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Chemische Verbindung

Hydrochinon
Hydrochinon
Trans-Hydrochinon-aus-xtal-3D-balls.png
Hydrochinonkristall.jpg
Namen
Bevorzugter IUPAC-Name
Andere Namen

Hydrochinon[1]
Idrochinon
Quinol
1,4-Dihydroxybenzol
1,4-Hydroxybenzol
Bezeichner
605970
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Arzneimittelbank
ECHA-InfoCard 100.004.199 Bearbeite dies bei Wikidata
EG-Nummer
2742
KEGG
RTECS-Nummer
UNII
UN-Nummer 3077, 2662
  • InChI=1S/C6H6O2/c7-5-1-2-6(8)4-3-5/h1-4,7-8H prüfenJa
    Schlüssel: QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N prüfenJa

  • InChI=1/C6H6O2/c7-5-1-2-6(8)4-3-5/h1-4,7-8H

    Schlüssel: QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYAX
Eigenschaften
C6h6Ö2
Molmasse 110.112 g·mol-1
Aussehen weißer Feststoff
Dichte 1,3 g cm²-3, 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)[2]
Säure (pKein) 9,9[3]
−64,63×10-6 cm3/mol
Struktur
1,4±0,1 D[4]
Pharmakologie
D11AX11 (WER)
Gefahren
GHS-Piktogramme GHS05: ÄtzendGHS07: GesundheitsschädlichGHS08: GesundheitsgefahrGHS09: Umweltgefährdung
GHS-Signalwort Achtung
H302, H317, H318, H341, H351, H400
P201, P202, P261, P264, P270, P272, P273, P280, P281, P301+P312, P302+P352, P305+P351+P338, P308+P313, P310, P321, P330, P333+P313, P363, P391, P405, P501
NFPA 704 (Feuerdiamant)
Flammpunkt 165 °C (329 °F; 438 K)
Letale Dosis oder Konzentration (LD, LC):
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)[5]
NIOSH (US-Grenzwerte für die gesundheitliche Belastung):
TWA 2 mg/m3[2]
C 2 mg/ml3 [15-minute][2]
50 mg/ml3[2]
Verwandte Verbindungen
Brenzkatechin
Resorcin

Verwandte Verbindungen

 1,4-Benzochinon
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Infobox-Referenzen

Chemische Verbindung

Hydrochinon, auch bekannt als Benzol-1,4-diol oder chinol, ist eine aromatische organische Verbindung, die eine Art von Phenol ist, ein Benzolderivat mit der chemischen Formel C6h4(OH)2. Es hat zwei Hydroxylgruppen, die an einen Benzolring in a . gebunden sind para Position. Es ist ein weißer körniger Feststoff. Substituierte Derivate dieser Stammverbindung werden auch als Hydrochinone bezeichnet. Der Name “Hydrochinon” wurde 1843 von Friedrich Wöhler geprägt.[7]

Produktion[edit]

Hydrochinon wird industriell auf zwei Arten hergestellt.[8]

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  • 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, um das Bis(hydroperoxid) zu liefern, das strukturell dem Cumolhydroperoxid ähnlich ist und sich in Säure zu Aceton und Hydrochinon umlagert.[9]
  • 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):
C6h5OH + H2Ö2 → C6h4(OH)2 + H2Ö

Andere, weniger verbreitete Methoden sind:

Reaktionen[edit]

Die Reaktivität der Hydroxylgruppen von Hydrochinon ähnelt der anderer Phenole und ist schwach sauer. Die resultierende konjugierte Base geht leicht Ö-Alkylierung zu Mono- und Diethern. 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). Der nützliche Farbstoff Chinizarin wird durch Diacylierung von Hydrochinon mit Phthalsäureanhydrid hergestellt.[8]

Redox[edit]

Hydrochinon wird unter milden Bedingungen zu Benzochinon oxidiert. Dieser Vorgang kann umgekehrt werden. Einige natürlich vorkommende Hydrochinon-Derivate zeigen diese Art von Reaktivität, ein Beispiel 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 (C6h6Ö2·C6h4Ö2) gebildet. Dieser Komplex löst sich in heißem Wasser auf, wobei die beiden Moleküle in Lösung dissoziieren.[17]

Aminierung[edit]

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:[8]

C6h4(OH)2 + CH3NH2 → HOC6h4NHCH3 + H2Ö

In ähnlicher Weise werden Diamine, die in der Gummiindustrie als Antiozonmittel nützlich sind, auf ähnliche Weise aus Anilin hergestellt:

C6h4(OH)2 + 2 C6h5NH2 → C6h4(N(H)C6h5)2 + 2 H2Ö

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 Reduktionskraft 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. Indem es als Radikalfänger wirkt, dient Hydrochinon dazu, die Haltbarkeit von lichtempfindlichen Harzen wie präkeramischen Polymeren zu verlängern.[18]

Hydrochinon kann ein Wasserstoffkation von beiden Hydroxylgruppen verlieren, um ein Diphenolation zu bilden. Das Dinatriumdiphenolatsalz des Hydrochinons wird als alternierende Comonomereinheit bei der Herstellung des Polymers PEEK verwendet.

