stringtranslate.com

Гидрохинон

Гидрохинон , также известный как бензол-1,4-диол или хинол , представляет собой ароматическое органическое соединение , которое является типом фенола , производного бензола , имеющего химическую формулу C6H4 (OH) 2 . Он имеет две гидроксильные группы, связанные с бензольным кольцом в пара -положении. Это белое гранулированное твердое вещество . Замещенные производные этого исходного соединения также называются гидрохинонами. Название «гидрохинон» было придумано Фридрихом Вёлером в 1843 году. [7]

В 2021 году это был 282-й по частоте назначения препарат в Соединенных Штатах, было выписано более 800 000 рецептов. [8] [9]

Производство

Гидрохинон производится в промышленности двумя основными способами. [10]

Другие, менее распространенные методы включают в себя:

Обратите внимание, что такие методы, как гидролиз хлорированного фенола и окисление фенолов, являются гораздо более загрязняющими методами, чем некоторые другие. [18]

Реакции

Реакционная способность гидроксильных групп гидрохинона напоминает таковую других фенолов , будучи слабокислыми. Полученное сопряженное основание легко подвергается O -алкилированию с образованием моно- и диэфиров . Аналогично, гидрохинон весьма восприимчив к замещению кольца с помощью реакций Фриделя-Крафтса, таких как алкилирование. Эта реакция используется на пути к популярным антиоксидантам, таким как 2- трет -бутил-4-метоксифенол ( BHA ). Полезный краситель хинизарин получают путем диацилирования гидрохинона фталевым ангидридом . [10]

Редокс

Гидрохинон окисляется в мягких условиях, давая бензохинон . Этот процесс можно обратить вспять. Некоторые природные производные гидрохинона проявляют такую ​​реактивность, одним из примеров является кофермент Q. В промышленности эта реакция используется как с самим гидрохиноном, так и чаще с его производными, в которых одна ОН заменена амином.

Когда бесцветный гидрохинон и бензохинон, ярко-желтое твердое вещество, сокристаллизуются в соотношении 1:1, образуется темно-зеленый кристаллический комплекс с переносом заряда ( температура плавления 171 °C), называемый хингидроном ( C 6 H 6 O 2 ·C 6 H 4 O 2 ). Этот комплекс растворяется в горячей воде, где две молекулы диссоциируют в растворе. [20]

Аминирование

Важной реакцией является превращение гидрохинона в моно- и диаминопроизводные. Метиламинофенол , используемый в фотографии, получают следующим образом: [10]

Диамины, используемые в резиновой промышленности в качестве антиозоновых агентов, аналогичным образом производятся из анилина :

Использует

Гидрохинон имеет множество применений, связанных в основном с его действием в качестве восстановителя, растворимого в воде. Он является основным компонентом большинства черно-белых фотографических проявителей для пленки и бумаги, где вместе с соединением метол он восстанавливает галогениды серебра до элементарного серебра .

Существуют различные другие применения, связанные с его восстанавливающей способностью . Как ингибитор полимеризации , используя свои антиоксидантные свойства, гидрохинон предотвращает полимеризацию акриловой кислоты , метилметакрилата , цианоакрилата и других мономеров, которые подвержены радикально-инициированной полимеризации . Действуя как поглотитель свободных радикалов, гидрохинон служит для продления срока годности светочувствительных смол, таких как прекерамические полимеры . [21]

Гидрохинон может терять катион водорода из обеих гидроксильных групп, образуя дифенолят-ион. Динатриевая соль дифенолята гидрохинона используется в качестве чередующегося сомономерного звена в производстве полимера ПЭЭК .

