Hydroquinone

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Jump to navigation Jump to search
Hydroquinone
Hydrochinon2.svg
Hydroquinone

Trans-hydroquinone-from-xtal-3D-balls.png

Hydroquinone crystal.jpg

Tên khác

Hydroquinone[1]
Idrochinone
Quinol
1,4-Dihydroxybenzene
1,4-Hydroxy benzene

Nhận dạng
Số CAS

123-31-9

KEGG

D00073

ChEBI

17594

Số RTECS

MX3500000

Ảnh Jmol-3D

ảnh

SMILES
InChI

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

Thuộc tính
Bề ngoài

white solid

Khối lượng riêng

1.3 g cm−3, solid

Điểm nóng chảy

172 °C (445 K; 342 °F)

Điểm sôi

287 °C (560 K; 549 °F)

Độ hòa tan trong nước

5.9 g/100 mL (15 °C)

Áp suất hơi

0.00001 mmHg (20 °C)[2]

MagSus

-64.63·10−6 cm3/mol

Cấu trúc
Mômen lưỡng cực

1.4±0.1 D[3]

Dược lý học
Các nguy hiểm
Phân loại của EU

Harmful (Xn)
Carc. Cat. 3
Muta. Cat. 3
Dangerous for
the environment (N)

NFPA 704

NFPA 704.svg

1
2
 
 
Chỉ dẫn R

R22 R40 R41 R43 R50 R68

Chỉ dẫn S

Bản mẫu:S2 S26 S36/37/39 S61

PEL

TWA 2 mg/m3[2]

LD50

490 mg/kg (mammal, oral)
245 mg/kg (mouse, oral)
200 mg/kg (rabbit, oral)
320 mg/kg (đường miệng, chuột)
550 mg/kg (guinea pig, oral)
200 mg/kg (dog, oral)
70 mg/kg (cat, oral)[4]

Các hợp chất liên quan

Hydroquinone, cũng là benzene-1,4-diol hoặc quinol, là một hợp chất hữu cơ thơm và là một loại phenol, một dẫn xuất của benzene, có công thức hóa học C6H4 (OH) 2. Nó có hai nhóm hydroxyl liên kết với một vòng benzene ở một vị trí para. Đó là một chất rắn màu trắng. Các dẫn xuất được thế của hợp chất gốc này còn được gọi là hydroquinones. Tên gọi "hydroquinone" được đặt ra bởi Friedrich Wöhler năm 1843.[5]

Sản xuất[sửa | sửa mã nguồn]

Hydroquinone được sản xuất bằng công nghiệp bởi hai phương pháp chính.[6]

  • Phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất cũng tương tự như quá trình cumene trong cơ chế phản ứng và liên quan đến sự quay số của benzen với propene để tạo ra 1,4-diisopropylbenzene. Hợp chất này phản ứng với không khí để tạo ra bis (hydroperoxide), có cấu trúc tương tự hydroperoxide cumene và sắp xếp lại trong axit để cho axeton và hydroquinone.
  • Phương pháp thứ hai liên quan đến hydroxyl hóa phenol. Việc chuyển đổi sử dụng hydrogen peroxide và tạo ra một hỗn hợp hydroquinone và catechol:
C6H5OH + H2O2 → C6H4(OH)2 + H2O

Các phương pháp khác ít phổ biến hơn bao gồm:

  • Quá trình oxy hóa aniline bằng mangan dioxit tiếp theo là giảm 1,4-benzoquinone. Quá trình này được tiến hành hàng loạt và tạo ra một dòng thải đáng kể.
  • Một sự tổng hợp tiềm ẩn đáng kể của hydroquinone từ axetylen và sắt pentacarbonyl đã được đề xuất Iron pentacarbonyl làm chất xúc tác[7][8][9][10][11][12], chứ không phải là một chất phản ứng, với sự có mặt của khí carbon monoxide tự do. Rhodium hoặc ruteni có thể thay thế sắt làm chất xúc tác với sản lượng hóa học thuận lợi nhưng không thường được sử dụng do chi phí phục hồi từ hỗn hợp phản ứng.
  • Hydroquinone và dẫn xuất của nó cũng có thể được điều chế bằng quá trình oxy hóa các phenol khác nhau. Ví dụ như oxy hóa Elbs persulfate và oxy hóa Dakin.
  •  Hydroquinone lần đầu tiên được các nhà hoá học người Pháp Pelletier và Caventou thu được từ năm 1820 thông qua việc chưng cất quinic acid.