Depigmentierung der Haut[edit]

Hydrochinon wird als topische Anwendung bei der Hautaufhellung verwendet, um die Hautfarbe zu reduzieren. 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.[19][20]

Im Jahr 2006 widerrief die US-amerikanische Food and Drug Administration die vorherige Zulassung von Hydrochinon und schlug ein Verbot aller rezeptfreien Präparate vor.[21] Die FDA erklärte, dass Hydrochinon als potenzielles Karzinogen nicht ausgeschlossen werden kann.[22] Diese Schlussfolgerung wurde auf der 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 Hyperplasien der Schilddrüsenfollikelzellen, Anisokaryose (variierende Kerngrößen), mononukleäre Zellen Leukämie, hepatozelluläre Adenome und Nierentubuluszelladenome. Auch die Kampagne für sichere Kosmetik hat Bedenken geäußert.[23]

Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass Hydrochinon, wenn es oral eingenommen wird, eine exogene Ochronose verursachen kann, eine entstellende Krankheit, bei der sich blau-schwarze Pigmente auf der Haut ablagern; 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.[21][24][22] Die NTP-Bewertung ergab einige Hinweise auf kanzerogene und genotoxische Langzeitwirkungen[25]

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.[26] Mehrere solcher Wirkstoffe sind bereits verfügbar oder werden erforscht,[27] einschließlich Azelainsäure,[28]Kojisäure, Retinoide, Cysteamin,[29] 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.[30]

Naturereignisse[edit]

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-Chinone. 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.[31]

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 Pilze.[32]

Hydrochinon ist nachweislich einer der chemischen Bestandteile des Naturprodukts Propolis.[33]

Es ist auch eine der chemischen Verbindungen, die im Bibergeil vorkommen. Diese Verbindung wird aus den Rizinussäcken des Bibers gewonnen.[34]

In Bärentraube (Arctostaphylos uva-ursi) wird Arbutin in Hydrochinon umgewandelt.

