18.25: Oxydation des phénols en quinones

En présence d'agents oxydants, les phénols sont oxydés en quinones. Les quinones peuvent être facilement réduites en phénols à l’aide d’agents réducteurs doux. Le groupe hydroxyle donneur d'électrons améliore la réactivité du cycle aromatique, permettant l'oxydation du cycle même en l'absence d'hydrogène α.

Les o-hydroxyphénols sont oxydés en o-quinones et les p-hydroxyphénols en p-quinones. De telles réactions redox impliquent le transfert de deux électrons et de deux protons. La propriété rédox réversible est cruciale dans plusieurs systèmes physiologiques pour catalyser les réactions biologiques. Par exemple, la respiration cellulaire utilise les ubiquinones ou la coenzyme Q comme médiateurs électroniques pour réduire l’oxygène moléculaire en eau. Le groupe fonctionnel le plus important de la vitamine K2, impliquée dans la coagulation sanguine, est la quinone. Les quinones sont également présentes dans la ménadione, qui est un supplément synthétique de vitamine K2.

Les phénols, comme les alcools 1° et 2°, subissent une oxydation, même s’ils ne contiennent pas d’hydrogènes α. Le groupe -OH, donneur d’électrons, favorise l’oxydation facile des phénols en quinones.

Les 1,2- et 1,4-benzènediols s’oxydent en O- et P-quinones, respectivement. Cependant, les quinones peuvent être facilement réduites en benzènediols à l’aide d’agents réducteurs doux.

Comme les phénols n’ont pas d’hydrogènes ɑ, leur voie d’oxydation est légèrement différente et implique la perte de deux électrons et de deux protons.

La réaction commence par la perte d’un électron d’une molécule d’hydroquinone pour générer le cation radicalaire. La déprotonation ultérieure par l’eau produit un radical semiquinone qui est stabilisé par résonance.

La perte d’un autre électron génère la quinone protonée, qui est finalement éteinte par l’eau pour produire de la p-quinone.

La propriété redox des quinones les rend aptes à catalyser des fonctions physiologiques, comme la respiration cellulaire.