Депигментация кожи

Гидрохинон используется в качестве местного применения для отбеливания кожи , чтобы уменьшить ее цвет . Он не имеет такой же предрасположенности вызывать дерматит, как метол . Это ингредиент, отпускаемый только по рецепту в некоторых странах, включая государства-члены Европейского Союза в соответствии с Директивами 76/768/EEC:1976. [22] [23]

В 2006 году Управление по контролю за продуктами и лекарствами США отменило свое предыдущее одобрение гидрохинона и предложило запретить все безрецептурные препараты. [24] FDA официально запретило гидрохинон в 2020 году в рамках более масштабной реформы процесса рассмотрения безрецептурных препаратов. [25] FDA заявило, что гидрохинон нельзя исключать как потенциальный канцероген . [26] Этот вывод был сделан на основе степени абсорбции у людей и частоты новообразований у крыс в нескольких исследованиях, где у взрослых крыс были обнаружены повышенные показатели опухолей, включая гиперплазию фолликулярных клеток щитовидной железы , анизокариоз (изменение размеров ядер), мононуклеарный лейкоз, гепатоцеллюлярные аденомы и аденомы почечных канальцев . Кампания за безопасную косметику также подчеркнула обеспокоенность. [27]

Многочисленные исследования показали, что гидрохинон, если его принимать внутрь, может вызывать экзогенный охроноз , обезображивающее заболевание, при котором на коже откладываются сине-черные пигменты; однако препараты для кожи, содержащие этот ингредиент, применяются местно. FDA классифицировало гидрохинон в 1982 году как безопасный продукт - общепризнанный как безопасный и эффективный (GRASE), однако были предложены дополнительные исследования в рамках Национальной токсикологической программы (NTP) для того, чтобы определить, есть ли риск для человека от использования гидрохинона. [24] [28] [26] Оценка NTP показала некоторые доказательства долгосрочных канцерогенных и генотоксических эффектов [29]

Хотя гидрохинон по-прежнему широко назначается для лечения гиперпигментации , вопросы, поднятые регулирующими органами ЕС, Японии и США относительно его профиля безопасности, стимулируют поиск других агентов с сопоставимой эффективностью. [30] Несколько таких агентов уже доступны или находятся в стадии исследования, [31] включая азелаиновую кислоту , [32] койевую кислоту , ретиноиды, цистеамин, [33] топические стероиды, гликолевую кислоту и другие вещества. Один из них, 4-бутилрезорцин , оказался более эффективным при лечении заболеваний кожи, связанных с меланином, в значительной степени, а также достаточно безопасным, чтобы быть доступным без рецепта. [34]

В антрахиноновом процессе замещенные гидрохиноны, как правило, антрагидрохинон, используются для получения перекиси водорода , которая образуется спонтанно при реакции с кислородом. Тип замещенного гидрохинона выбирается в зависимости от реакционной способности и пригодности к переработке.

Природные явления

Гидрохиноны являются одним из двух основных реагентов в защитных железах жуков-бомбардиров , наряду с перекисью водорода (и, возможно, другими соединениями, в зависимости от вида), которые собираются в резервуаре. Резервуар открывается через клапан, управляемый мышцами, в толстостенную реакционную камеру. Эта камера выстлана клетками, которые секретируют каталазы и пероксидазы . Когда содержимое резервуара нагнетается в реакционную камеру, каталазы и пероксидазы быстро расщепляют перекись водорода и катализируют окисление гидрохинонов в p -хиноны . Эти реакции высвобождают свободный кислород и генерируют достаточно тепла, чтобы довести смесь до точки кипения и испарить около пятой ее части, создавая горячую струю из брюшка жука . [35]

Считается, что гидрохинон является активным токсином в грибах Agaricus hondensis . [36]

Было показано, что гидрохинон является одним из химических компонентов натурального продукта прополиса . [37]

Это также одно из химических соединений, обнаруженных в кастореуме . Это соединение собирают из касторовых мешочков бобра . [38]

