Hydrokinon

hydrokinon
Allmän
Systematiskt namn	bensen-1,4-diol
Chem. formel	C6H6O2 _ _ _ _ _
Fysikaliska egenskaper
Molar massa	110,11 g/ mol
Densitet	1,36 g/cm³
Joniseringsenergi	7,95 ± 0,01 eV [1]
Termiska egenskaper
Temperatur
•  smältning	173,8-174,8°C
•  kokande	286,5°C
•  blinkar	165°C
Ångtryck	1,0E−5 ± 1,0E−5 mmHg [ett]
Kemiska egenskaper
Löslighet
• i vatten	5,26 g/100 ml (5°C) 21,21 g/100 ml (50°C) 56,25 g/100 ml (70°C)
• i alkohol	127,27 g/100 g
• i aceton	77,94 g/100 g
Klassificering
Reg. CAS-nummer	123-31-9
PubChem	785
Reg. EINECS-nummer	204-617-8
LEDER	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
Säkerhet
LD 50	302 mg/kg (råttor, oralt)
GHS-piktogram
NFPA 704	ett 2 ett
Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges.
Mediafiler på Wikimedia Commons

Hydrokinon (para-dihydroxibensen, bensen-1,4-diol, kinol) är en aromatisk organisk förening , en representant för diatomiska fenoler med den kemiska formeln C 6 H 4 (OH) 2 , en isomer av pyrokatekol och resorcinol . Namnet " hydrokinon " gavs till föreningen av F. Wöhler på grund av likheten mellan egenskaper med kinon , från vilken Wöhler syntetiserade den. Ett starkt reduktionsmedel , som används som utvecklare inom fotografi, en antioxidant i den kemiska industrin, ett reagens för bestämning av niob , volfram , guld och cesium i analytisk kemi.

Handelsnamn: H-142 [2] .

Historik

Det isolerades först av de franska kemisterna Pierre Joseph Pelletier och Joseph Bieneme Kavantou under destillationen av kininsyra 1820. Syntesen av hydrokinon utfördes först av Friedrich Wöhler 1844 genom reduktionen av kinon. Wöhler gav den också ett modernt namn och beskrev dess egenskaper [3] .

William Abney upptäckte föreningens uppvisande egenskaper 1880, vilket ledde till utvecklingen av industriella syntesmetoder. Ytterligare experiment med hydrokinon ledde till skapandet av utvecklare med två framkallande ämnen. Den första sådana utvecklaren utvecklades av Henry J. Newton 1889, och tillsatte hydrokinon till en eikonogenframkallare , vilket resulterade i en slutlig formulering som utnyttjade de bästa egenskaperna hos båda framkallningsmedlen. Kort därefter föreslogs metol -hydrokinonframkallare (betecknade med symbolerna MQ i engelska källor), där fenomenet superadditivitet uppmärksammades  - effekten när en framkallare med två olika framkallande ämnen arbetar mycket mer aktivt än vad den borde vara, baserat på beräkningen av summan av aktiviteten för de båda uppvisande ämnena. Effekten av superadditivitet bekräftades och underbyggdes av Levensons vetenskapliga arbete i slutet av 1940-talet, som visade att i detta fall utförs bildens utveckling av metall, och hydrokinons roll är att regenerera den förbrukade metallen [4 ] [3] .

J. D. Kendalls upptäckt av fenidons utvecklingskraft 1940 ledde till ett ännu effektivare system av fenidon-hydrokinonutvecklare ( PQ i engelskspråkig litteratur). Fenidon är knappast lämplig att använda som det enda framkallningsmedlet, eftersom det ger en stark beslöja av det fotografiska materialet, men i superadditiv framkallare med hydrokinon försvinner denna egenskap, vilket ger en slutlig bild av hög kvalitet, en betydande acceleration av bearbetningsprocessen, mindre toxicitet och andra fördelar jämfört med formuleringar av metall-hydrokinon [5] [6] .

Fysiska egenskaper

Vita eller färglösa prismatiska kristaller, sötaktig i smaken [7] [8] . Den har modifieringar som skiljer sig i fysikaliska egenskaper: den stabila α-modifieringen har en smältpunkt på 173,8-174,8 ° C och en densitet på 1,36 g / cm 2 , den instabila γ-modifieringen har en smältpunkt på 169 ° C och en densitet på 1,325 g/cm 2 . Den har en molmassa på 110,11 g/mol, en kokpunkt på 286,5 °C och en flampunkt på 165 °C. Den sublimeras vid 163,5 °C (10 mm Hg) [8] .

Lösligt i vatten (5,26 g/100 ml vid 5°C, 21,21 g/100 ml vid 50°C, 56,25 g/100 ml vid 70°C), alkohol (127,27 g/100 g), aceton (77,94 g/100) g). Bildar klatrater . I synnerhet har metanolklatratet formeln 3C 6 H 6 O 2 · CH 3 OH [8] .

