BENZIMIDAZOL (C7H6N2): HISTORIE, STRUKTUR, FORDELE, ULEMPER - KEMI - 2025

Den benzimidazol er et aromatisk carbonhydrid, hvis kemiske navn er 1- H-benzimidazol og dens kemiske formel C ₇ H ₆ N ₂. Dens struktur omfatter foreningen af ​​en benzenring plus en nitrogenagtig femkantig ring kaldet imidazol.

Benzimidazol siges at være en heterocyklisk forbindelse, fordi den har to atomer i sine ringe, der hører til forskellige grupper. Mange lægemidler er afledt af benzimidazol, der sigter mod at behandle parasitter (anthelmintikum), bakterier (baktericid) og svampe (fungicid), som kan bruges på dyr, planter og mennesker.

Kemisk struktur af benzimidazol. Kilde: Den originale uploader var Cacycle på engelsk Wikipedia.

Benzimidazol er også blevet opdaget andre egenskaber såsom dens fotodetektor og protonledningsevne i solceller sammenlignet med 2,2'-bipyridin på grund af dens optoelektroniske egenskaber.

Benzimidazolderivaterne klassificeres i methylcarbamater, triazoler, halogenerede triazoler og probenzimidazoler.

I landbruget bruges nogle stoffer, der stammer fra benzimidazol, i vid udstrækning til at forhindre forringelse af frugter under transport. Disse inkluderer Carbendazole, Bavistin og Thiabendazole.

På den anden side er der foruden anthelmintika, antimikrobielle stoffer, svampemidler og herbicider i øjeblikket et utal af medikamenter, der indeholder benzimidazolkernen i deres struktur.

Blandt lægemidlerne skiller sig følgende ud: anticancer, protonpumpehæmmere, antioxidanter, antivirale midler, antiinflammatorier, antikoagulantia, immunmodulatorer, antihypertensiva, antidiabetika, hormonmodulatorer, CNS-stimulanter, lipidniveau-depressiva eller modulatorer, blandt andre.

Historie af benzimidazol

Benzimidazole blev først syntetiseret mellem årene 1872 til 1878, først af Hoebrecker og derefter af Ladenberg og Wundt. Otte år senere blev dets potentielle værdi som anthelmintikum opdaget.

Thiabendazol var det første benzimidazol-afledte antiparasitisk middel, der blev opdaget, som blev syntetiseret og markedsført i 1961 af Merck Sharp og Dohme-laboratorier.

De indså hurtigt, at denne forbindelse havde en meget kort halveringstid, og derfor blev dens struktur ændret, hvilket skabte 5-amino-Thiabendazol og Cambendazol, som udviste en lidt længere halveringstid.

Derefter fremmede Smith Kline og de franske laboratorier udviklingen af ​​nye benzimidazolderivater, hvilket forbedrede deres forgængers anthelmintiske egenskaber. For at gøre dette eliminerede de thiazolringen placeret i position 2 og inkorporerede en thiocarbamat- eller carbamatgruppe.

Derfra fødes albendazol, mebendazol, flubendazol og mange andre.

Struktur

Den består af en benzenring plus en imidazolring. Sidstnævnte er en nitrogenformet femkantig ring.

Atomerne i benzimidazolstrukturen er angivet mod uret, startende ved nitrogenet i imidazolmolekylet og slutter ved det sidste carbon i benzenringen. (Se billede i begyndelsen af ​​artiklen).

Benzimidazol er kendetegnet ved at være et krystallinsk eller hvidligt pulver, der er dårligt opløseligt i vand.

Klassificering af benzimidazolderivater

Methylcarbamater

Det inkluderer følgende forbindelser: albendazol, mebendazol, oxfendazol, flubendazol, ricobendazol, oxibendazol, febendazol, parbendazol, cyclobendazol og lobendazol.

triazoler

Blandt thiazolerne er: thiabendazol og cambendazol.

