Органические соединения ароматического ряда, содержащие в молекуле одну или несколько гидроксильных групп, связанных с атомом углерода ароматического ядра. Фенолы и продукты их превращений являются природными эндогенными антиоксидантами (см. Антиокислители) в растительных и животных клетках. Эти соединения обладают бактерицидными свойствами, в медицине используются для дезинфекции (см. Дезинфицирующие средства) и в качестве лекарственных средств с антисептическим действием (см. Антисептические средства). В медицинской и пищевой промышленности фенолы используют в качестве консервантов. Многие синтетические производные фенола (простые эфиры, галоидные производные и др.) применяют для самых различных целей, например ксероформ - как антисептическое средство, дифениловый эфир - как теплоноситель, нитропроизводные (пикриновая кислота и др.) являются взрывчатыми веществами. Фенолы служат исходным сырьем для промышленного синтеза многих лекарственных средств, пластмасс, красителей. Многоатомные фенолы применяют в качестве антиоксидантов в фармацевтической, пищевой и парфюмерной промышленности, проявителей в фотографии, как стабилизирующие, консервирующие добавки в химические и нефтехимические промышленности. Некоторые фенолы токсичны: на производствах, связанных с их получением или использованием, они могут представлять профессиональную вредность.
По числу гидроксильных групп, присоединенных к бензольному кольцу (см. Бензол), фенолы делят на одно-, двух- и трехатомные. Первым представителем ряда фенолов, по которому названа вся группа этих соединений, является фенол, оксибензол, или карболовая кислота (см.); двухатомные фенолы - пирокатехин, или о-диоксибензол, гидрохинон (см.), или n-диоксибензол, резорцин (см.), или м-диоксибензол; трехатомные фенолы - пирогаллол (см.), или 1,2,3-триоксибензол, оксигидрохинон, или 1,2,4-триоксибензол, флороглюцин, или 1,3,5-триоксибензол. К фенолам относятся крезолы (см.) - оксипроизводные толуола (см.), ксиленолы - оксипроизводные ксилолов (см.).
В природе фенолы редко встречаются в свободном виде. В растениях они содержатся в виде различных производных, например, эвгенол - в гвоздичном масле, сафрол - в сассафросовом масле. Особенно много производных фенола в плодах цитрусовых. В небольших количествах фенолы присутствуют во всех плодах и фруктах. С пищей человек получает в сутки около 50 мг фенолов.
Фенолы в подавляющем большинстве являются бесцветными кристаллическими веществами, одноатомные фенолы обладают характерным интенсивным запахом, легко отгоняются с водяным паром. Многие фенолы хорошо растворимы в воде и бензоле, все фенолы хорошо растворяются в спирте. Фенолы обладают кислотными свойствами, реагируют со щелочами, образуя соли (феноляты). На этом свойстве основано выделение фенолов методом экстрагирования каменноугольной смолы растворами щелочей или аммиачной водой. Фенолы проявляют также химические свойства оксисоединений (образуют простые и сложные эфиры), а также свойства соединений ароматического ряда. Фенолы легко окисляются. Их способность к окислению возрастает по мере увеличения числа гидроксильных групп в ароматическом ядре. Реакция окисления фенолов имеет очень большое значение в химии и биохимии этих соединений. В промышленности фенолы получают экстрагированием каменноугольной смолы, некоторые простые фенолы (карболовая кислота, резорцин, гидрохинон) получают синтетически.
В организме человека фенолы полностью окисляются или инактивируются другим путем (напр., путем метилирования). Не исключено, что фенолы, поступающие с пищей, используются для биосинтеза полифенолов: катехоламинов (см.), иидолиламинов, убихинонов (см. Коферменты).
