)
|
C 2 mg/m 3 [15 Minuten] |
|
IDLH (unmittelbare Gefahr)
|
50 mg / m 3 |
| Verwandte Verbindungen | |
|
Verwandte Benzoldiole
|
Brenzkatechin Resorcinol |
|
Verwandte Verbindungen
|
1,4-Benzochinon |
|
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa). |
|
 überprüfen ( was ist ?)
  |
|
| Infobox-Referenzen | |
Hydrochinon , auch bekannt als Benzol-1,4-diol oder Chinol , ist eine aromatische organische Verbindung , die eine Art von Phenol ist , ein Derivat von Benzol , mit der chemischen Formel C 6 H 4 (OH) 2 . Es hat zwei Hydroxylgruppen, die in para- Position an einen Benzolring gebunden sind . Es ist ein weißer körniger Feststoff . Substituierte Derivate dieser Stammverbindung werden auch als Hydrochinone bezeichnet. Der Name "Hydrochinon" wurde 1843 von Friedrich Wöhler geprägt .
Produktion
Hydrochinon wird industriell auf zwei Arten hergestellt.
- Der am weitesten verbreitete Weg ist im Reaktionsmechanismus dem Cumol-Verfahren ähnlich und beinhaltet die Dialkylierung von Benzol mit Propen , um 1,4-Diisopropylbenzol zu ergeben. Diese Verbindung reagiert mit Luft zum Bis(hydroperoxid), das strukturell dem Cumolhydroperoxid ähnlich ist und sich in Säure zu Aceton und Hydrochinon umlagert .
- Ein zweiter Weg beinhaltet die Hydroxylierung von Phenol über einen Katalysator. Die Umwandlung verwendet Wasserstoffperoxid und liefert eine Mischung aus Hydrochinon und Brenzkatechin (Benzol-1,2-diol):
- C 6 H 5 OH + H 2 O 2 → C 6 H 4 (OH) 2 + H 2 O
Andere, weniger verbreitete Methoden sind:
- Eine potenziell bedeutende Synthese von Hydrochinon aus Acetylen und Eisenpentacarbonyl wurde vorgeschlagen Eisenpentacarbonyl dient in Gegenwart von freiem Kohlenmonoxidgas eher als Katalysator denn als Reagens . Rhodium oder Ruthenium können Eisen als Katalysator mit günstigen chemischen Ausbeuten ersetzen, werden jedoch aufgrund ihrer Rückgewinnungskosten aus dem Reaktionsgemisch typischerweise nicht verwendet.
- Hydrochinon und seine Derivate können auch durch Oxidation verschiedener Phenole hergestellt werden. Beispiele sind die Elbs-Persulfat-Oxidation und die Dakin-Oxidation :
- Hydrochinon wurde erstmals 1820 von den französischen Chemikern Pelletier und Caventou durch Trockendestillation von Chinasäure gewonnen .
Reaktionen
Die Reaktivität der Hydroxylgruppen von Hydrochinon ähnelt der anderer Phenole , da sie schwach sauer sind. Die resultierende konjugierte Base wird leicht O- alkyliert, um Mono- und Diether zu ergeben . In ähnlicher Weise ist Hydrochinon sehr anfällig für Ringsubstitution durch Friedel-Crafts-Reaktionen wie Alkylierung. Diese Reaktion wird auf dem Weg zu beliebten Antioxidantien wie 2- tert- Butyl-4-methoxyphenol ( BHA ) genutzt. Der nützliche Farbstoff Chinizarin wird durch Diacylierung von Hydrochinon mit Phthalsäureanhydrid hergestellt .
Redox
Hydrochinon wird unter milden Bedingungen zu Benzochinon oxidiert . Dieser Vorgang kann umgekehrt werden. Einige natürlich vorkommende Hydrochinon - Derivate weisen diese Art von Reaktivität, ein Beispiel dafür ist Coenzym Q . Industriell wird diese Reaktion sowohl mit Hydrochinon selbst als auch häufiger mit seinen Derivaten genutzt, bei denen ein OH durch ein Amin ersetzt wurde.
