Hidrochinonă

hidrochinonă
General
Nume sistematic	benzen-1,4-diol
Chim. formulă	C6H6O2 _ _ _ _ _
Proprietăți fizice
Masă molară	110,11 g/ mol
Densitate	1,36 g/cm³
Energie de ionizare	7,95 ± 0,01 eV [1]
Proprietati termice
Temperatura
•  topirea	173,8-174,8°C
•  fierbere	286,5°C
•  clipește	165°C
Presiunea aburului	1,0E−5 ± 1,0E−5 mmHg [unu]
Proprietăți chimice
Solubilitate
• in apa	5,26 g/100 ml (5°C) 21,21 g/100 ml (50°C) 56,25 g/100 ml (70°C)
• în alcool	127,27 g/100 g
• în acetonă	77,94 g/100 g
Clasificare
Reg. numar CAS	123-31-9
PubChem	785
Reg. numărul EINECS	204-617-8
ZÂMBETE	C1=CC(=CC=C1O)O
InChI	InChI=1S/C6H6O2/c7-5-1-2-6(8)4-3-5/h1-4,7-8HQIGRBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N
RTECS	MX3500000
CHEBI	17594
ChemSpider	764
Siguranță
LD 50	302 mg/kg (șobolani, oral)
Pictograme GHS
NFPA 704	unu 2 unu
Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel.
Fișiere media la Wikimedia Commons

Hidrochinona (para-dihidroxibenzen, benzen-1,4-diol, chinol) este un compus organic aromatic , un reprezentant al fenolilor diatomici cu formula chimică C6H4 ( OH ) 2 , un izomer al pirocatecolului și al resorcinolului . Denumirea „ hidrochinonă ” a fost dată compusului de către F. Wöhler datorită asemănării proprietăților cu chinona , din care Wöhler a sintetizat-o. Un agent reducător puternic , folosit ca dezvoltator în fotografie, un antioxidant în industria chimică, un reactiv pentru determinarea niobiului , wolframului , aurului și cesiului în chimia analitică.

Denumire comercială: H-142 [2] .

Istorie

A fost izolat pentru prima dată de chimiștii francezi Pierre Joseph Pelletier și Joseph Bieneme Kavantou în timpul distilării acidului chinic în 1820. Sinteza hidrochinonei a fost efectuată pentru prima dată de Friedrich Wöhler în 1844 prin reducerea chinonei. Wöhler i-a dat și un nume modern și i-a descris proprietățile [3] .

William Abney a descoperit proprietățile exponente ale compusului în 1880, ceea ce a condus la dezvoltarea metodelor de sinteză industrială. Experimentele ulterioare cu hidrochinona au dus la crearea dezvoltatorilor cu două substanțe în dezvoltare. Primul astfel de dezvoltator a fost dezvoltat de Henry J. Newton în 1889, adăugând hidrochinonă la un dezvoltator eiconogen , rezultând o formulare finală care a profitat de cele mai bune proprietăți ale ambilor agenți de dezvoltare. La scurt timp după aceea, au fost propuși dezvoltatori de metol -hidrochinonă (notați prin simbolurile MQ în sursele engleze), în care s -a observat fenomenul de supraaditivitate  - efectul când un dezvoltator cu două substanțe de dezvoltare diferite lucrează mult mai activ decât ar trebui, pe baza calculul activității sumei ambelor substanțe exponente. Efectul supraaditivității a fost confirmat și fundamentat de lucrările științifice ale lui Levenson la sfârșitul anilor 1940, care au arătat că, în acest caz, dezvoltarea imaginii este realizată de metol, iar rolul hidrochinonei este de a regenera metolul uzat [4]. ] [3] .

Descoperirea lui J. D. Kendall a puterii de dezvoltare a fenidonei în 1940 a condus la un sistem și mai eficient de dezvoltatori de fenidonă-hidrochinonă ( PQ în literatura de limbă engleză). Fenidona este cu greu potrivită pentru utilizare ca singur agent de dezvoltare, deoarece oferă o acoperire puternică a materialului fotografic, dar la dezvoltatorii superaditivi cu hidrochinonă această caracteristică dispare, oferind o imagine finală de înaltă calitate, o accelerare semnificativă a procesului de prelucrare, mai puțin. toxicitate și alte avantaje în comparație cu formulările de metol-hidrochinonă [5] [6] .