Фенолы как профессиональная вредность
Фенолы могут поступать в организм людей, работающих в контакте с ними, через легкие, неповрежденную кожу и слизистые оболочки. Из организма человека фенолы выделяются с мочой (небольшая часть - с выдыхаемым воздухом), главным образом в виде конъюгатов с серной и глюкуроновой кислотами. Одноатомные фенолы, в том числе крезолы, ксиленолы и др., являются нервными ядами, действующими на центральную нервную систему, они также оказывают сильное прижигающее и раздражающее действие на кожу.
Галогенопроизводные одноатомных фенолов, в особенности ди- и трихлорфенолы, а также гексахлорфен (2-2"-диокси -3,5,6,3",5",6"-гексахлордифенилметан) могут в процессе производства и при реакции разложения образовывать исключительно токсичные диоксины, из которых наиболее известен 2,3,7,8-тетрахлордибензо-n-диоксин, или ТХДД. Диоксины даже в очень малых количествах проявляют дерматотоксические, гепатотоксические и нейротоксические свойства с отдаленным воздействием на генотип.
Многоатомные фенолы проявляют свойства кровяных ядов, вызывая образование метгемоглобина (см. Метгемоглобинемия), гемолиз (см.) с развитием гемолитической желтухи (см.). Из многоатомных фенолов очень токсичным является пирокатехин (наиболее токсичный из диоксибензолов). Резорцин (м-диоксибензол) менее токсичен, чем другие диоксибензолы, несмотря на выраженное резорбтивное действие. Пирогаллол, используемый в фармацевтической промышленности как исходный продукт для синтеза некоторых противоглистных средств (см.), вызывает образование метгемоглобина, очень токсичен.
При судебно-медицинском исследовании трупов людей, умерших от отравления фенолом, отмечают изменения, аналогичные изменениям, описанным при отравлении карболовой кислотой.
Картину хронического и острого отравления, первую помощь, неотложную терапию, лечение, профилактику отравлений фенолами - см. Карболовая кислота .
Препараты фенолов
К применяемым в медицинской практике препаратам фенола относят карболовую кислоту, трикрезол и другие крезолы, лизол (см.), резорцин (см.), а также фенилсалицилат (см.), при метаболизме которого в организме образуется фенол. Кроме того, фенолы являются действующим началом некоторых природных продуктов, например, березового дегтя (см. Дегти), используемых в качестве лекарственных средств.
Препараты фенола губительно влияют практически на все виды микроорганизмов (бактерии, простейшие, вирусы и др.), что обусловлено, по всей вероятности, способностью этих препаратов вызывать денатурацию белков. При нанесении на кожу в соответствующих концентрациях: препараты фенола оказывают местно-раздражающее и даже прижигающее действие. Отдельные препараты фенолов (резорцин, деготь березовый) при; местном применении вызывают кератопластический и кератолитический эффекты (см. Кератолитические, кератопластические средства).
В медицинской практике препараты фенола используют главным образом как антисептические и дезинфицирующие средства. Некоторые препараты (например, фенол, трикрезол) применяют для консервации вакцин, сывороток и инъекционных лекарственных форм. В качестве антисептиков в стоматологической практике применяют главным образом резорцин и трикрезол. Препараты фенола с кератолитическими и кератопластическими свойствами (резорцин, деготь березовый) используют местно при лечении ряда кожных заболеваний (себореи, экземы и др.). Фенилсалицилат применяют внутрь, (обычно в сочетании с другими препаратами) при заболеваниях кишечника (колитах, энтероколитах) и мочевых путей (пиелитах, пиелонефритах, циститах).
Побочное действие препаратов фенола при местном применении проявляется в основном признаками локального раздражения тканей.
Препараты фенола, отличающиеся высокой липофильностью (фенол, трикрезол), легко всасываются через кожу и слизистые оболочки (особенно при их повреждении), в связи с чем такие препараты даже при местном применении могут оказать неблагоприятное резорбтивное действие на организм и вызывать токсические явления (головокружение, головную боль, общую слабость, нарушения дыхания, снижение АД и др.).
