ХИНОНЫ

ХИНОНЫ — циклические дикетоны, обладающие некоторыми свойствами соединений ароматического ряда. В живых организмах хиноны участвуют в переносе электронов в процессе окислительного фосфорилирования (см. Окисление биологическое) и фотосинтеза (см.). Окислительно-восстановительные реакции (см.) с участием хинонов лежат в основе ферментации чая и табака. У плесневых грибов хиноны являются промежуточными продуктами в биосинтезе тетрациклинов (см.) и афлатоксинов (см.), а также пигментами (см.). К таким пигментам относятся, например, фумигатин, спинулозин, фоэнцитин и др. В ряде растений содержатся хиноны, обладающие свойствами антибиотиков (см.), таков бифлорин из Capraria biflora, или красителей — лаусон из хны, ализарин из корней марены, а также являющиеся токсическими веществами, например, тикхинон из древесины тика. В практической деятельности человека хиноны используются для фотографии, при изготовлении красителей (антрахиноновые, ализариновые красители и др.) или как дегидрирующие агенты при органическом синтезе, в том числе при синтезе ряда лекарственных средств. На производствах, связанных с их получением или использованием, хиноны могут представлять профессиональную вредность.

Родовое название «хинон» появилось после синтеза А. А. Вознесенским в 1838 году первого члена соединений этого ряда — 7г-бензохинона путем окисления хинной кислоты диоксидом (двуокисью) марганца в серной кислоте. Хиноны легко получаются окислением фенолов (см.), хинолов, ароматических аминов и диаминов. В качестве окислителей при этом используют соль Ферми (нитро-зодисульфонат калия), хромовую кислоту, карбонат серебра на целите, дифенилселеновый ангидрид и др. В живых организмах окисление фенолов до хинонов катализируется ферментом полифенолоксидазой (КФ 1.14.18.1).

В зависимости от структуры ароматической части молекулы различают бензохиноны, нафтохиноны, антрахиноны, фенантренхиноны, нафтаценхиноны, пентаценхиноны, бензантраценхиноны, дибензпиренхиноны и др. По расположению атомов кислорода хиноны делят на орто- и и арахиноны (мета-хинонов не существует). В большинстве случаев охиноны окрашены в оранжевый или красный цвет, «хиноны — в желтый. Простейший и-хинон — 1,4-бензохинон при кристаллизации из воды или петролейного эфира образует желтые призматические кристаллы с £°пл 116°, слегка растворимые в холодной воде. Кристаллы легко возгоняются, имеют едкий запах. Простейший о-хинон— 1,2-бензохинон образует неустойчивые ярко-красные пластинчатые кристаллы без запаха с г°пл 60—70°. Нафто-хиноны представляют собой летучие твердые вещества, но значительно менее реакционно-способные; 9,10-антрахинон — очень устойчивое бледно-желтое вещество с £°пл 286°, незначительно растворим в обычных органических растворителях.

Спектроскопические свойства хинонов напоминают свойства ненасыщенных кетонов. Хиноны, как и а,р-ненасыщенные кетоны, вступают в реакции замещения и присоединения. Характерным свойством хинонов является их способность восстанавливаться до полностью ароматических соединений — гидрохинонов (см.). Главная отличительная особенность хинонов заключается в том, что они принимают вначале один электрон с образованием семихиноновых анион-радикалов — функционально самой важной и универсальной группы свободных радикалов (см. Радикалы свободные) в живых клетках, постоянно образующихся в процессе обмена веществ и энергии (см.). Далее семихиноновый анион-радикал присоединяет еще один электрон и превращается в дианион. В живых организмах этот процесс обратимого восстановления определенной группы 2,3-диметокси- 5- метилбензохинонов с боковой цепью из различного числа изопреновых остатков, называемых убихинонами или коферментами Q (см. Коферменты) и пластохинонами, лежит в основе переноса электронов в дыхательных и фотосинтетических цепях, реакции окислительного фосфорилирования (см.).