Wenn farbloses Hydrochinon und Benzochinon, ein hellgelber Feststoff, im Verhältnis 1:1 cokristallisiert werden, entsteht ein dunkelgrüner kristalliner Charge-Transfer-Komplex ( Schmelzpunkt 171 °C) namens Chinhydron (C 6 H 6 O 2 ·C 6 H 4 O 2 ) entsteht. Dieser Komplex löst sich in heißem Wasser auf, wobei die beiden Moleküle in Lösung dissoziieren.
Aminierung
Eine wichtige Reaktion ist die Umwandlung von Hydrochinon in die Mono- und Diaminderivate. Methylaminophenol , das in der Fotografie verwendet wird, wird auf diese Weise hergestellt:
- C 6 H 4 (OH) 2 + CH 3 NH 2 → HOC 6 H 4 NHCH 3 + H 2 O
In ähnlicher Weise werden Diamine, die in der Gummiindustrie als Antiozonmittel nützlich sind, auf ähnliche Weise aus Anilin hergestellt :
- C 6 H 4 (OH) 2 + 2 C 6 H 5 NH 2 → C 6 H 4 (N(H)C 6 H 5 ) 2 + 2 H 2 O
Verwendet
Hydrochinon hat eine Vielzahl von Anwendungen, die hauptsächlich mit seiner Wirkung als wasserlösliches Reduktionsmittel verbunden sind. Es ist ein Hauptbestandteil in den meisten fotografischen Schwarzweißentwicklern für Film und Papier, wo es mit der Verbindung Metol Silberhalogenide zu elementarem Silber reduziert .
Es gibt verschiedene andere Verwendungen, die mit seiner reduzierenden Kraft verbunden sind . Als Polymerisationsinhibitor verhindert Hydrochinon unter Ausnutzung seiner antioxidativen Eigenschaften die Polymerisation von Acrylsäure , Methylmethacrylat , Cyanoacrylat und anderen Monomeren, die einer radikalisch initiierten Polymerisation unterliegen . Als Radikalfänger dient Hydrochinon dazu, die Haltbarkeit von lichtempfindlichen Harzen wie präkeramischen Polymeren zu verlängern .
Hydrochinon kann ein Wasserstoffkation von beiden Hydroxylgruppen verlieren, um ein Diphenolation zu bilden. Das di - Natrium Diphenolat Salz von Hydrochinon wird als alternierendes mitverwendet Monomer - Einheit in der Herstellung des Polymers PEEK .
Hautdepigmentierung
Hydrochinon wird als topische Anwendung in verwendet Hautaufheller das reduzieren Farbe der Haut. Es hat nicht die gleiche Veranlagung, Dermatitis zu verursachen wie Metol . Dies ist in einigen Ländern ein verschreibungspflichtiger Inhaltsstoff, einschließlich der Mitgliedstaaten der Europäischen Union gemäß den Richtlinien 76/768/EWG:1976.
Im Jahr 2006 widerrief die US-amerikanische Food and Drug Administration die vorherige Zulassung von Hydrochinon und schlug ein Verbot aller rezeptfreien Präparate vor. Die FDA erklärte, dass Hydrochinon als potenzielles Karzinogen nicht ausgeschlossen werden kann . Diese Schlussfolgerung wurde auf Grundlage des Ausmaßes der Resorption beim Menschen und der Häufigkeit von Neoplasmen bei Ratten in mehreren Studien gezogen, in denen festgestellt wurde, dass erwachsene Ratten erhöhte Tumorraten aufwiesen, einschließlich Hyperplasie der Schilddrüsenfollikelzellen , Anisokaryose (Variation der Kerngrößen), mononukleäre Zellen Leukämie, hepatozelluläre Adenome und Nierentubuluszelladenome . Auch die Kampagne für sichere Kosmetik hat Bedenken geäußert.
Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass Hydrochinon, wenn es oral eingenommen wird, eine exogene Ochronose verursachen kann , eine entstellende Krankheit, bei der blau-schwarze Pigmente auf der Haut abgelagert werden; Hautpräparate, die den Inhaltsstoff enthalten, werden jedoch topisch verabreicht. Die FDA hatte Hydrochinon 1982 als sicheres Produkt eingestuft - allgemein als sicher und wirksam anerkannt (GRASE), jedoch wurden zusätzliche Studien im Rahmen des National Toxicology Program (NTP) vorgeschlagen, um festzustellen, ob die Verwendung von für den Menschen ein Risiko darstellt Hydrochinon. Die NTP-Bewertung ergab einige Hinweise auf krebserzeugende und genotoxische Langzeitwirkungen
Während die Verwendung von Hydrochinon als Aufhellungsmittel bei richtiger Anwendung wirksam sein kann, kann es auch zu Hautempfindlichkeiten führen. Die tägliche Verwendung eines Sonnenschutzmittels mit einem hohen PPD-Wert (persistent pigment darkening) verringert das Risiko weiterer Schäden. Hydrochinon wird manchmal mit Alpha-Hydroxysäuren kombiniert , die die Haut peelen, um den Aufhellungsprozess zu beschleunigen. In den Vereinigten Staaten enthalten topische Behandlungen normalerweise bis zu 2% Hydrochinon. Andernfalls sollten höhere Konzentrationen (bis zu 4%) verschrieben und mit Vorsicht angewendet werden.
Während Hydrochinon nach wie vor häufig zur Behandlung von Hyperpigmentierung verschrieben wird , ermutigen die von den Aufsichtsbehörden in der EU, Japan und den USA aufgeworfenen Fragen zu seinem Sicherheitsprofil zur Suche nach anderen Wirkstoffen mit vergleichbarer Wirksamkeit. Mehrere solcher Mittel sind bereits verfügbar oder werden erforscht, einschließlich Azelainsäure , Kojisäure , Retinoide, Cysteamin, topische Steroide, Glykolsäure und andere Substanzen. Eines davon, 4-Butylresorcinol , hat sich als wirksamer bei der Behandlung von Melanin-bedingten Hauterkrankungen erwiesen und ist sicher genug, um rezeptfrei erhältlich zu sein.
Naturereignisse
Hydrochinone sind neben Wasserstoffperoxid (und möglicherweise anderen Verbindungen, je nach Spezies), die sich in einem Reservoir sammeln, eines der beiden Hauptreagenzien in den Abwehrdrüsen von Bombardierkäfern . Das Reservoir öffnet sich durch ein muskelgesteuertes Ventil auf eine dickwandige Reaktionskammer. Diese Kammer ist mit Zellen ausgekleidet, die Katalasen und Peroxidasen sezernieren . Wenn der Inhalt des Reservoirs in die Reaktionskammer gedrückt wird, bauen die Katalasen und Peroxidasen das Wasserstoffperoxid schnell ab und katalysieren die Oxidation der Hydrochinone zu p- Chinonen . Diese Reaktionen setzen freien Sauerstoff frei und erzeugen genug Hitze, um die Mischung zum Siedepunkt zu bringen und etwa ein Fünftel davon zu verdampfen, wodurch ein heißer Sprühnebel aus dem Bauch des Käfers entsteht .
Farnesyl- Hydrochinon-Derivate sind die Hauptreizstoffe, die vom Pudel-Hund-Busch ausgeschieden werden , die beim Menschen schwere Kontaktdermatitis verursachen können.
Hydrochinon gilt als das aktive Toxin in Agaricus hondensis- Pilzen.
Hydrochinon ist nachweislich einer der chemischen Bestandteile des Naturprodukts Propolis .
Es ist auch eine der chemischen Verbindungen, die in Bibergeil vorkommen . Diese Verbindung wird aus den Rizinussäcken des Bibers gewonnen .
In der Bärentraube ( Arctostaphylos uva-ursi ) wird Arbutin in Hydrochinon umgewandelt.