Хиноны - это циклические карбонильные соединения, в которых отсутствует ароматический характер, но их легко получают из ароматических соединений или других продуктов. По строению - это ненасыщенные сопряженные циклические дикетоны. Они различаются количеством циклов в молекуле, положением карбонильных групп, присутствием других заместителей:
Рисунок 1.
Хиноны довольно широко распространены в природе и характеризуются большим структурным разнообразием. Достаточно часто они присутствуют в природных источниках в чрезвычайно малых концентрациях. Распространены они преимущественно в высших растениях, лишайниках, грибах, бактериях и в некоторых зеленых растениях. Примером может служить Adonis vemalis, в этом растении был найден один из самых простых бензохинонов - 2,6 диметокси-п-хинон и многие другие, о которых речь пойдет ниже. Многие природные хиноны обладают лечебными свойствами и являются действующими соединениями лекарственного растительного сырья.
Все хиноны преимущественно делят на нафтохиноны, бензохиноны, антрахиноны и высшие хиноны.
Бензохиноны
Эти соединения были выделены преимущественно из грибов и различных тканей высших растений. Их насчитывается около 100 и почти все они являются 1,4-бензохинонами. К бензохинонам относятся важные в биологическом смысле молекулы -пластохинон (1) и убихинон (2). Чаще всего встречается убихинон-9 и убихинон-10 с 9 и 10 изопреновыми остатками.
(1) пластохинон
Рисунок 2.
(2) убихинон
Рисунок 3.
Нафтохиноны
Природные нафтохиноны включают витамин $K$, филлохинон (3) и менахинон (4). Это широко распространенные и очень важные в биологическом смысле молекулы. Филлохинон (витамин $K1$) из высших растений имеет фенольную боковую цепь. Распространение других нафтохинонов в растениях систематически не изучалось. 1,4-нафтохинон распространен в различных тканях высших растений - в листьях, цветах, плодах и корнях. Среди самых известных примеров можно назвать юглон (5) и его производные из зеленых частей грецкого ореха (Juglans regia).
(3) филлохинон
Рисунок 4.
(4) менахинон
Рисунок 5.
(5) юглон
Рисунок 6.
Антрахиноны
Антрахиноны является крупнейшей группой природных. Самым распространенным антрахиноном является эмодин (6), который был выделен из заплесневелых и высших грибов, цветочных растений и насекомых. Известно, что в свежесрезанных растительных тканях его содержится очень мало или он вообще отсутствует. Самым известным антрахиноном высших растений является ализарин (7) (производное хризацина) - главный пигмент марены Rubia tinctorium, полученный из корней этого растения. Природные антрахиноны являются производными антрацена. Их разнообразие обусловлено наличием в структуре от одного до 8 заместителей в $\alpha$ и $\beta$ положениях колец $A$ и $C$. Проявляются они в основном в растительных семействах Polygonaceae, Rubiaceae, Rhamnaceae, Leguminosea и других.
(6) эмодин
Рисунок 7.
(7) ализарин
Рисунок 8.
Высшие хиноны
Среди высших или сложных хинонов интересными с точки зрения ученых является афины, которые изучены лучше всего. Афины - это производные протоафинов, которые содержатся в гемолимфе различных тлей. Самым известным высшими хинонами среди выделенных из растений, является гиперицин (8), который содержится в растениях рода Hypericum и несколько других соединений известных как фрингелиты (9). Гиперицин и фрингелиты - это диммерные антрахиноны.
(8) гиперицин
Рисунок 9.
(9) фрингелит
Рисунок 10.
Получение хинонов
Впервые п-бензохинон был добыт А. Воскресенским 1838 при окислении природной хиннои (1,3,4,5-тетрагидроксициклогексан-1-карбо-новой) кислоты, откуда такие соединения и получили свое название. Получают хиноны окислением двухатомных фенолов или аренаминов, фенилендиамин. Окисления аминов с образованием хинонов можно показать следующим образом:
Рисунок 11.
Окисление фенилендиаминов также проходит через стадию образования иминов, которые гидролизуются дальше в соответствующие хиноны:
Рисунок 12.
