Фенольные соединения - химически активные вещества, у которых мобильные электроны бензольного кольца и неспаренные электроны кислорода фенольной группировки взаимодействуют.

Это смещает электроны кислорода, в результате чего электронная плотность кислорода снижается и появляется частично положительный заряд. Следовательно, разорвать связь между кислородом и водородом легче, чем между углеродом и кислородом, что объясняет кислую природу фенольных соединений, причем она повышается с увеличением гидроксильных группировок.

Фенольные соединения характеризуются способность к образованию внутримолекулярных водородных связей, например, между гидроксильными группировками в орто-дифенолах, а также между гидроксильной группой и кислородом пиранового кольца во многих флавоноидах. Межмолекулярные водородные связи часто образуются между гидроксильной группировкой фенольной молекулы и пептидной связью белка или гидроксильной группировкой углеводов клеточной стенки.

Фенольные соединения образуют простые и сложные эфирные связи, что является одной из причин разнообразия данных вторичных метаболитов. Простые эфирные связи (метоксильные, гликозидные) более распространены, чем сложные. Сложноэфирные связи характерны для кумаринов, эллаговой кислоты, депсидов и др.

Другим важным свойством фенольных соединений является способность образовывать хелаты с металлами. Одной из причин разнообразия антоциановых пигментов является их комплексообразование с различными ионами металлов – М (Al³⁺, Fe³⁺, K⁺, Mg²⁺,Ca²⁺), а также другими группами флавоноидов.

Важным и распространенным свойством фенольных соединений является их способность к окислению, что обусловливает большое природное разнообразие фенольных соединений, в том числе полимерных. Наиболее лабильные фенольные соединения окисляются в аэробных условиях при действии солнечного освещения. Следует заметить, что при этом большое значение имеет картина гидроксилирования бензольного ядра: мета-замещенные дифенолы окисляются значительно труднее, чем пара- и особенно орто-дифенолы. Окисление протекает через промежуточное образование феноксильных свободных радикалов, возникающих при отрыве атома водорода. Гидроксилирование является еще одним из способов окисления, участвующих в биосинтезе и превращениях фенольных соединений. В растениях обнаружены специфические ферменты, такие как фенолазы, которые окисляют монофенолы до дифенолов и хинонов.

Флавоноиды, благодаря своей полифенольной природе, имеют выраженные электронно-донорные свойства. Термодинамически, способность полифенолов восстанавливать различные сильно окисленные продукты и, в первую очередь, свободные радикалы обусловлена их низким восстановительным потенциалом (Е7). Для большинства флавоноидов Е7 лежит в диапазоне 0,25 – 0,75 в (табл), тогда как значения восстановительного потенциала анион-радикала кислорода, алкоксильного, пероксильного и гидроксильного радикала значительно выше – 0,9-2,13 вБлагодаря такой высокой разнице в значениях восстановительного потенциала флавоноиды легко вовлекаются в одноэлектронные реакции с различными радикалами в соответствии с уравнением

Fl-OH + R• → Fl-O• + RH

Характерной особенностью образующегося в результате реакции ароксильного радикала Fl-O• является способность к делокализации, т.е. передвижению неспаренного электрона в ароматическое кольцо с образованием ряда резонансных структур:

Семихиноновый радикал Fl-O• может также реагировать с другим свободным радикалом с образованием стабильных хинонов.

Для флавоноидов характерна также способность модулировать активность целого ряда ферментов, в том числе отвечающих за антиоксидантную защиту клетки.