Reagenset kan innehålla föroreningar som ser ut som ett olösligt svart pulver. Mängden föroreningar ökar vid långvarig eller felaktig lagring, och med en stor mängd av reagenset blir det oanvändbart [9] .

Kemiska egenskaper

Det är ett starkt reduktionsmedel. Processen för interaktion med oxidationsmedel sker i två steg - i det första steget omvandlas hydrokinon till kinhydron, i det andra - till 1,4-bensokinon [8] .

När den interagerar med en vattenlösning av kaliumkarbonat vid 130 ° C, förvandlas den till 2,5-dihydroxibensoesyra, med metylamin under tryck vid 200 ° C bildar den 4-metylaminofenol , med maleinsyraanhydrid  - naftazarin, med ftalsyraanhydrid ger kinizarin . Bildar enkla mono- och diestrar vid behandling med alkylerande reagens [8] .

Analytisk definition

Hydrokinon kan bestämmas med hjälp av färgreaktioner [8] :

• utseendet på en färg från gulgrön till gyllene när hydrokinon värms upp till 100 ° C med natriumnitrit och utspädd svavelsyra . När natriumhydroxid tillsätts ändras färgen till gulbrun [8] ;
• utseendet på en mörkröd färg när man tillsätter salpetersyra , gradvis förvandlas till gul [2] .

Fotografisk manifestation

Det har uppvisande egenskaper, reducerande silverhalogenider , till exempel silverbromid i alkaliska lösningar med bildning av 1,4-bensokinon och vätebromid [10] och metalliskt silver med den allmänna ekvationen:

Utvecklingen börjar vid pH över 9,5 [11] . Processen består av flera steg [12] :

• i ett alkaliskt medium dissocierar hydrokinon till hydrokinondianjon [13] :

• hydrokinondianjon oxideras i centrum av latent bildframkallning med bildning av semikinonjon i det första steget och 1,4-bensokinon i det andra [14] :

• silverjoner reduceras till metalliskt silver [14] :

Får

Hydrokinon härleddes ursprungligen från kinon . Olika varianter av denna metod används fortfarande för laboratorieberedning av reagenset; för detta reduceras till exempel en vattenlösning av 1,4-bensokinon med användning av svaveldioxid [8] [15] .

Inom industrin syntetiseras de på följande sätt [8] :

• oxidation av 1,4-diisopropylbensen med luft, utför sedan sur hydrolys av den erhållna bis-hydroperoxiden med bildning av hydrokinon och aceton;
• hydroxylering av fenol med 70 % väteperoxid vid 90°C med användning av 75 % fosforsyra eller 65 % perklorsyra som katalysatorer . Som ett resultat av reaktionen bildas en blandning av hydrokinon och katekol, som ytterligare separeras genom rektifikation;
• interaktionen mellan fenol och aceton för att bilda 4-isopropylfenol, som oxideras med väteperoxid i ett surt medium för att bilda hydrokinon och aceton;
• oxidation av anilinsulfat med mangandioxid eller kromsyra till 1,4-bensokinon, sedan reduceras 4-bensokinon med pulveriserat järn i vatten vid 70–80 °C i närvaro av natriumhydrosulfit med ett totalt reaktionsutbyte på 74–84 % .

Tekniska villkor för frisättning av hydrokinon i Sovjetunionen och Ryska federationen fastställs av GOST 19627-74 [16] . I enlighet med det produceras två kvaliteter av reagenset - den högsta och den första. Den högsta graden ser ut som ett vitt eller gråvitt pulver och innehåller 99,5 % av huvudämnet, den första - som vit med en gulaktig nyans och innehåller 99 % av huvudämnet [17] .

Även om ett tillräckligt rent reagens vanligtvis erhålls i industriell produktion, om nödvändigt, kan en högre grad av rening erhållas genom att omkristallisera ett kommersiellt reagens från noggrant deoxygenerat vatten [18] .

Uppskattad amerikansk produktionskapacitet för produktion av hydrokinon var cirka 11,3 tusen ton per år (från 1965) [19] .

Applikation

Tillämplig:

• i analytisk kemi för att bestämma pH och vissa metalljoner [8] ;
• inom fotografi som framkallningsagent [8] ;
• vid framställning av organiska färgämnen , mediciner, fotografiska material som råmaterial [8] ;
• vid tillverkning av livsmedel och gummi som antioxidant [8] ;
• i kosmetika används det i garvningsprodukter och som hårfärgningsmedel;
• inom kosmetisk medicin för blekning av huden. På grund av cancerframkallande egenskaper är dess användning begränsad. [20] ;
• som en inhibitor av polymerisationsreaktionen av vinylmonomerer [8] , inklusive för metylmetakrylat , som används i sammansättningen av kemiskt härdade dentala kompositmaterial .

Tillämpningar inom analytisk kemi

Används när [8] :

• fotometrisk bestämning av niob och volfram;
• titrimetrisk bestämning av guld- och cesiumjoner;
• vid bestämning av pH med hjälp av kinhydronelektrodmetoden , för vilken kinhydron framställs i form av en ekvimolär blandning av kinon och hydrokinon.