Halogenerede triazoler

Som repræsentant for denne kategori kan triclabendazol nævnes.

Probenzimidazoles

I denne gruppe er der: Netobimin, Thiophanate, Febantel.

Foreninger

Binding af benzimidazol med andre stoffer kan forbedre handlingsspektret. Eksempel:

Diethylcarbamazine plus benzimidazol: forbedrer dens funktion mod filariale larver.

Praziquantel plus pyrantel pamoat plus benzimidazol: udvider spektret mod cestoder.

Niclosamid plus benzimidazol: (benzimidazol plus closantel) forbedrer virkningen mod trematoder.

Triclabendazol plus levamisol: forbedrer virkningen mod flak og nematoder.

Der er andre kombinationer, såsom forbindelsen af ​​benzimidazolkernen med triazin for at danne anticancer og antimalariale forbindelser. Eksempel 1,3,5-triazinobenzimidazol-2-amin.

Forskellige medikamenter, der indeholder strukturen af ​​benzimidazol. Kilde: Ibrahim Alaqeel S. Syntetiske tilgange til benzimidazoler fra o-phenylendiamin: En litteraturanmeldelse, Journal of Saudi Chemical Society 2017; 20 (1): 229-237. Fås på: reader.elsevier.com/

Egenskaber ved benzimidazolderivater

Antibakteriel egenskab

Dette er ikke en af ​​de mest prominente funktioner af denne forbindelse, men det siges, at nogle af dets derivater kan påvirke en lille gruppe bakterier, blandt dem er Mycobacterium tuberculosis.

I dette særlige er mere end 139 forbindelser blevet syntetiseret med denne base, hvor 8 har vist stærk aktivitet mod det forårsagende middel til tuberkulose, såsom benzimidazoler N-oxider (2,5,7-benzimidazol).

Anthelmintic ejendom

I denne forstand er en af ​​de hyppigste parasitoser den, der er produceret af Ascaris lumbricoides. Denne tarmparasit kan behandles med albendazol, et derivat af benzimidazol, der fungerer ved at minimere ATP for helminthen og forårsage parasitens immobilitet og død.

Mebendazol kan også nævnes, et andet derivat af denne forbindelse, der signifikant lammer absorptionen af ​​glukose og andre næringsstoffer i parasitens tarme, hvilket skaber en biokemisk ubalance.

Dette lægemiddel binder irreversibelt til ß-underenheden af ​​tubulin, der påvirker mikrotubuli og mikrofilamenter, hvilket forårsager parasitimmobilitet og død.

De fleste benzimidazol-afledte anthelmintika er aktive mod helminths, cestodes og trematodes.

Svampedræbende egenskaber på planter (herbicid)

1- H-Benzimidazol, 4,5-dichlor 2- (trifluormethyl) er et herbicid, der almindeligvis anvendes til behandling af sygdomme på planteniveau.

Plante-sygdom er næsten altid forårsaget af svampe, hvorfor den svampedræbende egenskab er meget vigtig, når det kommer til herbicider. Et eksempel er benomyl eller benlat, der ud over at have en antimykotisk virkning på svampe, der angriber visse planter, også har en acaricidal og nematicidal virkning.

Herbicider optages af planternes blade og rødder og reducerer svampeinfektioner, der ofte angriber store afgrøder af korn, grøntsager, frugt og prydplanter.

Disse produkter kan virke forebyggende (forhindre planter i at blive syge) eller helbredende (eliminere den allerede installerede svamp).

Blandt de herbicider, der er afledt af benzimidazol, der kan nævnes, er: thiabendazol, parbendazol, helmthiophane og carbendazim.

Optoelektroniske egenskaber

I denne forstand har nogle forskere beskrevet, at benzimidazol har optoelektroniske egenskaber, der meget ligner den for forbindelsen kaldet 2,2′-bipyridin.