Proprietăți fizice

Cristale prismatice albe sau incolore, cu gust dulceag [7] [8] . Are modificări care diferă în proprietăți fizice: modificarea α stabilă are un punct de topire de 173,8-174,8 ° C și o densitate de 1,36 g / cm 2 , modificarea γ instabilă are un punct de topire de 169 ° C și o densitate de 1,325 g/ cm2 . Are o masă molară de 110,11 g/mol, un punct de fierbere de 286,5 °C și un punct de aprindere de 165 °C. Se sublimează la 163,5 °C (10 mm Hg) [8] .

Solubil în apă (5,26 g/100 ml la 5°C, 21,21 g/100 ml la 50°C, 56,25 g/100 ml la 70°C), alcool (127,27 g/100 g), acetonă (77,94 g/100) g). Formează clatrați . În special, clatratul de metanol are formula 3C 6 H 6 O 2 · CH 3 OH [8] .

Reactivul poate conține impurități care arată ca o pulbere neagră insolubilă. Cantitatea de impurități crește cu depozitarea prelungită sau necorespunzătoare, iar cu o cantitate mare de reactiv devine inutilizabil [9] .

Proprietăți chimice

Este un agent reducător puternic. Procesul de interacțiune cu agenții oxidanți are loc în două etape - în prima etapă, hidrochinona este transformată în chinidronă, în a doua - în 1,4-benzochinonă [8] .

Când interacționează cu o soluție apoasă de carbonat de potasiu la 130 ° C, se transformă în acid 2,5-dihidroxibenzoic, cu metilamină sub presiune la 200 ° C formează 4-metilaminofenol , cu anhidridă maleică  - naftazarină, cu anhidrida ftalică dă chinizarină . Formează mono- și diesteri simpli atunci când sunt tratați cu reactivi de alchilare [8] .

Definiție analitică

Hidrochinona poate fi determinată folosind reacții de culoare [8] :

• apariția unei culori de la galben-verde la auriu atunci când hidrochinona este încălzită la 100 ° C cu azotat de sodiu și acid sulfuric diluat . Când se adaugă hidroxid de sodiu , culoarea se schimbă în galben-maro [8] ;
• aspectul unei culori roșii închise la adăugarea acidului azotic , transformându-se treptat în galben [2] .

Manifestare fotografică

Are proprietăți de expunere, reducând halogenuri de argint , de exemplu, bromură de argint în soluții alcaline cu formarea de 1,4-benzochinonă și bromură de hidrogen [10] și argint metalic cu ecuația generală:

Dezvoltarea începe la pH peste 9,5 [11] . Procesul constă din mai multe etape [12] :

• într-un mediu alcalin, hidrochinona se disociază în dianion de hidrochinonă [13] :

• Dianionul hidrochinonic este oxidat în centrul dezvoltării imaginii latente cu formarea ionului de semichinonă în prima etapă și 1,4-benzochinonă în a doua [14] :

• ionii de argint se reduc la argint metalic [14] :

Obținerea

Hidrochinona a fost derivată inițial din chinonă . Diverse variante ale acestei metode sunt încă utilizate pentru prepararea de laborator a reactivului; pentru aceasta, de exemplu, o soluție apoasă de 1,4-benzochinonă este redusă folosind dioxid de sulf [8] [15] .

În industrie, ele sunt sintetizate în următoarele moduri [8] :

• oxidarea 1,4-diizopropilbenzenului cu aer, apoi se efectuează hidroliza acidă a bis-hidroperoxidului obținut cu formarea de hidrochinonă și acetonă;
• hidroxilarea fenolului cu peroxid de hidrogen 70% la 90°C folosind ca catalizatori acid fosforic 75% sau acid percloric 65% . Ca rezultat al reacției, se formează un amestec de hidrochinonă și catecol, care este separat în continuare prin rectificare;
• interacțiunea fenolului și acetonei pentru a forma 4-izopropilfenol, care este oxidat cu peroxid de hidrogen într-un mediu acid pentru a forma hidrochinonă și acetonă;
• oxidarea sulfatului de anilină cu dioxid de mangan sau acid cromic la 1,4-benzochinonă, apoi 4-benzochinona este redusă cu pulbere de fier în apă la 70–80 °C în prezența hidrosulfitului de sodiu cu un randament total de reacție de 74–84% .

