Benzol muss einen Bioaktivierungsprozess durchlaufen, um eine toxische Aktivität zu haben. Die für die toxische und krebserzeugende Wirkung verantwortlichen Metaboliten sind freie Radikale.
Freie Radikale (insbesondere freie Sauerstoffradikale) sind energetisch instabile und hochreaktive Moleküle. Benzol wird durch das hepatische Mikrosomensystem und dann durch das Cytochrom P450 oxidiert, wobei zwei Hydroxylgruppen - OH - eingeführt werden. Hydrochinon, das aus der Oxidation von Benzol stammt, wird zu einem sehr wichtigen Substrat eines im Knochenmark vorhandenen Enzyms. Das Enzym ist eine Myeloperoxidase, die die Umwandlung dieses Hydrochinons in ein Radikal katalysiert.
Das gebildete freie Radikal stammt aus einem Bruch der Sauerstoff-Wasserstoff-Bindung der Hydroxylgruppe. Sauerstoff hat ein ungepaartes Elektron, das während des Bruchs der Bindung durch Wasserstoff freigesetzt wird, wodurch der Sauerstoff starke reaktive Eigenschaften erhält. Die Aktivität dieses Radikals ist sehr gefährlich, da es die Produktion von Zellen im Knochenmark blockiert.
