BENZIMIDAZOL (C7H6N2): ISTORIC, STRUCTURĂ, AVANTAJE, DEZAVANTAJE - CHIMIE - 2025

Benzimidazol este o hidrocarbură aromatică, a cărui denumire chimică este 1- H-benzimidazol și formula chimică C ₇ H ₆ N ₂ . Structura sa cuprinde unirea unui inel de benzen plus un inel pentagonal azotat numit imidazol.

Se spune că benzimidazolul este un compus heterociclic, deoarece are doi atomi în inelele sale care aparțin unor grupări diferite. Multe medicamente sunt derivate din benzimidazolul care vizează tratarea paraziților (antihelmintic), bacteriilor (bactericidului) și ciupercilor (fungicid), care pot fi utilizate la animale, plante și oameni.

Structura chimică a benzimidazolului. Sursa: Încărcătorul original a fost Cacycle la Wikipedia în engleză.

Benzimidazolul a fost descoperit, de asemenea, alte proprietăți, cum ar fi fotodetectorul său și capacitatea de conducere a protonului în celulele solare, fiind comparat cu 2,2'-bipiridină datorită proprietăților sale optoelectronice.

Derivații benzimidazolului sunt clasificați în carbamati de metil, triazoli, triazoli halogenati și probenzimidazoli.

În agricultură, unele substanțe derivate din benzimidazol sunt utilizate pe scară largă pentru a preveni deteriorarea fructelor în timpul transportului. Acestea includ Carbendazol, Bavistin și Thiabendazol.

Pe de altă parte, pe lângă antihelmintice, antimicrobiene, antifungice și erbicide, în prezent există o mulțime de medicamente care conțin nucleul benzimidazolului în structura lor.

Printre medicamente, se evidențiază următoarele: anticancer, inhibitori ai pompei de protoni, antioxidanți, antivirale, antiinflamatoare, anticoagulante, imunomodulatoare, antihipertensive, antidiabetice, modulatori hormonali, stimulanți ai SNC, depresori ai nivelului de lipide sau modulatori, printre altele.

Istoric de benzimidazol

Benzimidazolul a fost sintetizat mai întâi între anii 1872-1878, mai întâi de Hoebrecker și apoi de Ladenberg și Wundt. Optzeci de ani mai târziu a fost descoperită valoarea sa potențială ca antihelmintic.

Tiabendazolul a fost primul antiparazitar descoperit de benzimidazol, care a fost sintetizat și comercializat în 1961 de laboratoarele Merck Sharp și Dohme.

Ei și-au dat seama rapid că acest compus are o perioadă de înjumătățire foarte scurtă și, prin urmare, structura sa a fost modificată creând 5-amino Thiabendazol și Cambendazol, care au arătat o perioadă de înjumătățire puțin mai lungă.

Ulterior, laboratoarele Smith Kline și franceze au promovat dezvoltarea de noi derivați ai benzimidazolului, îmbunătățind proprietățile antihelmintice ale predecesorilor lor. Pentru a face acest lucru, au eliminat inelul tiazol situat în poziția 2 și au încorporat un grup tiocarbamat sau carbamat.

De acolo se nasc albendazol, mebendazol, flubendazol și mulți alții.

Structura

Este alcătuit dintr-un inel de benzen plus un inel imidazol. Acesta din urmă este un inel pentagonal azotat.

Atomii structurii benzimidazolului sunt enumerați în sens invers acelor de ceasornic, începând cu azotul moleculei de imidazol și sfârșind la ultimul carbon al inelului benzenului. (Vezi imaginea de la începutul articolului).

Benzimidazolul se caracterizează prin a fi o pulbere cristalină sau albicioasă, care este slab solubilă în apă.

Clasificarea derivaților benzimidazolului

Carbamati de metil

Cuprinde următorii compuși: albendazol, mebendazol, oxfendazol, flubendazol, ricobendazol, oxibendazol, febendazol, parbendazol, ciclobendazol și lobendazol.

triazoli

Printre tiazolii se numără: tiabendazolul și cambendazolul.