Condițiile tehnice pentru eliberarea hidrochinonei în URSS și Federația Rusă sunt stabilite de GOST 19627-74 [16] . În conformitate cu acesta, sunt produse două clase de reactiv - cel mai înalt și primul. Cel mai înalt grad arată ca o pulbere albă sau cenușie-alb și conține 99,5% din substanța principală, primul - ca alb cu o tentă gălbuie și conține 99% din substanța principală [17] .

Deși în producția industrială se obține de obicei un reactiv suficient de pur, dacă este necesar, se poate obține un grad mai mare de purificare prin recristalizarea unui reactiv comercial din apă dezoxigenată cu grijă [18] .

Capacitatea de producție estimată a SUA pentru producția de hidrochinonă a fost de aproximativ 11,3 mii de tone pe an (din 1965) [19] .

Aplicație

Aplicabil:

• în chimia analitică pentru determinarea pH -ului și a unor ioni metalici [8] ;
• în fotografie ca agent de dezvoltare [8] ;
• în producția de coloranți organici , medicamente, materiale fotografice ca materie primă [8] ;
• în producția de alimente și cauciucuri ca antioxidant [8] ;
• in cosmetica se foloseste in produse de bronzat si ca vopsea de par;
• în medicina cosmetică pentru albirea pielii. Datorită carcinogenității, utilizarea sa este limitată. [20] ;
• ca inhibitor al reacției de polimerizare a monomerilor vinilici [8] , inclusiv pentru metacrilatul de metil , utilizat în compoziția materialelor compozite dentare întărite chimic .

Aplicații în chimia analitică

Folosit când [8] :

• determinarea fotometrică a niobiului și wolframului;
• determinarea titrimetrică a ionilor de aur și cesiu;
• atunci când se determină pH-ul folosind metoda electrodului cu chinidronă , pentru care chinidrona este preparată sub formă de amestec echimolar de chinonă și hidrochinonă.

Aplicație în fotografie

Ca singur agent de dezvoltare, este de obicei folosit doar în dezvoltatorii speciali menționați pentru a obține o densitate optică mare, de exemplu, în scopuri de reproducere sau imprimare, sau pentru a obține o culoare maro pe hârtiile fotografice cu bromură de argint [17] .

Formulările cu hidrochinonă sunt sensibile la schimbările de temperatură: 18 °C este optim, la 19 °C viteza de funcționare este normală, dar deja la 20 °C începe acoperirea; când temperatura scade la 10 °C manifestarea se oprește practic și când ajunge la 5 °C se oprește complet [17] .

Se folosește de obicei în dezvoltatori împreună cu metol sau fenidonă, în timp ce capacitatea de acoperire inerentă hidrochinonei dispare [17] .

Statut juridic

Din 2006, se știe că medicamentele care conțin mai mult de 5% hidrochinonă sunt interzise în Nigeria din cauza utilizării lor greșite, iar în Germania există restricții privind utilizarea medicamentelor cu hidrochinonă, unde pot fi utilizate numai în cazuri de pigmentare patologică și nu poate fi utilizat pentru copii și adolescenți cu vârsta sub 12 ani [20] .

Rolul biologic

Are un efect de dezinfecție slab similar cu cel al fenolului [8] .

Siguranta, protectia muncii

Este toxic în cantități mari. DL50 este de 302 mg/kg (șobolani, oral). Când este ingerată, este oxidată la 4-benzochinonă, care transformă hemoglobina în methemoglobină . Poate provoca leziuni oculare - conjunctivită și dermatită a pielii . MPC pentru aerosoli este de 2 mg/ m3 . Evaluare NFPA 704 : pericol pentru sănătate: 2, inflamabilitate: 1, instabilitate: 1. Confirmat a fi cancerigen pentru animale cu relevanță necunoscută pentru om [21] [8] [2] .