По степени токсичности для человека препараты фенола отличаются друг от друга. Наиболее высокой токсичностью при приеме внутрь обладает фенол (карболовая кислота), наименее токсичен фенилсалицилат.
При приеме внутрь препараты фенола (кроме фенилсалицилата) могут вызывать острые отравления (см. Отравления , таблица).
Библиогр.: Барабой В. А. Биологическое действие растительных фенольных соединений, Киев, 1976; Биохимия фенольных соединений, под ред. Дж. Хар-борна, пер. с англ., М., 1968; Глазова О. И. Отравления и первая помощь при них, с. 55, М., 1944; 3 а п р о м ет о в М. Н. Основы биохимии фенольных соединений, М., 1974; Л у д е в и т Р. и Л ос К. Острые отравления, пер. с нем., с. 370, М., 1983; Малышева В. В. и др. Физиолого-гигиеническая характеристика условий труда и состояние здоровья рабочих в производстве фенолов методом полукоксования углей, Гиг. труда и проф. заболев., № 1, с. 18, 1967; М а ш к о в с к и й М. Д. Лекарственные средства, ч. 2, с. 404, М., 1984; Неотложная помощь при острых отравлениях, под ред. С. Н. Голикова, с. 174, М., 1977; Профессиональные болезни, под ред. А. А. Летавета, с. 306, М., 1973; Степанов А. В. Судебная химия (химикотоксикологический анализ) и определение профессиональных ядов, с. 112, 220, М., 1951; Ш в а й к о в а М. Д. Токсикологическая химия, с. 111, М., 1975.
3. А. Волкова (гиг.), В. К. Муратов (фарм.), Н. В. Проказова (биохим.).
Химическая классификация фитоантиципинов
Фенолы. К фенолам относят циклические соединения, содержащие ароматическое кольцо с фенильным гидроксилом или его замещенными радикалами (кислотным, альдегидным и проч.). Многие растительные фенолы помимо фенила (С6) содержат пропановый радикал (С3) и названы фенилпропаноидами.
Синтез фенолов осуществляется двумя путями (рис. 5.2): конденсацией молекул уксусной кислоты (ацетатный путь) и в результате метаболизма фосфорилированных сахаров (глюкозо-6-фосфата) через шикимовую кислоту и ароматические аминокислоты (шикиматный путь). Многие
сложные растительные фенолы, содержащие два фенольных кольца (фла- воноиды), образуются соединением колец, синтезированных по ацетатному и шикиматному путям.
Исследование растительных фенолов хорошо иллюстрирует условность деления антибиотических веществ на конституционные и индуци- бельные. Фенолы - нормальные метаболиты растений, ибо входят в состав пигментов, регуляторов роста, структурных элементов клеточных стенок. В то же время фенолы - стрессовые метаболиты, синтез которых резко возрастает при поранении или заражении. Поэтому основные ферменты, участвующие в синтезе и превращениях фенолов, и регуляция активности ферментов будут рассмотрены при описании вертикальной патосистемы, а в данном разделе познакомимся лишь с их влиянием на инфекционный процесс.
Окислительно-восстановительная реакция превращения фенолов в общем виде описывается следующим образом:
полифенолоксидаза
Vi 02 + дифенол хинон + Н20.
хинонредуктаза
Рис. 5.4. Терпеноиды. 1 - конденсация двух молекул изопрена;
2 - монотерпен; 3 - сесквитерпен мазонон
пятствует диффузии в клетки растений метаболитов патогенных организмов; обладает прямой токсичностью для микроорганизмов; может лигнифицировать внутрирастительные гифы грибов.
Терпеноиды. К терпеноидам относят соединения, синтезируемые из уксусной кислоты путем конденсации ее молекул. Первый продукт конденсации - изопрен - содержит 5 атомов углерода (С5, рис. 5.4, 1). В построении терпеноидов участвуют 2 группы ферментов - полимеразы, соединяющие молекулы изопрена в цепочку, и циклазы, осуществляющие преобразование цепочек в замкнутые кольца.
