2,5-二叔丁基-1,4-苯醌的应用与研究

2025/12/26 9:47:31 作者:风华

简述

2,5-二叔丁基-1,4-苯醌(英文名:2,5-Di-tert-butyl-1,4-benzoquinone)又名2,5-二叔丁对苯醌,分子式为C14H20O2。该物质在化学结构上具有苯环结构,特别是具有对苯醌的核心结构与普遍报道的吸器诱导物质DMBQ结构类似,故而其有可能在寄生植物根际的氧化还原反应中发生电子转移,在酚、醌和半醌的状态转换过程中给予吸器形成的某种信号[1]

2,5-二叔丁基-1,4-苯醌.jpg

一般而言,2,5-二叔丁基-1,4-苯醌性状为黄色结晶粉末,常温常压下可以稳定存在,但需要避免与氧化性物质直接接触。

应用

综合研究2,5-二叔丁基-1,4-苯醌的相关文献,该物质不仅应用于材料化学领域,在药物合成与电池制备等领域同样具有较大应用价值。下面,就部分应用实例展开详细介绍:

材料化学领域,金属有机配位聚合物具备稳定性好、易回收等优点,在催化、能源、分离、药物传输等领域具有广泛的潜在应用前景。通过选择2,5-二叔丁基-1,4-苯醌作为聚合物单体,在超声辅助合成的条件下,与四氨基酞菁钴聚合可以得到Co-Pc金属有机配位聚合物纳米片,厚度为4-5nm。相比常用的对苯二甲醛,2,5-二叔丁基-1,4-苯醌能够在一定程度上增大层间距,削弱层间的相互作用力,进而能够在超声辅助剥离的条件下得到金属有机配位聚合物的二维材料[2]

药物合成领域则公开了苯醌衍生物(2,5-二甲基对苯醌或2,5-二叔丁基-1,4-苯醌)在制备抗肝纤维化药物中的应用。研究表明2,5-二甲基对苯醌或2,5-二叔丁基-1,4-苯醌均能够通过调节TLR4信号通路,减少LPS受体蛋白CD14和TLR4及降低pPI3K及pAKt蛋白的表达来抑制LPS引起HSC细胞的活化;同时通过降低Procaspase3,Bcl2/Bax,XIAP,FILP蛋白的表达来促使活化的HSC细胞凋亡;最终通过降低αSMA及CollagenⅠ的表达而表现出一定的抗肝纤维化的活性。因此,该类化合物在用于制备抗肝纤维化的药物时具有一定的新应用[3]

除上述应用,2,5-二叔丁基-1,4-苯醌在电池工业也有重要应用,尤其是合成苯醌类有机物改性的锂离子电池用正极。相关正极材料(透射电镜图如下)的活性组分包括层状富锂锰氧化物正极材料和包覆于层状富锂锰氧化物正极材料表面的含苯醌类有机物的包覆层。其中,苯醌类有机物选自1,4-苯醌,2,5-二叔丁基-1,4-苯醌,2,6-二叔丁基苯醌中的一种或多种。所得正极具有优异的高容量,高倍率性能,同时兼具较佳的循环稳定性[4]

正极片表面正极材料的透射电镜(TEM)图.png

有关研究

锂氧气电池由于其极高理论能量密度被认为是最有前途的能量存储系统之一,目前,其面临最大难题就是绝缘的Li2O2会导致反应动力学缓慢,过电位高,从而造成能量效率低和电化学稳定性差。虽然加入氧化还原介质(Redox Mediator,RM)在很大程度上降低了充电过电位,但部分氧化后的RM(RMox)或还原后的(RMre)会自发扩散到Li负极,与之发生副反应(称之为"穿梭效应")。这不仅导致了RM的降解,而且不可避免地造成Li负极的持续腐蚀,从而导致锂氧气电池的可持续性较差。基于以上问题,研究人员采用简单滴涂法制备聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)修饰的功能性隔膜(PEDOT:PSS-decorated隔膜),将其应用于含有2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)和2,5-二叔丁基-1,4-苯醌(DBBQ)作为混合型RM的锂氧气电池中。PEDOT:PSS是一种导电的高分子复合物,其PSS中的负电荷和PEDOT中的正电荷通过库仑相互作用与TEMPO+和DBBQ-相互作用,从而有效抑制了穿梭效应[5]

参考文献

[1]刘波.百蕊草吸器发育信号物质的分离鉴定及其相关基因的筛选[D].南京农业大学,2014.

[2]张小飞.金属有机配位聚合物的制备及其催化行为[D].哈尔滨工业大学.

[3]周鑫,苗宇,柳志学,等.苯醌衍生物在制备抗肝纤维化药物中的应用:CN201710057975.1[P].

[4]潘洪革,武志俊,金勤伟,等.一种苯醌类有机物改性的锂离子电池用正极及其制备方法和应用:CN202311313241.7[P].

[5]王莹.锂氧气电池中功能性隔膜的制备及其性能研究[D].东北师范大学,2021.

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