Количественно хиноны определяют по разности поглощения света раствором до и после восстановления ди-тионитом или боргидридом натрия в щелочной среде (обычно при этом раствор окрашивается в ярко-красный или фиолетовый цвет); по реакции гидразонообразования с арилгидразинами; по цветной реакции с активными метиленовыми соединениями — нитрометаном, малононитрилом, ацетоуксусным эфиром, а также с аммиаком в спиртовых растворах.

Хиноны как профессиональная вредность. Многие хиноны используются в промышленном органическом синтезе, как исходные продукты при получении лекарственных средств, красителей, гидрохинона и др. Тетрахлорхинон входит в состав некоторых инсектицидов, 2,3-дихлор-1,4-нафтохинон применяют как фунгицид, для протравливания семян и др., 9,10-антрахинон используют в качестве репеллента. При работе с хинонами необходимо учитывать, что при длительном контакте почти все они могут быть причиной развития анемии (см.), метгемо-глобинемии (см.), вызывать поражения печени, нарушать обмен ряда витаминов (особенно аскорбиновой к-ты), угнетая активность многих ферментных систем, блокировать SH-ферменты. Есть данные, что хиноны способны кумулироваться в организме, особенно в жировой ткани. Из организма человека они выводятся частично в неизмененном виде, частично в виде конъюгатов с глюкуроновой и серной кислотами. Пары и аэрозоли хинонов оказывают раздражающее действие на слизистую оболочку верхних дыхательных путей и конъюнктиву.

Отмечено, что токсичность хинонов снижается от бензохинонов к нафтохинонам; введение в молекулу хинонов галогенов (см.) также уменьшает их токсические свойства.

Хрон. отравления парами и аэрозолями хинонов клинически проявляются резким раздражениехМ конъюнктивы, слезотечением, жжением в носоглотке, болью за грудиной, чувством стеснения в груди, одышкой, кашлем. Отмечены случаи контактных дерматитов (см.).

Острые отравления хинонами возможны при их приеме внутрь, однако картина острых отравлений изучена лишь в экспериментальных условиях. При введении в желудок экспериментальных животных летальных доз а-нафтохинона через 1 — 2 суток наступала смерть.

Неотложная терапия при ингаляционной интоксикации хинонами состоит в промывании глаз, носа и носоглотки 2% раствором гидрокарбоната натрия и закапывании в глаза 0,5% раствора дикаина, рекомендуются щелочные ингаляции, питье теплого молока с содой. Больному нужно обеспечить покой и тепло. В случае развития бронхоспазма (см.) в ингаляционные смеси добавляют эфедрин, при мучительном кашле назначают кодеин, дионин. При явлениях метгемоглобинемии пострадавшему дают аскорбиновую кислоту (0,5 г), цистамин (0,3 г) или витамин В6 (0,05 г), никотиновую кислоту (0,05 г) и липоевую кислоту (0,05 г). В тяжелых случаях необходима госпитализация. Дальнейшее лечение — симптоматическое, показана диетотерапия.

Меры профилактики интоксикации хинонами заключаются в устранении пылеобразования и удалении пыли и паров хинонов из воздуха рабочей зоны, обязательном применении промышленных респираторов (см.) типа «Лепесток-200», «Лепесток-5» с полумаской и др., защитных герметических очков (см.), защитных перчаток и спецодежды (см. Одежда специальная). Работающие в постоянном контакте с бензо-хинонами и нафтохинонами при приеме на работу должны проходить предварительный медосмотр (см. Медицинский осмотр) и периодические медосмотры не реже 1 раза в 12 месяцев. Противопоказаниями к поступлению на работу, связанную с контактом с хинонами, служат заболевания крови, печени, расстройства обмена веществ нейроэндокринного происхождения, болезни кожи и воспалительные заболевания глаз.

Предельно допустимые концентрации в воздухе рабочей зоны для /г-бензохинона 0,05 мг/м3, для тетрахлорхинона 1 мг/м3, для а-нафтохинона 0,1 мг/м3.

Библиогр.: Вредные вещества в промышленности, под ред. Н. В. Лазарева и Э. Н. Левиной, т. 2, с. 361, Л., 1976; Каррер П. Курс органической химии, пер. с нем., с. 72 и др., Л., 1960.

Н. Г. Будковская (гиг.), В. А. Пеккель (хим.).