Конденсация двух молекул изопрена дает группу соединений, названных монотерпенами (Сю, рис. 5.4, 2). Эти низкомолекулярные, моноцикли- ческие, летучие вещества часто придают растениям специфические запахи.
Конденсация трех молекул изопрена приводит к образованию сескви- терпенов (С 15). Многие бициклические сесквитерпены обладают высокой токсичностью и являются важными факторами устойчивости растений (рис. 5.4, 3).
4 молекулы изопрена составляют дитерпены (С2о) - основные компоненты смол древесных растений. Многие дитерпены горькие на вкус (например, горький фактор огурца). 
6 молекул изопрена составляют основу большой группы тритерпе- нов (С3о). К ним относятся пентациклические тритерпеноиды (5 шестичленных циклов) и стероиды, ядро которых состоит из трех шестичленных циклов и одного пятичленного. Фитостерины (рис. 5.5) - необходимый компонент растительных мембран, а эргостерин - мембран многих грибов. Токсичность многих тритерпеноидов обусловлена их способностью связываться со стеринами мембран; в результате чего образуются поры в мембранах и происходит потеря клеточного содержимого в окружающую среду (лизис).
Рис. 5.6. Бета-каротин
В мертвых клетках коры многих деревьев присутствует токсичный для микроорганизмов дифенол пиносильвин (рис. 5.8), в клетках коры иль- мов - фактор устойчивости к голландской болезни сесквитерпен мазонон (рис. 5.4, 3).
Антимикробные вещества живых клеток. Большинство токсических веществ находится в живых клетках в форме гликозидов, которые, во-первых, менее токсичных, чем их
агликоны и, поэтому не опасны для клеточного Рис. 5.8. Пиносильвин
Реакция образования лактона - важный фактор устойчивости тюльпанов к Botrytis cinerea (рис. 5.11).
Терпеноидные гликозиды и гликоалкалоиды. Тритерпеноиды и стероиды образуют с сахарами гликозиды, мылящиеся в воде, и названные сапонинами (от латинского sapo - мыло). У большинства сапонинов олигоса- харидная цепь прикреплена к терпеноидному ядру в положении С-3, хотя у многих имеется дополнительная связь с глюкозой в положениях С-26 или С-28. Сапонины очень ядовиты, так как связываются со стеринами в мембранах (имеют высокий гемолитический индекс). Накапливающийся в корешках овса тритерпеноидный гликозид авенацин (рис. 5.12), является фактором устойчивости к корневой гнили, вызываемой грибом Gaeuman- nomyces graminis.^Стероидные гликозиды пасленовых имеют в своем составе азотсодержащий гетероцикл и названы гликоалкалоидами. Синтез гликоалкалоидов картофеля соланина и чаконина (рис. 5.13) индуцируется
Таблица 5.1
Роль гликоалкалоидов в возрастной устойчивости картофеля к Alternaria solani 
освещением, поэтому они накапливаются в листьях, ягодах (обусловливают их горький вкус) и озелененных на свету клубнях, которые становятся ядовитыми, но хорошо хранятся, не повреждаясь гнилями. Соланин и ча- конин подавляют рост фитопатогенных грибов in vitro и является фактором возрастной устойчивости картофеля (табл. 5.1).
Гликоалкалоид томатов томатин (рис. 5.13) накапливается в вакуолях листьев и зеленых плодов томатов. Он высоко токсичен для Cladospo- rium fulvum и других грибов (вызывает потерю электролитов через мембраны). Гликоалкалоид дикого картофеля Solanum demissum демиссин является репелентом для колорадского жука.