Ссылки

  1. ^ ab "Front Matter". Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 (Синяя книга) . Кембридж: Королевское химическое общество . 2014. стр. 691. doi :10.1039/9781849733069-FP001. ISBN 978-0-85404-182-4.
  2. ^ abcd Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. "#0338". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ "Гидрохинон" (PDF) . OECD SIDS . UNEP Publications. Архивировано из оригинала (PDF) 20 октября 2016 г. . Получено 17 сентября 2018 г. .
  4. ^ Ландер, Джон Дж.; Свирбели, Джон Дж. Ландер, У. Дж. (1945). «Дипольные моменты катехола, резорцина и гидрохинона». Журнал Американского химического общества . 67 (2): 322–324. doi :10.1021/ja01218a051.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  5. ^ "Гидрохинон". Концентрации, представляющие немедленную опасность для жизни или здоровья (IDLH) . Национальный институт охраны труда (NIOSH).
  6. ^ "Архивная копия" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2 февраля 2014 года . Получено 25 января 2014 года .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
  7. ^ Ф. Вёлер (1844) «Untersuchungen über das Chinon» (Исследования хинона), Annalen der Chemie und Pharmacie , 51  : 145-163. Со страницы 146: «Das so erhaltene Destillat… enthält… einen neuen, krystallisierenden Körper, den ich unter dem Namen Farbloses Hydrochinon weiter unten näher beschreiben werde». (Полученный таким образом дистиллят… содержит… новое кристаллизующееся вещество, которое я опишу ниже под названием бесцветный гидрохинон более подробно.) [Примечание: эмпирическая формула Вёлера для гидрохинона (стр. 152) неверна, поскольку ( 1) он приписал молекуле 25 (вместо 24) атомов углерода и (2) как и многие химики того времени, он использовал неправильные атомные массы для углерода (6 вместо 12) и кислорода (8 вместо 16) . С этими исправлениями его эмпирическая формула становится: C 12 H 12 O 4 . Разделив индексы на 2, получаем: C 6 H 6 O 2 , что является правильным.]
  8. ^ "Топ-300 2021 года". ClinCalc . Архивировано из оригинала 15 января 2024 года . Получено 14 января 2024 года .
  9. ^ "Гидрохинон - Статистика использования лекарств". ClinCalc . Получено 14 января 2024 г.
  10. ^ abc Филип М. Хадналл «Гидрохинон» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, 2002, Wiley-VCH, Вайнхайм. 2005 Wiley-VCH, Вайнхайм. дои : 10.1002/14356007.a13_499.
  11. ^ Герхард Франц, Роджер А. Шелдон «Окисление» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , Wiley-VCH, Вайнхайм, 2000 doi :10.1002/14356007.a18_261
  12. ^ ab Reppe, Walter; Kutepow, N; Magin, A (1969). «Циклизация ацетиленовых соединений». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 8 (10): 727–733. doi :10.1002/anie.196907271.
  13. ^ Хьюбел, Карл; Брей, Анри (1960). Процесс получения замещенных циклических соединений и продуктов, полученных из них US3149138 A (PDF) . Union Carbide Corp.
  14. ^ Пино, Пьеро; Браца, Джузеппе; Сбрана, Глауко (1964). Получение гидрохинона US3355503 A (PDF) . Лонца Аг.
  15. ^ Уолтер, Реппе; Магин, август (1966). Производство гидрохинонов US3394193 A (PDF) . Басф Аг.
  16. ^ Пьеро, Пино; Джузеппе, Брача; Фредиано, Сеттимо; Глауко, Сбрана (1967). Получение гидрохинона US3459812 A (PDF) . Лонца Аг.
  17. ^ Холмс, Дж.; Хагемейер, Х. (1971). Процесс производства гидрохинона US 3742071 A (PDF) . Eastman Kodak Co.
  18. ^ abc Shi Y, Xia Y, Xu G, Wen L, Gao G, Zong B (28 октября 2021 г.). «Перекись водорода и ее применение в азотировании и окислении зеленых углеводородов». Chinese Journal of Chemical Engineering (обзорная статья). 41 : 145–161. doi :10.1016/j.cjche.2021.09.030. S2CID  240248911.
  19. ^ См.:
