4-甲基-1,3-苯二酚
[CAS 496-73-1]

基本信息

• 产品分类: 化学试剂 >> 有机试剂 >> 酚类
• 产品名称: 4-甲基-1,3-苯二酚
• 英文名: 4-Methyl-1,3-benzenediol
• 别名: 1,3-Dihydroxy-4-methylbenzene; 2,4-Dihydroxyphenylmethane; 2,4-Dihydroxytoluene; 2,4-Toluenediol; 4-Methylresorcinol; 4-Methyl-1,3-dihydroxybenzene
• 分子式: C₇H₈O₂
• 分子量: 124.14
• CAS 登录号: 496-73-1
• EC 号码: 207-827-8
• 分子行输入简码SMILES: CC1=C(C=C(C=C1)O)O

物理化学性质

• 密度: 1.2±0.1 g/cm³ 计算值^*
• 熔点: 104 - 108 °C (实验值)
• 沸点: 264.0 °C 760 mmHg (计算值)^*
• 闪点: 130.1±13.6 °C (计算值)^*
• 折射率: 1.595 (计算值)^*

^* 使用计算机软件 Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software.

安全数据

• 危险品标志: GHS07 警告
• 危害标签: H315-H319-H335
• 防护标签: P261-P264-P264+P265-P271-P280-P302+P352-P304+P340-P305+P351+P338-P319-P321-P332+P317-P337+P317-P362+P364-P403+P233-P405-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
眼刺激	Eye Irrit.	2	H319
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	3	H335

chemBlink 化学品故事

4-甲基-1,3-苯二酚（CAS 496-73-1）是间苯二酚的一种甲基取代衍生物，也称为 4-甲基间苯二酚或 2,4-二羟基甲苯。其分子式为 C₇H₈O₂，分子量为 124.14。分子中含有两个处于间位关系的酚羟基，同时在芳香环上增加了一个甲基。

从结构式上看，它与间苯二酚的差别非常小。间苯二酚就是 1,3-苯二酚，而 4-甲基间苯二酚只不过在芳香环上增加了一个 CH₃。但是，对于芳香化合物来说，用一个甲基取代一个氢，就会改变分子的对称性、电子分布、空间环境以及芳香环上其余位置的相对反应性。

两个酚羟基对这种分子的化学性质具有重要影响。酚羟基可以通过共振作用向芳香环提供电子，因此会明显影响芳香亲电取代反应。甲基同样具有一定的供电子作用，不过作用方式有所不同。当芳香环上已经存在三个取代基时，电子效应和空间效应会共同决定下一次反应最容易发生在哪一个位置。

因此，4-甲基间苯二酚可以作为有机合成中的结构单元。化学家可以继续在富电子芳香环上引入其他取代基，也可以对两个羟基进行醚化、酯化等反应，由这个相当简单的分子逐步构建更加复杂的芳香化合物。

一个有实验记录的例子来自模拟天然产物形成过程的研究。研究人员使用商品化的 4-甲基间苯二酚作为起始原料，通过傅-克酰基化反应在芳香环上引入乙酰基。在优化条件下，以乙酸和三氟化硼乙醚络合物进行反应，得到 2-乙酰基-4-甲基间苯二酚，报道收率为 71%。

这个实验很好地说明了原有取代基怎样影响后续分子建造。两个羟基使芳香环具有较高的电子密度，而甲基和两个羟基已经占据的具体位置，又使剩余的几个碳原子不再完全等价。化学家正是利用这些差别，有选择地在芳香环上继续增加新的结构。

这个小分子还有另外一个很有意思的方面：生物体系同样能够识别它的取代方式。

酪氨酸酶是一种含铜酶，在黑色素形成过程中具有重要作用。它能够催化多种酚类物质的氧化反应，因此也是色素形成以及植物组织酶促褐变研究中的重要对象。

包括 4-甲基间苯二酚在内的一些间苯二酚衍生物曾经被用于酪氨酸酶相关研究。这类化合物有时被描述为酪氨酸酶抑制剂，也就是说，它们似乎能够降低这种酶所催化的正常反应。