Тиогликозиды. До сих пор рассматривались соединения, связь которых с сахаром осуществлялась через кислород. У растений из семейств крестоцветные и каперцовые накапливаются соединения, агликон которых связан
140 2. Изменение чувствительного к токсину сайта. У гриба Stemphilium loti,
вызывающего пятнистость листьев цианогенного лядвенца, высокий вклад в дыхание приходится на альтернативный, нечувствительный к. цианиду путь.
3. Модификация токсических веществ до менее токсичных. Этот механизм патогенности широко распространен в мире фитопатогенов и будет рассмотрен в главе 6.
Коэволюция с растениями-хозяевами привела к тому, что некоторые химические факторы иммунитета вместо репеллентов (отпугивающих) превратились в аттрактанты (привлекающие паразита вещества). Так близкие по химической структуре стероидные гликоалкалоиды соланин и де- миссин оказывают противоположное действие на колорадского жука: первый привлекает, второй отпугивает. Запах горчичных масел, характерный для крестоцветных растений, служит капустной белянке сигналом при поиске мест для откладки яиц, т. е. репеллент для большинства насекомых стал аттрактантом для белянки; ее гусеницы едят даже фильтровальную бумагу, смоченную горчичными маслами.
Фенолы — органические вещества,молекулы которых содержат радикал фенил,связанный с одной или несколькими гидроксогруппами. Так же как и спирты, фенолы классифицируют по атомности, т.е. по количеству гидроксильных групп.
Одноатомные фенолы содержат в молекуле одну гидроксильную группу:
Многоатомные фенолы содержат в молекулах более одной гидроксильной группы:
Существуют и многоатомные фенолы, содержащие три и более гидроксильных групп в бензольном кольце.
Познакомимся поподробнее со строением и свойствами простейшего представителя этого класса- фенолом С 6 Н 5 ОН. Название этого вещества и легло в основу в основу названия всего касса — фенолы.
Физические свойства фенола
Фенол-твердое, бесцветное кристаллическое вещества, t°плавления=43°С, t°кипения=181°С, с резким характерным запахом.Ядовит.Фенол при комнатной температуре незначительно растворяется в воде. Водный раствор фенола называют карболовой кислотой.При попадании на кожу он вызывает ожоги,поэтому с фенолом нужно обращаться очень осторожно!
Химические свойства фенола
Фенолы в большинстве реакций по связи О–Н активнее , поскольку эта связь более полярна за счет смещения электронной плотности от атома кислорода в сторону бензольного кольца (участие неподеленной электронной пары атома кислорода в системе p-сопряжения). Кислотность фенолов значительно выше, чем спиртов. Для фенолов реакции разрыва связи С-О не характерны, поскольку атом кислорода прочно связан с атомом углерода бензольного кольца за счет участия своей неподеленной электронной пары в системе сопряжения. Взаимное влияние атомов в молекуле фенола проявляется не только в особенностях поведения гидроксигруппы, но и в большей реакционной способности бензольного ядра. Гидроксильная группа повышает электронную плотность в бензольном кольце, особенно, в орто- и пара-положениях ( ОН-группы)
Кислотные свойства фенола
Атом водорода гидроксильной группы обладает кислотным характером. Т.к. кислотные свойства у фенола выражены сильнее, чем у воды и спиртов, то фенол реагирует не только с щелочными металлами, но и со щелочами с образованием фенолятов:
Кислотность фенолов зависит от природы заместителей (донор или акцептор электронной плотности), положения относительно ОН-группы и от количества заместителей. Наибольшее влияние на ОН-кислотность фенолов оказывают группы, расположенные в орто- и пара-положениях. Доноры увеличивают прочность связи О-Н (тем самым уменьшая подвижность водорода и кислотные свойства), акцепторы уменьшают прочность связи О-Н, при этом кислотность возрастает:
Однако кислотные свойства у фенола выражены слабее, чем у неорганический и карбоновых кислот. Так, например, кислотные свойства фенола примерно в 3000 раз меньше,чем у угольной кислоты. Поэтому, пропуская через водный раствор фенолята натрия углекислый газ, можно выделить свободный фенол.