Phản ứng[sửa | sửa mã nguồn]

Độ phản ứng của các nhóm O-H của hydroquinone giống với các phenol khác, có tính axit yếu. Cơ sở liên hợp kết quả trải qua quá trình O-alkyl hóa dễ dàng để tạo ra mono- và diethers. Tương tự như vậy, hydroquinone rất nhạy cảm với sự thay thế của vòng bằng các phản ứng Friedel-Thủ công như alkylation. Phản ứng này được khai thác trên phương pháp tới các chất chống oxy hoá phổ biến như 2-tert-butyl-4-methoxyphenol ("BHA"). Thuốc nhuộm hữu hiệu quinizarin được sản xuất bằng cách diacyl hóa hydroquinone với anhydrit phtalic

Quá trình oxy hóa khử[sửa | sửa mã nguồn]

Hydroquinone bị oxy hóa trong điều kiện nhẹ để cho benzoquinone. Quá trình này có thể được đảo ngược. Một số dẫn xuất hydroquinone tự nhiên biểu hiện loại phản ứng này, ví dụ như coenzyme Q. Phản ứng này do công nghiệp khai thác cả với hydroquinone nhưng thường hơn với các dẫn xuất của nó, trong đó một OH đã được thay thế bằng một amin.

Sự tạo nhóm amin[sửa | sửa mã nguồn]

Một phản ứng quan trọng là chuyển đổi hydroquinone sang các dẫn xuất mono- và diamino. Methylaminophenol, được sử dụng trong nhiếp ảnh, được sản xuất theo cách này:

C6H4(OH)2 + CH3NH2 → C6H4(OH)(N(H)CH3) + H2O

 Tương tự diamin, hữu ích trong ngành công nghiệp cao su như chất chống oxy, được sản xuất tương tự từ aniline:

C6H4(OH)2 + 2 C6H5NH2 → C6H4(N(H)C6H5)2 + 2 H2O

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

 Hydroquinone có nhiều ứng dụng chủ yếu liên quan đến hoạt động của nó như một chất khử có thể hòa tan trong nước. Đây là một thành phần chính trong hầu hết các nhà phát triển nhiếp ảnh đen và trắng cho phim và giấy nơi, với hợp chất metol, nó làm giảm halogen bạc thành bạc nguyên tố.

Có nhiều cách sử dụng khác liên quan đến khả năng giảm thiểu của nó. Là một chất ức chế trùng hợp, hydroquinone ngăn ngừa trùng hợp axit acrylic, methyl methacrylate, cyanoacrylate, và các monome khác dễ bị trùng hợp với gốc tự do. Ứng dụng này khai thác tính chất chống oxy hoá của hydroquinone.

Hydroquinone có thể bị oxy hoá nhẹ để chuyển sang hợp chất parabenzoquinone, C6H4O2, thường được gọi là p-quinone hoặc đơn giản là quinone. Giảm quinone đảo ngược phản ứng này lại với hydroquinone. Một số hợp chất sinh hóa trong tự nhiên có loại hydroquinone hoặc quinone này trong cấu trúc của chúng, như Coenzyme Q.

Hydroquinone có thể mất một H + từ cả hai để tạo thành một ion diphenolate. Muối disapium pha loãng hydroquinone được sử dụng như là một đơn vị tổ hợp khác trong sản xuất polymer PEEK.

Sắc tố da[sửa | sửa mã nguồn]

Hydroquinone được sử dụng như là một ứng dụng tại chỗ làm trắng da để làm giảm màu da. Nó không có cùng một khuynh hướng gây viêm da như metol. Đây là thành phần chỉ có toa bác sĩ ở một số quốc gia, bao gồm các quốc gia thành viên của Liên minh châu Âu theo Chỉ thị 76/768 / EEC: 1976.[13][14]

Năm 2006, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ đã thu hồi chấp thuận hydroquinone trước đây và đề nghị cấm tất cả các chế phẩm không bán.[15] FDA tuyên bố rằng hydroquinone không thể loại trừ được như một chất gây ung thư có tiềm [16] năng. Kết luận này đã đạt được dựa trên mức độ hấp thu ở người và tỷ lệ mắc u bướu ở chuột ở một số nghiên cứu nơi chuột trưởng thành được phát hiện có tỷ lệ khối u tăng, bao gồm tăng sản tế bào nang tuyến giáp trạng, dị tật bẩm sinh (biến thể kích thước hạt nhân), tế bào đơn bệnh bạch cầu, u trung tế bào và hạch tế bào ống thận. Chiến dịch cho mỹ phẩm an toàn cũng nhấn mạnh mối quan tâm.[17]