但是，更深入的动力学研究发现，情况并没有“抑制剂”三个字那么简单。针对酪氨酸酶与间苯二酚类化合物相互作用的研究表明，4-甲基间苯二酚等物质还可能作为这种酶的另一类底物，而不仅仅是传统意义上只负责阻止酶反应的抑制剂。

这个区别非常重要。抑制剂主要降低酶的催化作用，而底物则真正进入催化过程并发生化学变化。如果一种化合物能够与正常底物竞争酶的活性中心，同时自己又能够被酶转化，那么在某些实验条件下，它也可能表现出降低正常反应速度的现象。

这个例子说明，生物化学中的名称有时会掩盖更加复杂的分子过程。仅仅观察到某种物质减少了一个反应产物，并不能立即证明它究竟怎样影响酶。研究人员还需要通过反应动力学和产物分析，判断它究竟是在阻断酶、竞争活性中心，还是自己也成为酶处理的对象。

4-甲基间苯二酚还出现在另一个很有意思的生物催化研究中。研究人员对一种细菌产生的甲苯-邻二甲苯单加氧酶进行了蛋白质工程改造，通过改变酶蛋白中的特定氨基酸，成功改变了它对芳香化合物进行羟基化时的位置选择性。

经过改造的酶能够以甲酚类化合物为原料生成 4-甲基间苯二酚。这个实验把通常的有机合成思路完全倒了过来：化学家不是更换反应试剂来决定羟基应该加到芳香环的哪个位置，而是改变催化酶本身，让蛋白质决定反应发生的位置。

位置选择性是芳香化学中经常遇到的问题。一个芳香环上可能有几个看起来很相似的碳原子，但是目标产品通常要求反应只发生在其中一个位置。酶能够利用三维活性中心把底物固定在特定方向，从而使某一个位置更接近真正发生化学反应的催化中心。

蛋白质工程则进一步使这种选择性变得可以调节。改变活性中心附近的某些氨基酸，会改变内部空间的大小、形状和化学环境，于是同一个底物进入酶以后可能采用不同的排列方向，最终形成不同的产物。

因此，4-甲基间苯二酚这个结构简单的小分子，恰好把传统有机化学和酶催化联系在一起。在烧瓶中，它的两个羟基和一个甲基共同决定富电子芳香环怎样继续反应；进入酶的活性中心以后，同样的分子形状又成为蛋白质必须识别和定位的对象。

4-甲基间苯二酚在普通条件下为固体，参考资料报道其熔点约为 104-108 °C。看起来非常简单的芳香结构，实际上同时具有酚类化合物的典型反应性，以及多个取代基共同造成的位置选择效应。

因此，这个分子的故事并不只是“间苯二酚多了一个甲基”。在芳香化学中，位置非常重要。即使只增加一个很小的取代基，也会改变哪些碳原子彼此等价、哪些位置容易接近，以及电子怎样在整个芳香环中分布。

在生物化学中，这种位置差异甚至更加重要。酶并不是简单地计算一个分子含有几个羟基或者几个碳原子，而是识别这些基团在三维空间中的具体排列。一个只有一个碳原子的甲基，因此也可能改变整个分子怎样进入酶的活性中心，以及随后发生什么反应。

References

1. NIST Chemistry WebBook. 4-Methylresorcinol, CAS 496-73-1.
https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C496731

2. PubChem. 1,3-Benzenediol, 4-methyl-, CID 10333.
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/10333

3. Garcia-Molina, M. M. et al. (2016). "Characterization of the action of tyrosinase on resorcinols." Bioorganic & Medicinal Chemistry.

4. Vardar, G.; Wood, T. K. (2004). "Protein Engineering of Toluene-o-Xylene Monooxygenase from Pseudomonas stutzeri OX1 for Synthesizing 4-Methylresorcinol, Methylhydroquinone, and Pyrogallol." Applied and Environmental Microbiology, 70, 3253-3262.
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC427803/

5. Studies of 4-methylresorcinol as a starting material for substituted resorcinols and ortho-quinone-methide precursors.