Добавление к водному раствору фенолята натрия соляной или серной кислоты также приводит к образованию фенола:
Качественная реакция на фенол
Фенол реагирует с хлоридом железа (3) с образованием интенсивно окрашенного в фиолетовый цвет комплексного соединения.Эта реакция позволяет обнаруживать его даже в очень ограниченных количествах.Другие фенолы,содержащие одну или несколько гидроксильных групп в бензольном кольце, также дают яркое окрашивание сине-фиолетовых оттенков в реакции с хлоридом железа(3).
Реакции бензольного кольца фенола
Наличие гидроксильного заместителя значительно облегчает протекание реакций электрофильного замещения в бензольном кольце.
- Бромирование фенола. В отличие от бензола для бромирования фенола не требуется добавление катализатора (бромид железа(3)). Кроме того, взаимодействие с фенолом протекает селективно (избирательно): атомы брома направляются в орто- и пара- положения, замещая находящиеся там атомы водорода. Селективность замещения объясняется рассмотренными выше особенностями электронного строения молекулы фенола.
Так, при взаимодействии фенола с бромной водой образуется белый осадок 2,4,6-трибромфенола:
Эта реакция, так же как и реакция с хлоридом железа(3), служит для качественного обнаружения фенола .
2. Нитрирование фенола также происходит легче, чем нитрирование бензола. Реакция с разбавленной азотной кислотой идет при комнатной температуре. В результате образуется смесь орто- и паро изомеров нитрофенола:
При использовании концентрированной азотной кислоты образуется 2,4,6, тринитритфенол-пикриновая кислота, взрывчатое вещество:
3. Гидрирование ароматического ядра фенола в присутствии катализатора проходит легко:
4. Поликонденсация фенола с альдегидами, в частности, с формальдегидом происходит с образованием продуктов реакции — фенолформальдегидных смол и твердых полимеров.
Взаимодействие фенола с формальдегидом можно описать схемой:
В молекуле димера сохраняются «подвижные» атомы водорода, а значит,возможно дальнейшее продолжение реакции при достаточном количестве реагентов:
Реакция поликонденсаци, т.е. реакция получения полимера, протекающая с выделением побочного низкомолекулярного продукта(воды), может продолжаться и далее (до полного израсходования одного из реагентов) с образованием огромных макромолекул. Процесс можно описать суммарным уравнением:
Образование линейных молекул происходит при обычной температуре. Проведение этой же реакции при нагревании приводит к тому, что образующийся продукт имеет разветвленное строение, он твердый и нерастворим в воде.В результате нагревания фенолформальдегидной смолы линейного строения с избытком альдегида получаются твердые пластические массы с уникальными свойствами. Полимера на основе фенолформальдегидных смол применяют для изготовления лаков и красок, пластмассовых изделий, устойчивых к нагреванию, охлаждению,действию воды, щелочей, кислот.Они обладают высокими диэлектрическими свойствами. Из полимеров на основе фенолформальдегидных смол изготавливают наиболее ответственные и важные детали электроприборов, корпуса силовых агрегатов и детали машин,полимерную основу печатных плат для радиоприборов. Клеи на основе фенолформальдегидных смол способны надежно соединять детали самой различной природы,сохраняя высочайшую прочность соединения в очень широком диапазоне температур. Такой клей применяется для крепления металлического цоколя ламп освещения к стеклянной колбе.Таким образом, фенол и продукты на его основе находят широкое применение.
Применение фенолов
Фенол — твердое вещество, с характерным запахом, вызывает ожоги при попадании на кожу. Ядовит. Растворяется в воде, его раствор называют карболовой кислотой (антисептик). Она была первым антисептиком введенным в хирургию. Широко используется для производства пластмасс, лекарственных средств (салициловая кислота и ее производные), красителей, взрывчатых веществ.