Nhiều nghiên cứu đã cho thấy rằng hydroquinone có thể gây ra chứng nhiễm trùng ngoại sinh, một bệnh gây biến dạng, trong đó các sắc tố màu xanh đen được tích tụ trên da, nếu uống; tuy nhiên, các chế phẩm da chứa thành phần được sử dụng tại chỗ. FDA đã phân loại hydroquinone vào năm 2006 như là một sản phẩm an toàn - thường được công nhận là an toàn và có hiệu quả (GRASE), tuy nhiên các nghiên cứu bổ sung thuộc Chương trình độc tính quốc gia (NTP) đã được đề xuất để xác định liệu có nguy cơ cho người từ việc sử dụng hydroquinone.[18][19] Đánh giá của NTP cho thấy một số bằng chứng về tác động gây ung thư và độc tính di truyền lâu dài

 Trong khi sử dụng hydroquinone làm chất làm sáng có thể hiệu quả với việc sử dụng hợp lý, nó cũng có thể gây ra sự nhạy cảm với da. Sử dụng kem chống nắng hàng ngày với độ PPD cao (độ dầy màu sắc dai dẳng) làm giảm nguy cơ bị hư hại thêm. Hydroquinone đôi khi được kết hợp với axit alpha hydroxy làm tẩy da chết để làm nhanh quá trình làm sáng da. Tại Hoa Kỳ, các phương pháp điều trị chủ đề thường chứa tới 2% hydroquinone. Nếu không, nồng độ cao hơn (lên đến 4%) nên được kê toa và sử dụng cẩn thận.

Trong khi hydroquinone vẫn được quy định rộng rãi để điều trị tăng sắc tố, các câu hỏi về hồ sơ an toàn của cơ quan quản lý tại EU, Nhật Bản và Hoa Kỳ khuyến khích việc tìm kiếm các tác nhân khác có hiệu quả tương đương.[20] Một vài chất như vậy đã có sẵn hoặc đang được nghiên cứu[21], bao gồm axit azelaic[22], axit kojic, retinoid, cysteamine[23], axit glycolic và các chất khác.

Tồn tại trong tự nhiên[sửa | sửa mã nguồn]

Hydroquinone là một trong hai chất phản ứng ban đầu trong các tuyến phòng vệ của bọ cánh cứng, cùng với hydrogen peroxide (và có lẽ các hợp chất khác, tùy thuộc vào loài), thu thập trong một hồ chứa. Hồ chứa mở ra thông qua một van điều khiển cơ bám vào một buồng phản ứng dày. Buồng này được lót bằng các tế bào tiết ra catalase và peroxidases. Khi nội dung của hồ chứa bị đẩy vào buồng phản ứng, catalase và peroxidase nhanh chóng phá vỡ hydrogen peroxide và xúc tác quá trình oxy hóa hydroquinones thành p-quinone. Các phản ứng này giải phóng oxy tự do và tạo ra đủ nhiệt để đưa hỗn hợp đến điểm sôi và làm bay hơi khoảng 1/5 lượng này, tạo ra một vòi phun nóng từ bụng của bọ cánh cứng.[24]

Dẫn xuất Farnesyl hydroquinone là các chất kích thích có thể gây viêm da tiếp xúc nặng ở người.

Hydroquinone được cho là độc tố tích cực trong nấm Agaricus hondensis. [25]

Hydroquinone đã được chứng minh là một trong những thành phần hóa học của propolis thiên nhiên. [26]

Nó cũng là một trong những hợp chất hóa học tìm thấy trong castoreum. Hợp chất này được lấy từ túi bánh bao của cạo râu.[27]

