В каком растении содержится пирокатехин

Не путать с катехином , также иногда называемым катехином.

Катехол ( или ), также известный как пирокатехин или 1,2-дигидроксибензол , является токсичным органическим соединением с молекулярной формулой С 6 Н 4 ( ОН) 2 . Это орто- изомер трех изомерных бензолдиолов . Это бесцветное соединение встречается в природе в следовых количествах. Он был впервые обнаружен путем деструктивной перегонки катехина экстракта растений . Около 20 000 тонн катехола в настоящее время ежегодно производится синтетическим путем в качестве товарного органического химического вещества, в основном в качестве прекурсора пестицидов, ароматизаторов и ароматизаторов.

Катехол представляет собой перистые белые кристаллы, которые очень быстро растворяются в воде.

Выделение и синтез

Катехол был впервые выделен в 1839 году Эдгаром Хьюго Эмилем Рейншем (1809–1884) путем дистилляции его из твердого дубильного препарата катехина , который представляет собой остаток катеху , сваренного или концентрированного сока мимозы катеху ( Acacia catechu ). При нагревании катехина выше точки его разложения вещество, которое Райнш впервые назвал Brenz-Katechusäure (обожженная катехиновая кислота), сублимировалось в виде белых высолов. Это был продукт термического разложения флаванолов в катехине. В 1841 году и Вакенродер, и Цвенгер независимо друг от друга заново открыли катехол; Сообщая о своих открытиях, Philosophical Magazine придумал название пирокатехин . К 1852 году Эрдманн понял, что катехол – это бензол с двумя добавленными к нему атомами кислорода; В 1867 году Август Кекуле понял, что катехол представляет собой диол бензола, поэтому к 1868 году катехол был внесен в список пирокатехинов . В 1879 году Журнал химического общества рекомендовал называть катехол «катехолом», а в следующем году он был внесен в список как таковой.

С тех пор было показано, что катехол содержится в свободной форме в натуральном виде в кино и в буковой смоле. Его сульфоновая кислота была обнаружена в моче лошадей и людей.

Катехол получают в промышленности путем гидроксилирования фенола с использованием перекиси водорода .

С 6 Н 5 ОН + Н 2 О 2 → С 6 Н 4 (ОН) 2 + Н 2 О

Ранее его получали гидроксилированием салицилальдегида с использованием пероксида водорода , а также гидролизом 2-замещенных фенолов, особенно 2-хлорфенола , горячими водными растворами, содержащими гидроксиды щелочных металлов. Его производное метилового эфира, гваякол , превращается в катехол посредством гидролиза связи CH 3 -O, чему способствует иводоводородная кислота .

Реакции

Органическая химия

Как и другие дифункциональные производные бензола, катехол легко конденсируется с образованием гетероциклических соединений . Циклические эфиры образуются при обработке дихлорэлектрофилами . Например, использование трихлорида фосфора или оксихлорида фосфора дает циклический хлорфосфонит или хлорфосфонат соответственно; сульфурилхлорид дает сульфат ; а фосген дает карбонат :

C 6 H 4 (OH) 2 + XCl 2 → C 6 H 4 (O 2 X) + 2 HCl
где X = PCl или P (O) Cl; SO 2 ; CO.

Катехины производят хиноны с добавлением нитрата аммония церия (CAN).

С ионами металлов

Катехол – это конъюгированная кислота хелатирующего агента, широко используемого в координационной химии . Основные растворы катехола реагируют с железом (III) с образованием красного [Fe (C 6 H 4 O 2 ) 3 ] 3– . Хлорид железа дает зеленую окраску водному раствору, тогда как щелочной раствор быстро меняет цвет на зеленый и, наконец, на черный под воздействием воздуха. Ферменты диоксигеназы, содержащие железо, катализируют расщепление катехола.

Редокс химия

Катехол образуется путем обратимого двухэлектронного, двухпротонного восстановления 1,2-бензохинона ( E ° = +795 мВ относительно SHE ; E m (pH 7) = +380 мВ относительно SHE).

Катехолат-дианион окислительно-восстановительного ряда, моноанионный семихинонат и бензохинон вместе называются диоксоленами . Диоксолены используются в качестве лигандов .

