18.25: Oxidación de fenoles a quinonas

En presencia de agentes oxidantes, los fenoles se oxidan a quinonas. Las quinonas se pueden reducir fácilmente a fenoles utilizando agentes reductores suaves. El grupo hidroxilo donador de electrones mejora la reactividad del anillo aromático, permitiendo la oxidación del anillo incluso en ausencia de hidrógeno α.

Los o-hidroxifenoles se oxidan a o-quinonas y los p-hidroxifenoles a p-quinonas. Estas reacciones redox implican la transferencia de dos electrones y dos protones. La propiedad redox reversible es crucial en varios sistemas fisiológicos para catalizar reacciones biológicas. Por ejemplo, la respiración celular utiliza ubiquinonas o coenzima Q como mediadores electrónicos para reducir el oxígeno molecular a agua. El grupo funcional más importante de la vitamina K2, que participa en la coagulación de la sangre, es la quinona. Las quinonas también están presentes en la menadiona, que es un suplemento sintético de vitamina K2.

Los fenoles, al igual que los alcoholes 1° y 2°, sufren oxidación, aunque no contengan α hidrógenos. El grupo –OH donante de electrones promueve la fácil oxidación de los fenoles a quinonas.

Los 1,2- y 1,4-bencendioles se oxidan a O- y P-quinonas, respectivamente. Sin embargo, las quinonas pueden reducirse fácilmente a bencendioles utilizando agentes reductores suaves.

Dado que los fenoles no tienen hidrógenos, su vía de oxidación es ligeramente diferente e implica la pérdida de dos electrones y dos protones.

La reacción comienza con una molécula de hidroquinona que pierde un electrón para generar el catión radical. La posterior desprotonación por agua produce un radical semiquinona que se estabiliza por resonancia.

La pérdida de otro electrón genera la quinona protonada, que finalmente es apagada por el agua para producir p-quinona.

La propiedad redox de las quinonas las hace adecuadas para catalizar funciones fisiológicas, como la respiración celular.