    • Пеллетье и Кавенту (1820) «Recherches chimiques sur les quinquinas» (Химические исследования quinquinas [т. е. коры различных хинных деревьев]), Annales de Chimie et de Physique , 2-я серия, 15  : 289–318, 337–364. На страницах 341-342 обсуждаются получение и свойства пирокинике (пирохиновой кислоты или гидрохинона).
    • Роско, Генри (1891). Трактат по химии, том 3, часть 3. Лондон: Macmillan & Co. стр. 165.
  20. ^ Streitwieser, Andrew (1992). Введение в органическую химию . Heathcock, Clayton H., 1936-, Kosower, Edward M. (4-е изд.). Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN 978-0139738500. OCLC  52836313.
  21. ^ Аддитивное производство керамики из прекерамических полимеров Аддитивное производство 2019 т. 27. стр. 80-90
  22. ^ Директива Совета 76/768/ЕЭС от 27 июля 1976 г. о сближении законодательств государств-членов, касающихся косметической продукции.
  23. ^ "Отозван тонизирующий крем Clear N Smooth Skin". 4 октября 2011 г. Получено 4 апреля 2018 г.
  24. ^ ab Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (2006). Лекарственные средства для отбеливания кожи, отпускаемые без рецепта; Предлагаемое правило (PDF) (Отчет). 1978N-0065. Архивировано (PDF) из оригинала 16 мая 2011 г.
  25. ^ "Congress Enacts OTC Monograph Reform". JD Supra . Получено 19 декабря 2021 г.
  26. ^ ab Research, Center for Drug Evaluation and. "О Центре оценки и исследования лекарственных средств - Исследования гидрохинона в рамках Национальной токсикологической программы (NTP)". www.fda.gov . Архивировано из оригинала 22 января 2017 г. . Получено 12 февраля 2017 г. .
  27. ^ Кампания за безопасную косметику - Гидрохинон Архивировано 27 ноября 2010 г. на Wayback Machine
  28. ^ Олумид, YM; Акинкугбе, AO; Альтрайд, D; Мохаммед, T; Ахамефуле, N; Аянлово, S; Оньеконву, C; Эссен, N (апрель 2008 г.). «Осложнения хронического использования осветляющей косметики». Международный журнал дерматологии . 47 (4): 344–53. doi :10.1111/j.1365-4632.2008.02719.x. PMID  18377596. S2CID  8159382.
  29. ^ "Гидрохинон 10022-H". ntp.niehs.nih.gov . Архивировано из оригинала 1 октября 2017 г. Получено 18 августа 2023 г.
  30. ^ Draelos, Zoe Diana (1 сентября 2007 г.). «Препараты для осветления кожи и споры о гидрохиноне». Dermatologic Therapy . 20 (5): 308–313. doi : 10.1111/j.1529-8019.2007.00144.x . ISSN  1529-8019. PMID  18045355. S2CID  24913995.
  31. ^ Bandyopadhyay, Debabrata (1 января 2009 г.). «Местное лечение мелазмы». Indian Journal of Dermatology . 54 (4): 303–309. doi : 10.4103/0019-5154.57602 . ISSN  0019-5154. PMC 2807702. PMID 20101327  . 
  32. ^ Мазурек, Клаудия; Перхала, Эва (1 сентября 2016 г.). «Сравнение эффективности продуктов, содержащих азелаиновую кислоту, при лечении мелазмы». Журнал косметической дерматологии . 15 (3): 269–282. doi :10.1111/jocd.12217. ISSN  1473-2165. PMID  27028014. S2CID  25303091.
  33. ^ Mansouri, P.; Farshi, S.; Hashemi, Z.; Kasraee, B. (1 июля 2015 г.). «Оценка эффективности крема цистеамина 5% при лечении эпидермальной мелазмы: рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование». The British Journal of Dermatology . 173 (1): 209–217. doi :10.1111/bjd.13424. ISSN  1365-2133. PMID  25251767. S2CID  21618233.
  34. ^ "Гидрохиноны". Фенолы — достижения в исследованиях и применении: издание 2013 г. Scholastic. 2013. стр. 76.
  35. ^ Органическая химия, Соломон и Фрайл, 10-е издание, Wiley Publishing, 2010. [ нужна страница ]
  36. ^ Джоваль, Э; Крегер, П; Н (апрель 1996 г.). «Гидрохинон: токсичное соединение Agaricus hondensis». Планта Медика . 62 (2): 185. doi :10.1055/s-2006-957852. PMID  17252436. S2CID  260249338.
  37. ^ Бердок, GA (1998). «Обзор биологических свойств и токсичности пчелиного прополиса (прополиса)». Пищевая и химическая токсикология . 36 (4): 347–363. doi :10.1016/S0278-6915(97)00145-2. PMID  9651052.
  38. ^ Бобер: его жизнь и влияние. Dietland Muller-Schwarze, 2003, стр. 43 (книга в Google Books)

Внешние ссылки