Triazoli halogenați

Ca reprezentant al acestei categorii, triclabendazolul poate fi menționat.

Probenzimidazoles

În acest grup există: Netobimin, Tiophanate, Febantel.

Asociațiile

Legarea benzimidazolului cu alte substanțe poate îmbunătăți spectrul de acțiune. Exemplu:

Dietilcarbamazină plus benzimidazol: își îmbunătățește funcția împotriva larvelor filiare.

Praziquantel plus pyrantel pamoate plus benzimidazol: lărgește spectrul împotriva cestodilor.

Niclosamidă plus benzimidazol: (benzimidazol plus closantel) îmbunătățește efectul împotriva trematodilor.

Triclabendazol plus levamisol: îmbunătățește efectul împotriva flucurilor și nematodelor.

Există și alte combinații precum unirea nucleului benzimidazolului cu triazină pentru a forma compuși anticancer și antimalari. Exemplu 1,3,5-triazino benzimidazol-2-amină.

Diferite medicamente care conțin structura benzimidazolului. Sursa: Ibrahim Alaqeel S. Abordări sintetice ale benzimidazolilor din o-fenilendiamina: o revizuire a literaturii, Journal of Saudi Chemical Society 2017; 20 (1): 229-237. Disponibil în: reader.elsevier.com/

Proprietățile derivaților de benzimidazol

Proprietate antibacteriană

Aceasta nu este una dintre cele mai proeminente funcții ale acestui compus, cu toate acestea, se spune că unii dintre derivații săi pot afecta un grup mic de bacterii, printre care se numără Mycobacterium tuberculosis.

În acest particular, mai mult de 139 de compuși au fost sintetizați cu această bază, unde 8 au arătat o activitate puternică împotriva agentului cauzal al tuberculozei, cum ar fi benzimidazolii N-oxizi (2,5,7-benzimidazol).

Proprietate antihelmintică

În acest sens, una dintre cele mai frecvente parazitoze este cea produsă de Ascaris lumbricoides. Acest parazit intestinal poate fi tratat cu albendazol, un derivat al benzimidazolului care funcționează prin minimizarea ATP-ului helmintului, provocând imobilitatea și moartea parazitului.

Mebendazolul mai poate fi menționat, un alt derivat al acestui compus care paralizează semnificativ absorbția glucozei și a altor nutrienți din intestinul parazitului, creând un dezechilibru biochimic.

Acest medicament se leagă ireversibil de subunitatea ß a tubulinei, afectând microtubuli și microfilamente, provocând imobilitatea parazitului și moartea.

Cele mai multe antihelmintice derivate de benzimidazol sunt active împotriva helminților, cestodilor și trematodilor.

Proprietate fungicidă asupra plantelor (erbicid)

1- H-benzimidazolul, 4,5 dicloro 2- (trifluormetil) este un erbicid utilizat frecvent pentru tratamentul bolilor plantelor.

Boala la nivel de plantă este aproape întotdeauna cauzată de ciuperci, motiv pentru care proprietatea antifungică este foarte importantă atunci când vine vorba de erbicide. Un exemplu este benomilul sau benatul care, pe lângă faptul că are o acțiune antifungică asupra ciupercilor care atacă anumite plante, are și o acțiune acaricidă și nematicidă.

Erbicidele sunt absorbite de frunzele și rădăcinile plantelor și reduc infecțiile fungice care atacă de obicei culturile mari de cereale, legume, fructe și plante ornamentale.

Aceste produse pot acționa preventiv (împiedică plantele să se îmbolnăvească) sau curative (să elimine ciuperca deja instalată).

Printre erbicidele derivate din benzimidazolul care pot fi menționate se numără: tiabendazolul, parbendazolul, helmtiofanul și carbendazimul.

Proprietăți optoelectronice

În acest sens, unii cercetători au descris că benzimidazolul are proprietăți optoelectronice foarte similare cu cele ale compusului numit 2,2'-bipiridină.

Alte proprietăți

În plus față de proprietățile deja descrise, s-a descoperit că benzimidazolul are proprietatea de a inhiba enzima topoizomeraza I. Această enzimă este esențială în procesele de replicare, transcripție și recombinare a ADN-ului, deoarece este responsabilă de înfășurarea, desfășurarea sau supraînvelirea Helix ADN.