Note

1. ↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0338.html
2. ↑ 1 2 3 Gurlev, 1988 , p. 278.
3. ↑ 1 2 Still, 1976 , p. 485.
4. ↑ Suzuki, 2006 , p. 385.
5. ↑ Allen, 2011 , p. 257.
6. ↑ Suzuki, 2006 , p. 385-386.
7. ↑ Medvedev, 1929 .
8. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Karpova, 1988 .
9. ↑ Gurlev, 1988 , p. 279.
10. ↑ Redko, 2006 , p. 855.
11. ↑ Redko, 2006 , p. 856.
12. ↑ Redko, 2006 , p. 863-864.
13. ↑ Redko, 2006 , p. 863.
14. ↑ 1 2 Redko, 2006 , p. 864.
15. ↑ Pryanishnikov, 1956 , p. 112.
16. ↑ GOST .
17. ↑ 1 2 3 4 Gurlev, 1988 , p. 278-279.
18. ↑ Still, 1976 , p. 488.
19. ↑ Still, 1976 , p. 487.
20. ↑ 12 ONU , 2006 , p. 116.
21. ↑ Fisher Scientific .

Literatură

• Gurlev D.S. Manual de fotografie (prelucrarea materialelor fotografice). - K . : Technika, 1988. - 335 p. — ISBN 5-335-00125-4 .
• Karpova N. B. Hidrochinona: articol // Enciclopedia chimică / Colegiul editorial: Knunyants I. L. și colab. - M  .: Enciclopedia sovietică , 1988. - T. 1: A-Darzana. - S. 570. - 623 p.
• Medvedev S. Hidrochinona: articol // Enciclopedie tehnică / cap. ed. Martens L. K. . - M .  : Societate pe acțiuni „Enciclopedia Sovietică”, 1929. - T. 5. - S. 569.
• Monomeri pentru policondensare / ed. J. Still , T. W. Campbell ; pe. din engleza. Vygodsky Ya. S., roșu. Korshak V.V. - Mir, 1976.
• Pryanishnikov N.D. Atelier de chimie organică. - M . : Editura științifică și tehnică de stat de literatură chimică, 1956. - 244 p.
• Redko AV Chimia proceselor fotografice. - Sankt Petersburg.  : NPO „Profesional”, 2006. - S. 837-954. — 1464 p. - (Nouă carte de referință a unui chimist și tehnolog / ed. Moskvin A.V.; număr. Informații generale. Structura materiei. Proprietățile fizice ale celor mai importante substanțe. Compușii aromatici. Chimia proceselor fotografice. Nomenclatura compușilor organici. Tehnica lucrului de laborator. . Fundamentele tehnologiei.). — ISBN 978-5-91259-013-9 .
• ST/ESA/282: Lista consolidată a mărfurilor al căror consum și/sau vânzare sunt interzise, ​​retrase, strict restricționate sau neaprobate de guverne. Medicamente . - ediția a opta. - New York: Națiunile Unite , 2006. Arhivat 22 octombrie 2019 la Wayback Machine
• Allen E., Triantaphillidou S. Manualul de fotografie . — ediția a 10-a. — 2011.
• Suzuki R. Procese de dezvoltare: articol // Enciclopedia fotografiei secolului XX  / Warren L., editor. - New York: Routledge: Tailor & Francis Group LLC, 2006. - T. Volumul 1: Index A-F. - S. 382-389.

Link -uri

• GOST 19627-74 Hidrochinonă (paradioxibenzen). Specificații (cu amendamentele nr. 1, 2, 3). . Comitetul de Stat pentru Standarde al URSS . Preluat: 19 noiembrie 2017. (nedefinit)
• Tișcenko V. E. , Mendeleev D. I. , Lipsky A. A. Hydroquinone // Dicționar enciclopedic al lui Brockhaus și Efron  : în 86 de volume (82 de volume și 4 suplimentare). - Sankt Petersburg. , 1890-1907.
• Hidrochinonă, calitate de laborator.  Fisa cu date de securitate . Fisher Scientific. Preluat: 19 noiembrie 2017.

Dicționare și enciclopedii	Mare catalană mare chinezesc mare chinezesc Mare norvegian Rusă mare Marele Soviet (1 ed.) Brockhaus și Efron Chiril și Metodiu Micul Brockhaus și Efron Britannica (online) Universalis
În cataloagele bibliografice	J9U : 987007533735805171 LCCN : sh85063488 NKC : ph114736