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TĂ©trahydroxy-1,4-benzoquinone

La tĂ©trahydroxy-1,4-benzoquinone aussi appelĂ©e tĂ©trahydroxy-p-benzoquinone, tĂ©trahydroxybenzoquinone et mĂȘme tĂ©trahydroxyquinone (THBQ, THQ) est un composĂ© organique de formule C6O2(OH)4. Cette molĂ©cule est composĂ© d'un cycle cyclohexadiĂšne avec, comme substituants, quatre groupes hydroxyle et deux groupes cĂ©tone en positions opposĂ©es c'est-Ă -dire "para".

TĂ©trahydroxy-1,4-benzoquinone
Image illustrative de l’article TĂ©trahydroxy-1,4-benzoquinone
Identification
Nom UICPA 2,3,5,6-tétrahydroxycyclohexa-2,5-diÚne-1,4-dione
No CAS 319-89-1
123334-16-7 (hydrate)
No ECHA 100.005.706
PubChem 5424
SMILES
InChI
Apparence cristaux bleu-noir[1]
Propriétés chimiques
Formule C6H4O6 [IsomĂšres]
Masse molaire[2] 172,092 4 ± 0,006 9 g/mol
C 41,88 %, H 2,34 %, O 55,78 %,
Propriétés physiques
T° fusion >300 °C[3]
Solubilité peu soluble dans l'eau
Précautions
SGH[3]
SGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
H315, H319, H335, P261 et P305+P351+P338
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Ce composé donne des solutions aqueuses rouge clair[4] et forme des cristaux avec un éclat bleu-noir mais non conducteurs du dihydrate C6O2(OH)4·2H2O[5] - [4].

La tĂ©trahydroxy-1,4-benzoquinone peut ĂȘtre synthĂ©tisĂ©e de l'Ă©thanedial[6] ou de l'inositol, un composĂ© naturel largement prĂ©sent dans des plantes[7].

La THBQ forme un adduit de ratio 2:3 avec la 4,4'-bipyridine[8].

Sels de la tétrahydroxy-1,4-benzoquinone

Comme la plupart des phĂ©nols, THBQ est acide et perd facilement les protons, H+ de ses groupes hydroxyles pour former des anions comme C6H2O62− et C6O64−. Ce dernier est parfaitement symĂ©trique et aromatique, les doubles liaisons et les charges nĂ©gatives Ă©tant uniformĂ©ment rĂ©parties sur le six unitĂ©s CO.

Le sel de calcium, Ca2C6O6 est un pigment pourpre foncé produit de l'inositol par Chromohalobacter beijerinckii (en) dans la fermentation de haricots secs salés déjà noté par T. Hof en 1935[5] - [9] - [10] - [11] - [12].

Le sel noir de tĂ©trapotassium,K4C6O6 a Ă©tĂ© prĂ©parĂ© par Robert West et Hsien Ying Niu en 1962 par rĂ©action entre THBQ et du mĂ©thanoate de potassium dans le mĂ©thanol. Ce sel est diamagnĂ©tique et son spectre infrarouge suggĂšre que les longueurs des liaisons C-C et C-O soient toutes Ă©gales et que le cycle soit lĂ©gĂšrement distordu vers une conformation chaise[13]. Une oxydation partielle de ce composĂ© produit un solide vert fortement paramagnĂ©tique, conjecturĂ© ĂȘtre K+3 C6O63− et l'oxydation complĂšte aboutit au rhodizonate de potassium, K+2 C6O62−[13].

Le sel de sodium noir verdùtre,Na4C6O6 a été décrit par Alexander J. Fatiadi et W. F. Sanger en 1962[6].