Applikation inom fotografi

Som det enda framkallningsmedlet används det vanligtvis endast i speciella framkallare utformade för att erhålla hög optisk densitet, till exempel för reproduktions- eller tryckändamål, eller för att få en brun färg på fotografiska papper av silverbromid [17] .

Formuleringar med hydrokinon är känsliga för temperaturförändringar: 18 °C är optimalt, vid 19 °C är drifthastigheten normal, men redan vid 20 °C börjar slöjningen; när temperaturen sjunker till 10 °C upphör manifestationen praktiskt taget och när den når 5 °C upphör den helt [17] .

Det används vanligtvis i utvecklare tillsammans med metol eller fenidon, medan beslöningsförmågan som är inneboende i hydrokinon försvinner [17] .

Rättslig status

Från och med 2006 är det känt att läkemedel som innehåller mer än 5 % hydrokinon är förbjudna i Nigeria på grund av deras missbruk, och det finns restriktioner i Tyskland för användning av läkemedel med hydrokinon, där de endast kan användas för fall av patologisk pigmentering och får inte användas för barn och ungdomar under 12 år [20] .

Biologisk roll

Det har en svag desinfektionseffekt som liknar fenol [8] .

Säkerhet, arbetsskydd

Det är giftigt i stora mängder. LD50 är 302 mg/kg (råttor, oralt). När det intas oxideras det till 4-bensokinon, som omvandlar hemoglobin till methemoglobin . Kan orsaka ögonskador - konjunktivit och huddermatit . MPC för aerosol är 2 mg/m 3 . NFPA 704 betyg : hälsorisk: 2, brandfarlighet: 1, instabilitet: 1. Bekräftat vara cancerframkallande för djur med okänd relevans för människor [21] [8] [2] .

Anteckningar

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

Litteratur

• Gurlev D.S. Handbook of photography (bearbetning av fotografiskt material). - K . : Technika, 1988. - 335 sid. — ISBN 5-335-00125-4 .
• Karpova N. B. Hydrokinon: artikel // Chemical Encyclopedia / Editorial Board: Knunyants I. L. et al - M  .: Soviet Encyclopedia , 1988. - T. 1: A-Darzana. - S. 570. - 623 sid.
• Medvedev S. Hydrokinon: artikel // Teknisk uppslagsverk / kap. ed. Mårtens L. K. . - M .  : Joint Stock Company "Sovjetiska uppslagsverket", 1929. - T. 5. - S. 569.
• Monomerer för polykondensation / utg. J. Still , T. W. Campbell ; per. från engelska. Vygodsky Ya. S., röd. Korshak V.V. - Världen, 1976.
• Pryanishnikov N.D. Workshop om organisk kemi. - M . : Statens vetenskapliga och tekniska förlag för kemisk litteratur, 1956. - 244 sid.
• Redko AV Kemi av fotografiska processer. - St Petersburg.  : NPO "Professional", 2006. - S. 837-954. — 1464 sid. - (Ny uppslagsbok av en kemist och teknolog / ed. Moskvin A.V.; nummer. Allmän information. Materiens struktur. Fysikaliska egenskaper hos de viktigaste ämnena. Aromatiska föreningar. Kemi av fotografiska processer. Nomenklatur av organiska föreningar. Teknik för laboratoriearbete Grunderna i tekniken.). — ISBN 978-5-91259-013-9 .
• ST/ESA/282: Konsoliderad lista över varor vars konsumtion och/eller försäljning är förbjuden, indragen, strängt begränsade eller inte godkända av regeringar. Mediciner . - åttonde upplagan. - New York: United Nations , 2006. Arkiverad 22 oktober 2019 på Wayback Machine
• Allen E., Triantaphillidou S. The Manual of Photograpy . — 10:e upplagan. — 2011.
• Suzuki R. Utvecklingsprocesser: artikel // Encyclopedia of twentieth-century photography  / Warren L., redaktör. - New York: Routledge: Tailor & Francis Group LLC, 2006. - T. Volym 1: A-F Index. - S. 382-389.

Länkar

• GOST 19627-74 Hydrokinon (paradioxibensen). Specifikationer (med ändringsförslag nr 1, 2, 3). . USSR State Committee for Standards . Hämtad: 19 november 2017. (obestämd)
• Tishchenko V. E. , Mendeleev D. I. , Lipsky A. A. Hydroquinone // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 volymer (82 volymer och 4 ytterligare). - St Petersburg. 1890-1907.
• Hydrokinon, labbkvalitet. Säkerhetsdatablad  . _ Fisher Scientific. Hämtad: 19 november 2017.

Ordböcker och uppslagsverk	Stor katalanska stor kines stor kines Stor norsk Stor ryss Great Soviet (1 upplaga) Brockhaus och Efron Cyril och Methodius Litet Brockhaus och Efron Britannica (online) Universalis
I bibliografiska kataloger	J9U : 987007533735805171 LCCN : sh85063488 NKC : ph114736