Природные явления

Небольшие количества катехола естественным образом содержатся во фруктах и овощах , вместе с ферментом полифенолоксидазой (также известной как катехолаза или катехолоксидаза). При смешивании фермента с субстратом и воздействии кислорода (например, когда картофель или яблоко разрезают и оставляют без присмотра) бесцветный катехол окисляется до красновато-коричневых пигментов меланоидов, производных бензохинона. Фермент инактивируется добавлением кислоты, такой как лимонная кислота, содержащаяся в лимонном соке . Исключение кислорода также предотвращает реакцию потемнения . Однако активность фермента увеличивается при понижении температуры. Бензохинон считается противомикробным – это свойство замедляет порчу поврежденных фруктов и других частей растений.

Он является одним из основных природных фенолов в аргановом масле и входит в состав кастореума , вещества касторовой железы бобра , используемого в парфюмерии . Он также встречается в Agaricus bisporus .

Наличие катехоловой части

Катехольные фрагменты также широко распространены в природе. Кутикула членистоногих состоит из хитина, связанного катехоловой составляющей с белком . Кутикула может быть усилена за счет сшивания ( дубления и склеротизации ), в частности, у насекомых , и, конечно, путем биоминерализации . Катехины, такие как DHSA , вырабатываются в результате метаболизма холестерина такими бактериями, как Mycobacterium tuberculosis .

Урушиолы представляют собой природно существующие органические соединения, которые имеют структуру катехинового скелета и дифенольную функциональность, но с алкильными группами, замещенными в ароматическом кольце. Урушиолы – это раздражающие кожу яды, содержащиеся в таких растениях, как ядовитый плющ и т. Д.

Катехоламины являются биохимически значимыми фенэтиламиновыми гормонами и нейротрансмиттерами, в которых фенильная группа имеет структуру катехолового скелета.

Молекула катехина , другого природного соединения, присутствующего в чае , содержит катехиновую группу.

Использует

Примерно 50% синтетического катехола расходуется на производство пестицидов, а остальная часть используется в качестве прекурсора для тонких химикатов, таких как парфюмерия и фармацевтика. Это обычный строительный блок в органическом синтезе . На основе катехина готовят несколько промышленно значимых ароматизаторов и ароматизаторов. Гуаякол получают метилированием катехола и затем превращают в ванилин в количестве около 10 млн кг в год (1990). Родственный моноэтиловый эфир катехола, гетол , превращается в этилванилин , компонент шоколадных кондитерских изделий. 3- Транс- изокамфилциклогексанол, широко используемый в качестве замены сандалового масла , получают из катехола через гваякол и камфору . Пиперональ , цветочный аромат, получают из простого метиленового эфира катехола с последующей конденсацией с глиоксалем и декарбоксилированием .

Катехол используется в качестве проявителя черно-белых фотографий , но, за исключением некоторых приложений специального назначения, его использование в основном историческое. По слухам, он кратковременно использовался в разработчике Eastman Kodak HC-110 и, по слухам, является компонентом разработчика Neofin Blau компании Tetenal. Это ключевой компонент Finol от Moersch Photochemie в Германии. Пионером в разработке современных катехинов стал известный фотограф Сэнди Кинг. Его формула «PyroCat» популярна среди современных черно-белых пленочных фотографов. С тех пор работа Кинга вдохновила на дальнейшее развитие в 21 веке других, таких как Джей Де Фер с разработчиками Hypercat и Obsidian Acqua, и другие.

Производные катехола

Катехоловый скелет содержится в различных природных продуктах, таких как урушиолы , которые являются раздражающими кожу ядами, обнаруженными в растениях, таких как ядовитый плющ , и катехоламины , имитирующие их препараты (такие как МДМА ), гормоны / нейротрансмиттеры и катехин , который обнаружен. в чае . Многие производные пирокатехина были предложены для терапевтического применения.

Номенклатура

Хотя это редко встречается, официально «предпочтительным названием ИЮПАК » (PIN) катехола является бензол-1,2-диол . Тривиальное название пирокатехол – это сохраненное название ИЮПАК в соответствии с Рекомендациями по номенклатуре органической химии 1993 года .

Смотрите также

• Тиотимолин
• Энол

Ссылки

 Эта статья включает текст из публикации, которая сейчас находится в открытом доступе :  Chisholm, Hugh, ed. (1911). « Катеху ». Британская энциклопедия (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета.

внешние ссылки

• Международная карта химической безопасности 0411
• Карманный справочник NIOSH по химической опасности
• Монография МАИР: “Катехол”
• Номенклатура органической химии ИЮПАК (онлайн-версия « Синей книги »)