Le sel de lithium violet foncĂ©,Li4C6O6 a Ă©tĂ© proposĂ© comme un matĂ©riau d'Ă©lectrode pour piles Ă©lectriques: Il peut ĂȘtre oxydĂ© en rhodizonate de lithium, Li2C6O6 ou rĂ©duit en le sel de lithium de l'hexahydroxybenzĂšne, Li6C6O6[7]. En l'absence d'oxygĂšne, Li4C6O6 est stable jusqu'Ă  env. 450 °C et alors se dĂ©compose en laissant un rĂ©sidu de carbonate de lithium, Li2CO3[7]. Cependant, le rhodizonate se dismute vers 400 °C en Li4C6O6 et en cyclohexanehexone, C6O6 qui se dĂ©compose rapidement en monoxyde de carbone, CO, dioxyde de carbone, CO2 et carbone[7]. Li4C6O6 forme un dihydrate, Li4C6O6·2H2O qui reperd ses molĂ©cules d'eau Ă  250 °C[7].

Ester

La tétrahydroxy-1,4-benzoquinone a la particularité de pouvoir former avec certains acides des esters qui sont des oxydes de carbone originaux. Ainsi, le bisoxalate de tétrahydroxy-1,4-benzoquinone, synthétisé en 1968[14] et le biscarbonate de tétrahydroxy-1,4-benzoquinone, synthétisé en 1984[15] en sont des exemples réalisés et les acides rhodizonique, croconique, squarique et deltique en auraient aussi la capacité.

Notes
  1. Tetroquinone in The Merck Index, 11th Edition, p.9177
  2. Masse molaire calculĂ©e d’aprĂšs « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  4. Harold P. Klug, The Crystal Structure of Tetrahydroxy-p-benzoquinone, Acta Crystallographica, 1965, vol. 19, p. 983.
  5. Max W. Miller, Microbial metabolites, McGraw-Hill, 1961.
  6. A. J. Fatiadi and W. F. Sanger, Tetrahydroxyquinone, Organic Syntheses, 1973, coll. vol. 5, p. 1011; 1962, coll. vol. 42, p. 90.
  7. Haiyan Chen, Michel Armand, Matthieu Courty, Meng Jiang, Clare P. Grey, Franck Dolhem, Jean-Marie Tarascon, and Philippe Poizot, Lithium Salt of Tetrahydroxybenzoquinone: Toward the Development of a Sustainable Li-Ion Battery, J. Am. Chem. Soc., 2009, vol. 131(25), p. 8984–8988. DOI 10.1021/ja9024897.
  8. J. A. Cowan, J. A. K. Howard and M. A. Leech, Interpenetrating supramolecular lattices in 4,4'-bipyridine-2,3,5,6-tetrahydroxy-1,4-benzoquinone (3/2), Acta Crystallographica Section C, 2001, vol. 57(10), p. 1196-1198. DOI 10.1107/S0108270101011647.
  9. T. Hof, Rec. Trav. Botan. Neerland, 1935, vol. 32, p. 92.
  10. A J Kluyver, T Hof, A G J Boezaardt, On the Pigment of Pseudomonas Beijerinckii Hof [ = Chromohalobacter beijerinckii]
  11. , Vitamins and Hormones: Advances in Research and Applications, 1945, vol. 3.
  12. Leland Alfred Underkofler, Richard James Hickey, Industrial fermentations, 1954.
  13. Robert West, Hsien Ying Niu, Symmetrical Resonance Stabilized Anions, CnOn-m. II. K4C6O6 and Evidence for C6O6-3., Journal of the American Chemical Society, 1962, vol. 84(7), p. 1324–1325. DOI 10.1021/ja00866a068.
  14. H. S. Verter, H. Porter and R. Dominic, A new carbon oxide: synthesis of tetrahydroxybenzoquinone bisoxalate, Chemical Communications (London), 1968, pp. 973b–974. DOI 10.1039/C1968000973b.
  15. C. Nallaiah, Synthesis of tetrahydroxy-1,4-benzoquinone biscarbonate and hexahydroxybenzene triscarbonate - new organic carbon oxides, Tetrahedron, 1984, vol. 40(23), p. 4897-4900. DOI 10.1016/S0040-4020(01)91324-9.

Voir aussi
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