Фенольные соединения

Характеристика фенольных соединений

Фенольные соединение – вещества ароматической природы, которые содержат одну или несколько гидроксильных групп, связанных с атомами углерода ароматического ядра.

Фенольные соединения представляют собой один из наиболее распространенных и многочисленных классов природных соединений, обладающих биологической активностью. Фенольные соединения наиболее распространены и свойственны практически каждому растению и даже каждой растительной клетке.

Отличной чертой фенольных соединений является формирование огромного числа соединений за счет модификаций молекулы и образования конъюгатов с разнообразными структурами. Из модификаций для фенольных соединений характерны образование глюкозидов, метилирование и метоксилирование. За счет гидроксильных и карбоксильных групп фенольные соединения могут связываться с сахарами, органическими кислотами, растительными аминами, алкалоидами. Помимо этого растительные фенолы могут соединяться с изопреноидами, образуя большую группу пренилированных фенолов. Такие свойства фенольных соединений обеспечивают огромное разнообразие структур, характерное для растительных фенолов.

По числу ОН-групп различают одноатомные (например, сам фенол), двухатомные (пирокатехин, резорцин, гидрохинон) и многоатомные (пирогаллол, флороглюцин и др.) фенольные соединения.

Фенольные соединения существуют в свободном виде и виде мономеров, димеров, олигомеров и полимеров, в основу классификации природных фенолов положен биогенетический принцип. В соответствии с современными представлениями о биосинтезе их можно разбить на несколько основных групп:

соединения С₆-ряда – простые фенолы, бензохиноны;

соединения С₆ – C₁-ряда – производные бензойной кислоты (фенольные кислоты);

соединения С₆ – C₂-ряда – фенолспирты и фенолуксусные кислоты, ацетофеноны;

соединения С₆ – C₃-ряда – производные фенилпропана (оксокоричные кислоты и спирты, фенилпропены, кумарины, изокумарины и хромоны);

соединения С₆ – C₁-C₆-ряда – бензофеноны и ксантоны;

соединения С₆ – C₂-C₆-ряда – стилбены и антрахиноны;

соединения С₆ – C₃-C₆-ряда – флавоноиды и изофлавоноиды;

соединения С₆ – C₃ – С₃ – C ₆ -ряда – лигнаны и неолигнаны;

полимерные фенольные соединения – лигнины, танины, танииды, меланины.

Индивидуальные флавоноиды могут быть названы по трем номенклатурам. Тривиальная номенклатура используются широко, в ней иногда указывают группу флавоноида или вид растения, послужившего источником для данного соединения. Например, названия, заканчивающейся на «-етин» обычно обозначают флавонолы (кверцетин), соединение трицин извлечен из растения, принадлежащего к роду Triticum. По рациональной номенклатуре в основе идет название структурного скелета, такие как флавон или халкон, например, 3,5,7,3’4′-пентагидроксифлавон. Наконец, флавоноидам может быть дано систематическое химическое название, например, 3,4-дигидро-2-фенил-2H-1-бензопиран для флавана, но этот метод является громоздким и используется редко [1].

Большинство флавоноидов – твердые кристаллические вещества, окрашенные в желтый цвет (флавоны, флавонолы, халконы, ауроны) или бесцветные (катехины, лейкоантоцианидины, флаваноны, изофлавоны). Наиболее яркие оттенки свойственны антоцианам, которые придают растительным тканям красную, синюю или фиолетовую окраску. Гликозилированные формы, как правило, хорошо растворимы в воде, нерастворимы или малорастворимы в органических растворителях (хлороформ, эфир и др.). Агликоны хорошо растворяются в низших спиртах (метиловом и этиловом), ацетоне, этилацетате и в растворах щелочей.

О-гликозиды при действии разбавленных минеральных кислот и ферментов более или менее легко гидролизуются до агликона и углеводного остатка. С-гликозиды с трудом расщепляются лишь при действии крепких кислот (концентрированная хлористоводородная или уксусная кислоты) или их смесей при длительном нагревании.

Легко окисляются в присутствии кислорода, под действием света и щелочей катехины и лейкоантоцианидины, превращаясь в окрашенные соединения – продукты конденсации, вплоть до высокомолекулярных полимерных форм. Остальные флавоноиды более устойчивы к окислению.