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ ein B “Frontsache”. Nomenklatur der organischen Chemie: IUPAC-Empfehlungen und bevorzugte Namen 2013 (Blue Book). Cambridge: Die Königliche Gesellschaft für Chemie. 2014. s. 691. doi:10.1039/9781849733069-FP001. ISBN 978-0-8504-182-4.
  2. ^ ein B C D NIOSH Pocket Guide zu chemischen Gefahren. “#0338”. Nationales Institut für Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz (NIOSH).
  3. ^ “Hydrochinon” (PDF). OECD SIDS. UNEP-Veröffentlichungen.
  4. ^ Lander, John J.; Svirbely, John J. Lander, WJ (1945). „Die Dipolmomente von Catechol, Resorcinol und Hydrochinon“. Zeitschrift der American Chemical Society. 67 (2): 322–324. mach:10.1021/ja01218a051.
  5. ^ “Hydrochinon”. Unmittelbar lebens- oder gesundheitsgefährdend (IDLH). Nationales Institut für Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz (NIOSH).
  6. ^ “Archivierte Kopie” (PDF). Archiviert (PDF) vom Original am 02.02.2014. Abgerufen 2014-01-25.CS1-Wartung: archivierte Kopie als Titel (Link)
  7. ^ F. Wöhler (1844) “Untersuchungen über das Chinon”, Annalen der Chemie und Pharmazie, 51 : 145-163. Ab Seite 146: “Das so erhaltene Destillat … enthält … einen neuen, krystallisierenden Körper, den ich unter dem Namen farbloses Hydrochinon weiter unten näher beschreiben werde.” (Das so erhaltene Destillat … enthält … eine neue, kristallisierbare Substanz, die ich unter dem Namen farbloses Hydrochinon, weiter unten ausführlicher.) [Note: Wöhler’s empirical formula for hydroquinone (p. 152) is incorrect because (1) he attributed 25 (instead of 24) carbon atoms to the molecule, and (2) as many chemists at the time did, he used the wrong atomic masses for carbon (6 instead of 12) and oxygen (8 instead of 16). With these corrections, his empirical formula becomes: C12H12O4. Dividing the subscripts by 2, the result is: C6H6O2, which is correct.]
  8. ^ ein B C Phillip M. Hudnall “Hydrochinon” in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. 2005 Wiley-VCH, Weinheim. mach:10.1002/14356007.a13_499.
  9. ^ Gerhard Franz, Roger A. Sheldon “Oxidation” in Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, Wiley-VCH, Weinheim, 2000 doi:10.1002/14356007.a18_261
  10. ^ ein B Reppe, Walter; Kutepow, N; Magin, A. (1969). „Cyclisierung von acetylenischen Verbindungen“. Angewandte Chemie Internationale Ausgabe in englischer Sprache. 8 (10): 727–733. mach:10.1002/ange.196907271.
  11. ^ Hubel, Karl; Braye, Henri (1960). Verfahren zur Herstellung von substituierten cyclischen Verbindungen und daraus resultierenden Produkten US3149138 A (PDF). Union Carbide Corp.
  12. ^ Pino, Piero; Braca, Giuseppe; Sbrana, Glauco (1964). Herstellung von Hydrochinon US3355503 A (PDF). Lonza AG.
  13. ^ Walter, Reppe; Magin, August (1966). Herstellung von Hydrochinonen US3394193 A (PDF). Basf Ag.
  14. ^ Piero, Pino; Giuseppe, Braca; Frediano, Settimo; Glauco, Sbrana (1967). Herstellung von Hydrochinon US3459812 A (PDF). Lonza AG.
  15. ^ Holmes, J.; Hagemeyer, H. (1971). Verfahren zur Herstellung von Hydrochinon US 3742071 A (PDF). Eastman Kodak Co.
  16. ^ Sehen:
    • Pelletier und Caventou (1820) “Recherches chimiques sur les quinquinas” (Chemische Untersuchungen von Quinquinas [i.e., the bark of various Cinchona trees]), Annales de Chimie et de Physique, 2. Serie, fünfzehn : 289-318, 337-364. Auf den Seiten 341–342, die Zubereitung und die Eigenschaften von l’acide pyro-kinique (Pyrochinsäure oder Hydrochinon) diskutiert.
    • Roscoe, Henry (1891). Eine Abhandlung über Chemie, Band 3, Teil 3. London: Macmillan & Co. p. 165.

  17. ^ 1927-, Streitwieser, Andrew (1992). Einführung in die organische Chemie. Heathcock, Clayton H., 1936-, Kosower, Edward M. (4. Aufl.). Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN 978-0139738500. OCLC 52836313.CS1-Pflege: Numerische Namen: Autorenliste (Link)
  18. ^ Additive Fertigung von Keramiken aus präkeramischen Polymeren Additive Fertigung 2019 vol. 27. S. 80-90
  19. ^ 76/768/EWG:1976 Richtlinie 76/768/EWG des Rates vom 27. Juli 1976 zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über kosmetische Mittel: http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:31976L0768:DE:HTML
  20. ^ “Clear N Smooth Skin Toning Cream zurückgerufen”. 2011-10-04. Abgerufen 4. April 2018.
  21. ^ ein B US-amerikanische Food and Drug Administration (2006). Hautbleichende Arzneimittel zur rezeptfreien Verwendung; Vorgeschlagene Regel (PDF) (Prüfbericht). 1978N-0065. Archiviert (PDF) vom Original vom 16.05.2011.
  22. ^ ein B Forschung, Zentrum für Arzneimittelbewertung und. “Über das Zentrum für Arzneimittelbewertung und -forschung – Hydrochinonstudien im Rahmen des National Toxicology Program (NTP)”. www.fda.gov. Archiviert vom Original am 2017-01-22. Abgerufen 2017-02-12.
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  31. ^ Organic Chemistry, Solomon und Fryhle, 10. Auflage, Wiley Publishing, 2010.[page needed]
  32. ^ Joval, E; Kröger, P; N (April 1996). „Hydrochinon: die giftige Verbindung von Agaricus hondensis“. Planta Medica. 62 (2): 185. doi:10.1055/s-2006-957852. PMID 17252436.
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  34. ^ Der Biber: Sein Leben und seine Wirkung. Dietland Müller-Schwarze, 2003, Seite 43 (bei Google Books buchen)

Externe Links[edit]


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