Prin urmare, unele antibacteriene funcționează prin inhibarea acestei enzime. Unii agenți anticancer acționează de asemenea la acest nivel, inducând un răspuns apoptotic (moartea celulelor).

Pe de altă parte, unii cercetători au creat un nou pahar folosind substanțe organice, cum ar fi benzimidazolul, imidazolul plus un metal (zinc). Această sticlă este mai flexibilă decât sticla din silice.

Avantajele și dezavantajele derivaților de benzimidazol

Avantaj

Aceste medicamente au avantajul că sunt ieftine, cu spectru larg, și cele mai multe sunt eficiente în uciderea larvelor, ouălor și viermilor adulți. Aceasta înseamnă că acționează în toate fazele vieții parazitului. Nu sunt mutagene și nici cancerigene. Au o toxicitate scăzută pentru gazdă.

Unii dintre derivații săi nu sunt folosiți numai pentru tratarea animalelor de companie sau de reproducție sau pentru tratarea plantelor, dar sunt utile și pentru deparazitarea oamenilor, cum ar fi: albendazol, triclabendazol, mebendazol și tiabendazol.

Dezavantaje

Printre dezavantajele sale se numără solubilitatea sa redusă în apă, ceea ce face imposibilă absorbția bună la nivelul nivelului gastro-intestinal al gazdei.

Ca efecte adverse la gazdă, se știe că pot produce o hepatotoxicitate ușoară, alterarea timusului și splinei. La câini poate scădea concentrația de globule roșii și hematocrit.

Pe de altă parte, există capacitatea paraziților de a crea rezistență.

Rezistența crescută a fost observată de la paraziți care afectează rumegătoarele și Strongyloides care afectează caii.

Mecanismul de rezistență pare să fie implicat în mutația genei tubulinei în care există o schimbare de la un aminoacid la altul (fenilalanină pentru tirozină la poziția 167 0 200 a subunității ß a tubulinei), schimbând afinitatea compusului pentru această structură.

Un alt dezavantaj care apare la un grup mic de derivați de benzimidazol este proprietatea teratogenă, care provoacă malformații osoase, oculare și viscerale în gazdă.

De aceea, unele dintre ele sunt contraindicate la femeile însărcinate și la copiii cu vârsta sub 1 an.

La nivel de ecosistem acționează nu numai împotriva ciupercilor și paraziților, ci are acțiuni și asupra dipterelor, organismelor acvatice și anelidelor.

Referințe

1. „Benzimidazol.“ Wikipedia, enciclopedia gratuită. 30 august 2019, 07:09 UTC. 2 Dec 2019, 21:31
2. Nj Health Departamentul de sănătate din New Jersey. Fișă tehnică privind substanțele periculoase (Benzimidazol). Disponibil la: nj.gov/health
3. Ninán, Oscar, Chareyron, Robert, Figuereido, Oscar, & Santiago, Julio. (2006). Derivați de benzimidazol cristale lichide. Journal of the Peruvian Chemical Society, 72 (4), 178-186. Disponibil pe: scielo.org.
4. Márquez A. Activitate antihelmintică a derivaților benzimidazolului pe cana Hymenolepis și Toxocara canis. Muncă licențiată pentru a beneficia de gradul de Doctor în Științe Chimiobiologice. Institutul Politehnic Național. Școala Națională de Științe Biologice. Mexic. 2008. Disponibil la: teza.ipn.mx/bitstream
5. Bansal Y, Silakari O. Călătoria terapeutică a benzimidazolilor: o recenzie. Bioorg Med Chem. 2012; 20 (21): 6208-36. Disponibil la adresa: ncbi.nlm.nih.gov/
6. Ibrahim Alaqeel S. Abordări sintetice ale benzimidazolelor din o-fenilendiamina: o revizuire a literaturii, Journal of Saudi Chemical Society 2017; 20 (1): 229-237. Disponibil în: reader.elsevier.com/