1,4-benzoquinona

El químico ruso Alejandro Abramowitsch Woskressenskien descubrió la 1,4-benzoquinona durante sus trabajos sobre los compuestos presentes en la corteza de la cinchona. Al oxidar el ácido quínico con dióxido de manganeso (MnO₂) en presencia de ácido sulfúrico, obtuvo un nuevo compuesto de color dorado y de olor irritante.

Formación de 1,4-Benzoquinona por Oxidación del Ácido Chínico (Ácido Quínico)

Por su origen a partir del ácido quínico, le dio el nombre de "quinil",[2] que luego se cambió por quinona ya que el sufijo -il está reservado para los radicales.

La 1,4-benzoquinona se puede obtener fácilmente por oxidación de 1,4-dihidroxibenceno (= hidroquinona) con clorato de sodio en presencia de pentóxido de divanadio como catalizador y ácdo sulfúrico como disolvente.[3] También es posible usar dicromato de sodio como oxidante.[4] También es accesible por oxidación de la anilina con dióxido de manganeso o cromato en disolución ácida[5] o a partir de 1,4-diisopropilbenceno y oxidación con oxígeno elemental usando el reagrupamiento de Hook y obteniendo acetona como producto acoplado.[6]

C₆H₄(CH(CH₃)₂)₂ + 3 O₂ → C₆H₄O₂ + 2 O=C(CH₃)₂ + H₂O

La 1,4-dibenzoquinona también se forma en el proceso fotográfico a partir de la hidroquinona cuando esta reduce el Ag⁺ a Ag metálica.

La benzoquinona es un sólido con una elevada presión de vapor. Ya que se reduce fácilmente a la hidroquinona puede ser usado como medio oxidante suave en síntesis orgánica. Su poder oxidante puede ser aumentado por sustituyentes como el cloro p.ej. en la 2,3,5,6-tetracloro-1,4-benzoquinona. La reducción suele pasar por dos reacciones de transferencia de un electrón. Como intermedio se forma una semiquinona H-O-C₆H₄O^.. Esta a pesar de tratarse de un radical es relativamente estable ya que el electrón se deslocaliza por mesomería. En la propia 1-4-dibenzoquinona los enlace simples y dobles se alternan. En la siguiente imagen se pueden comparar las longitudes de enlace entre la quinona Q, la semiquinona Q^. y la hidroquinona H₂Q.

distancias C–C y C–O en benzoquinona (Q), el anión de su semiquinona (Q⁻), y la hydroquinona (H₂Q).[7]

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La benzoquinona se usa como precursor de la hidroquinona. En química orgánica se emplea como aceptor de hidrógeno en reacciones de deshidrogenación. En reacciones del tipo Diels-Alder se emplea como dienófilo electrofílico. Como tal reacciona por ejemplo con ciclopentadieno. También se usa como precursor de algunos narcóticos como el tramadol.

La 1,4-benzoquinona interfiere con la respiración celular, es tóxica para las células de la sangre y se sospecha que provoca leucemia. La benzoquinona reacciona rápidamente con macromoléculas como el ADN o las proteínas y productos derivados de tal interacción se detectan en gran parte de la población expuesta. Algunas mezclas de hidrocarburos, incluyendo los combustibles de los automóviles, y el humo del tabaco producen benzoquinona por la oxidación del benceno.[8] En animales se han observado daño en los riñones después de una exposición servera.[5]

La benzoquinona es el producto de reacción entre la hidroquinona y el peróxido de hidrógeno. Esta reacción es muy exotérmica, y los "escarabajos bombarderos" la aprovechan para lanzar la mezcla hirviente e irritante sobre posibles atacantes cuando se sienten amenazados.[9] Otros artrópodos como el milpiés también la segregan como protección contra sus depredadores.