四羟基苯醌的合成及用途

简介

四羟基苯醌是一类常用的芳香族有机配体，常温下为固态粉体。该化合物在配位化学合成领域应用关键，既可与铁盐反应制备金属配位沉淀材料，也可与甲醇锂在无水无氧条件下反应，生成稳定的苯醌阴离子固态配合物，是合成多种功能性有机金属化合物的核心原料。

四羟基苯醌的性状

合成

将氰尿酰氯（0.75 mmol）、对苯二酚（1.125 mmol）和三乙胺（3.0 mmol）溶解在二氯甲烷（20 mL）中。将溶液转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中。添加CoP2@NF然后将复合材料样品放入聚四氟乙烯衬里的高压釜中。将反应混合物在120°C下保持12小时。随后将产品冷却至室温。用丙酮、去离子水和乙醇清洗反应混合物。在60°C下真空干燥反应混合物12小时得到标题化合物四羟基苯醌[1]。

用途

四羟基苯醌可作为配位配体，与铁盐反应合成金属有机配位沉淀物，用于制备功能配位材料。例如：将四羟基苯醌（30 mg，无水0.174 mmol）溶解在5ml DMF+5ml H2O中。将四羟基-1,4-苯醌水合物溶液转移到20ml小瓶中的FeSO4·7H2O（96.9mg，0.348mmol）的10mL H2O溶液中。将小瓶密封，然后转移到80°C的烤箱中。将小瓶在烤箱中放置12小时，以获得深色海军蓝沉淀物并过滤。用H2O（50mL×2）和丙酮（20ml×2）洗涤滤液。将残渣在60°C真空烘箱中干燥1小时，得到产品[2]。

此外，四羟基苯醌可在无氧避光的惰性环境下作为前驱原料，与甲醇锂反应制备稳定的苯醌阴离子配位固体产物。例如：在充氩手套箱中进行反应，以避免C6O6-4-阴离子氧化。在室温下，将20 mL基于MeOLi的溶液（Aldrich，1 M的MeOH溶液）缓慢加入到通过将60 mg四羟基苯醌（Fluka）溶解在无氧干燥的MeOH中制备的20 mL溶液中。观察立即出现的深紫色沉淀。134小时后，通过离心去除母液。用甲醇、THF和乙醚洗涤固体。将固体在真空中干燥过夜[3]。

参考文献

[1] A methodological approach for fabricating hybrid CoP2/THQ@NF electrocatalysts for enhanced HER catalytic performance By: Shen, Lin; et al. International Journal of Hydrogen Energy (2024), 61, 996-1003.

[2] Valence-Dependent Electrical Conductivity in a 3D Tetrahydroxyquinone-Based Metal-Organic Framework By: Chen, Gan; et al. Journal of the American Chemical Society (2020), 142(51), 21243-21248.

[3] Lithium Salt of Tetrahydroxybenzoquinone: Toward the Development of a Sustainable Li-Ion Battery By: Chen, Haiyan; et al. Journal of the American Chemical Society (2009), 131(25), 8984-8988.