Trong cây gai dầu (Arctostaphylos uva-ursi), arbutin được chuyển đổi thành hydroquinone.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Lỗi chú thích: Thẻ <ref> sai; không có nội dung trong thẻ ref có tên iupac2013
  2. ^ a ă "NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards #0338". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). 
  3. ^ Lander, John J.; Svirbely, John J. Lander, W. J. (1945). "The Dipole Moments of Catechol, Resorcinol and Hydroquinone". Journal of the American Chemical Society. 67 (2): 322–324. doi:10.1021/ja01218a051. 
  4. ^ http://assets.openstudy.com/updates/attachments/4f0d5cb6e4b084a815fccd72-chmvijay-1326448458607-dipolemoment.pdf
  5. ^ F. Wöhler (1844) "Untersuchungen über das Chinon" (Investigations of quinone), Annalen der Chemie und Pharmacie, 51: 145-163. From page 146: "Das so erhaltene Destillat … enthält … einen neuen, krystallisierenden Körper, den ich unter dem Namen farbloses Hydrochinon weiter unten näher beschreiben werde." (The distillate so obtained … contains … a new, crystallizable substance, that I will describe, under the name of colorless hydroquinone, further below in more detail.) [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.]
  6. ^ Phillip M. Hudnall "Hydroquinone" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. 2005 Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a13_499.
  7. ^ Reppe, Walter; Kutepow, N; Magin, A (1969). “Cyclization of Acetylenic Compounds”. Angewandte Chemie International Edition in English 8 (10): 727–733. doi:10.1002/anie.196907271. Truy cập ngày 26 tháng 12 năm 2013. 
  8. ^ (PDF) https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/US3149138.pdf.  |tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)|tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)
  9. ^ (PDF) https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/US3355503.pdf.  |tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)|tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)
  10. ^ (PDF) https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/US3394193.pdf.  |tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)|tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)
  11. ^ (PDF) https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/US3459812.pdf.  |tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)|tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)
  12. ^ (PDF) https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/US3742071.pdf.  |tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)|tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)
  13. ^ “EUR”. 
  14. ^ Example of a product recall in Ireland
  15. ^ (Bản báo cáo).  |tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)|tựa đề= trống hay bị thiếu (trợ giúp)
  16. ^ Research, Center for Drug Evaluation and. “About the Center for Drug Evaluation and Research - Hydroquinone Studies Under The National Toxicology Program (NTP)”. www.fda.gov (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 12 tháng 2 năm 2017. 
  17. ^ Campaign For Safe Cosmetics - Hydroquinone
  18. ^ Olumide, YM; Akinkugbe, AO; Altraide, D; Mohammed, T; Ahamefule, N; Ayanlowo, S; Onyekonwu, C; Essen, N (tháng 4 năm 2008). “Complications of chronic use of skin lightening cosmetics”. International Journal of Dermatology 47 (4): 344–53. PMID 18377596. doi:10.1111/j.1365-4632.2008.02719.x. 
  19. ^ “Hydroquinone 10022-H”. ntp.niehs.nih.gov (bằng tiếng en-US). Truy cập ngày 12 tháng 2 năm 2017.  Bảo trì CS1: Ngôn ngữ không rõ (link)
  20. ^ Draelos, Zoe Diana (ngày 1 tháng 9 năm 2007). “Skin lightening preparations and the hydroquinone controversy”. Dermatologic Therapy 20 (5): 308–313. ISSN 1529-8019. PMID 18045355. doi:10.1111/j.1529-8019.2007.00144.x. 
  21. ^ Bandyopadhyay, Debabrata (ngày 1 tháng 1 năm 2009). “TOPICAL TREATMENT OF MELASMA”. Indian Journal of Dermatology 54 (4): 303–309. ISSN 0019-5154. PMC 2807702. PMID 20101327. doi:10.4103/0019-5154.57602. 
  22. ^ Mazurek, Klaudia; Pierzchała, Ewa (ngày 1 tháng 9 năm 2016). “Comparison of efficacy of products containing azelaic acid in melasma treatment”. Journal of Cosmetic Dermatology 15 (3): 269–282. ISSN 1473-2165. PMID 27028014. doi:10.1111/jocd.12217. 
  23. ^ Mansouri, P.; Farshi, S.; Hashemi, Z.; Kasraee, B. (ngày 1 tháng 7 năm 2015). “Evaluation of the efficacy of cysteamine 5% cream in the treatment of epidermal melasma: a randomized double-blind placebo-controlled trial”. The British Journal of Dermatology 173 (1): 209–217. ISSN 1365-2133. PMID 25251767. doi:10.1111/bjd.13424. 
  24. ^ Organic Chemistry, Solomon and Fryhle, 10th edition, Wiley Publishing, 2010.[cần số trang]
  25. ^ Joval, E; Kroeger, P; N (tháng 4 năm 1996). “Hydroquinone: the toxic compound of Agaricus hondensis”. Planta Medica 62 (2): 185. PMID 17252436. doi:10.1055/s-2006-957852. 
  26. ^ Burdock, G.A. (1998). “Review of the biological properties and toxicity of bee propolis (propolis)”. Food and Chemical Toxicology 36 (4): 347–363. PMID 9651052. doi:10.1016/S0278-6915(97)00145-2. 
  27. ^ The Beaver: Its Life and Impact. Dietland Muller-Schwarze, 2003, page 43 (book at google books)

Liên kế ngoài[sửa | sửa mã nguồn]