В зависимости от структуры фенольные соединения имеют разную биологическую активность и играют важную роль в растительном организме. В первую очередь это защитные вещества против различного рода патогенных микроорганизмов, а так же против насекомых и травоядных животных. Кроме того, они определяют свойства древесины и коры, обеспечивают различную окраску лепестков цветков и других частей растения. В растениях фенольные соединения играют важную роль в некоторых промежуточных этапах процесса дыхания. Установлено, что некоторые фенольные соединения играют важную роль в фотосинтезе в качестве кофакторов. Они используются растениями как энергический материал для разнообразных процессов жизнедеятельности, являются регуляторами роста, развития и репродукции, оказывая при этом как стимулирующее, так и ингибирующее воздействие.

Фенольные соединения имеют большое практическое значение для человека, обладая широким спектром фармакологического действия, при этом сила проявляемых ими эффектов зависит от многообразия их структур.

Токсичность фенольных соединений невелика и составляет следующий ряд, в котором первые два вещества практически безвредны: флавоноиды

Фенольные соединения

ФЕНОЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ — вещества ароматической природы, которые содержат одну или несколько гидроксильных групп, связанных с атомами углерода ароматического ядра. Среди продуктов вторичного происхождения

Фенольные соединения наиболее распространены и свойственны каждому растению и даже каждой растительной клетке. По числу OH-групп различают одноатомные (например, сам фенол), двухатомные (пирокатехин, резорцин, гидрохинон) и многоатомные (пирогаллол, флороглюцин и др.) фенольные соединения.

Фенольные соединения могут быть в виде мономеров димеров, олигомеров и полимеров, в основу классификации природных фенолов положен биогенетический принцип. В соответствии с современными представлениями о биосинтезе их можно разбить на несколько основных групп:

• соединения С₆-ряда — простые фенолы;
• соединения С₆ — С₁-ряда — производные бензойной кислоты (фенольные кислоты);
• соединения С₆ — С₂-ряда — фенолоспирты и фенилуксусные кислоты;
• соединения С₆ — С₃-ряда — производные фенилпропана (оксикоричные кислоты и спирты, кумарины);
• соединения С₆ — С₃ — С₆-ряда — флавоноиды и изофлавоноиды;
• соединения С₆ — С₃ — С₃ — C₆-ряда — лигнаны;
• производные антрацена;
• полимерные фенольные соединения — лигнин, танниды, меланины.

Фенольные соединения — бесцветные или окрашенные с характерным запахом кристаллы или аморфные вещества, реже жидкости, хорошо растворимые в органических растворителях (спирт, эфир, хлороформ, этилацетат) или в воде. Обладая кислотными свойствами, они образуют со щелочами солеобразные продукты — феноляты. Важнейшее свойство фенольных соединений — их способность к окислению с образованием хинонных форм. Особенно легко окисляются полифенолы в щелочной среде под действием кислорода воздуха. Фенолы способны давать окрашенные комплексы с ионами тяжелых металлов, что характерно для o-диоксипроизводных. Фенольные соединения вступают в реакции сочетания с диазониевыми соединениями. При этом образуются продукты с разнообразной окраской что часто используется в аналитической практике. Кроме общих для всех фенолов качественных реакций имеются специфические групповые реакции.

В растениях фенольные соединения играют важную роль в некоторых промежуточных этапах процесса дыхания. Участвуя в окислительно-восстановительных реакциях, они служат связующим звеном между водородом дыхательного субстрата и кислородом атмосферы. Установлено, что некоторые фенольные соединения играют важную роль в фотосинтезе в качестве кофакторов. Они используются растениями как энергетический материал для разнообразных процессов жизнедеятельности, являются регуляторами роста, развития и репродукции, оказывая при этом как стимулирующее, так и ингибирующее воздействие. Известна антиоксидантная активность многих фенолов, они все более широко применяются в пищевой промышленности для стабилизации жиров.

Препараты на основе фенольных соединений используют в качестве антимикробных, противовоспалительных, желчегонных, диуретических, гипотензивных, тонизирующих, вяжущих и слабительных средств.

ПРОСТЫЕ ФЕНОЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ;

Простые фенольные соединения – это соединения с одним бензольным кольцом, имеющие структуру С₆, С₆-С₁, С₆-С₂, С₆-С₃. Простейшие фенольные соединения с одним бензольным кольцом и одной или несколькими гидроксильными группами в растениях встречаются редко, чаще они находятся в связанном виде (в форме гликозидов или сложных эфиров) или же являются структурными единицами более сложных соединений. Наиболее широко в растениях представлены фенологликозиды – соединения, в которых гидроксильная группа связана с сахаром. Классификация простых фенольных соединений представлена на схеме.

Классификация простых фенольных соединений

I. С₆ – ряд – фенолы.