Andre egenskaber

Ud over de allerede beskrevne egenskaber er det blevet opdaget, at benzimidazol har egenskaben til at hæmme enzymet topoisomerase I. Dette enzym er essentielt i processerne med DNA-replikation, transkription og rekombination, da det er ansvarligt for vikling, afvikling eller supercoiling af DNA-helix.

Derfor virker nogle antibakterielle stoffer ved at hæmme dette enzym. Også nogle kræftfremkaldende midler virker på dette niveau og inducerer en apoptotisk respons (celledød).

På den anden side har nogle forskere skabt et nyt glas ved hjælp af organiske stoffer, såsom benzimidazol, imidazol plus et metal (zink). Dette glas er mere fleksibelt end glas lavet af silica.

Fordele og ulemper ved benzimidazolderivater

Fordel

Disse lægemidler har den fordel, at de er billige, bredt spektrum, og de fleste er effektive til at dræbe larver, æg og voksne orme. Dette betyder, at de handler i alle faser af parasitens liv. De er ikke mutagene og er heller ikke kræftfremkaldende. De har lav toksicitet for værten.

Nogle af dets derivater bruges ikke kun til behandling af ledsager- eller avlsdyr eller til behandling af planter, men er også nyttige til afvoksning af mennesker, såsom: albendazol, triclabendazol, mebendazol og thiabendazol.

Ulemper

Blandt dens ulemper er dets lave vandopløselighed, hvilket gør god absorption på værtens gastrointestinale niveau umulig.

Som bivirkninger i værten er det kendt, at de kan producere mild hepatotoksicitet, ændring i thymus og milt. Hos hunde kan det sænke koncentrationen af ​​røde blodlegemer og hæmatokrit.

På den anden side er der parasitternes evne til at skabe resistens.

Der er set øget modstand fra parasitter, der påvirker drøvtyggere og Strongyloides, der påvirker heste.

Resistensmekanismen ser ud til at være involveret i mutationen af ​​tubulingenet, hvor der er en ændring fra en aminosyre til en anden (phenylalanin for tyrosin i position 167 0 200 i ß-underenheden af ​​tubulin), hvilket ændrer forbindelsens affinitet til denne struktur.

En anden ulempe, der forekommer i en lille gruppe af benzimidazolderivater, er den teratogene egenskab, der forårsager knogler, okulære og viscerale misdannelser i værten.

Derfor er nogle af dem kontraindiceret hos gravide kvinder og børn under 1 år.

På økosystemniveau virker det ikke kun mod svampe og parasitter, det har også virkning på diptera, akvatiske organismer og annelider.

Referencer

1. "Benzimidazol." Wikipedia, The Free Encyclopedia. 30. august 2019, 07:09 UTC. 2. december 2019, 21:31
2. Nj Health New Jersey Department of Health. Faktaark om farlige stoffer (Benzimidazol). Fås på: nj.gov/health
3. Ninán, Oscar, Chareyron, Robert, Figuereido, Oscar, & Santiago, Julio. (2006). Benzimidazolderivater flydende krystaller. Journal of the Peruvian Chemical Society, 72 (4), 178-186. Fås på: scielo.org.
4. Márquez A. Anthelmintisk aktivitet af benzimidazolderivater på Hymenolepis nana og Toxocara canis. Grundlæggende arbejde for at kvalificere sig til graden doktor i kemobiologiske videnskaber. National Polytechnic Institute. National School of Biologic Sciences. Mexico. 2008. Tilgængelig på: afhandling.ipn.mx/bitstream
5. Bansal Y, Silakari O. Benzimidazoles terapeutiske rejse: en gennemgang. Bioorg Med Chem. 2012; 20 (21): 6208-36. Findes på: ncbi.nlm.nih.gov/
6. Ibrahim Alaqeel S. Syntetiske tilgange til benzimidazoler fra o-fenylendiamin: En litteraturanmeldelse, Journal of Saudi Chemical Society 2017; 20 (1): 229-237. Fås på: reader.elsevier.com/