Benzimidazol (C7H6N2) historie, struktur, fordele, ulemper

2285
Jonah Lester

Det benzimidazol er et aromatisk carbonhydrid, hvis kemiske navn er 1- H-benzimidazol og dets kemiske formel C7H6Nto. Dens struktur omfatter foreningen af ​​en benzenring plus en nitrogenholdig femkantet ring kaldet imidazol.

Benzimidazol siges at være en heterocyklisk forbindelse på grund af det faktum, at den har to atomer i sine ringe, der hører til forskellige grupper. Mange lægemidler er afledt af benzimidazol rettet mod behandling af parasitter (anthelmintiske), 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. [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Benzimidazol har også opdaget andre egenskaber såsom dets fotodetektor og protonledende kapacitet i solceller, sammenlignet med 2,2'-bipyridin på grund af dets optoelektroniske egenskaber..

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

I landbruget bruges nogle stoffer afledt af benzimidazol i vid udstrækning for at forhindre forringelse af frugt under transport. Blandt dem kan vi nævne Carbendazole, Bavistin og Thiabendazole.

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

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

Artikelindeks

  • 1 Historie af benzimidazol
  • 2 Struktur
  • 3 Klassificering af benzimidazolderivater
    • 3.1 Methylcarbamater
    • 3.2 Triazoler
    • 3.3 Halogenerede triazoler
    • 3.4 Probenzimidazoler
  • 4 foreninger
  • 5 Egenskaber ved benzimidazolderivater
    • 5.1 Antibakteriel egenskab
    • 5.2 Anthelmintisk egenskab
    • 5.3 Svampedræbende egenskaber på planter (herbicid)
    • 5.4 Optoelektroniske egenskaber
    • 5.5 Andre egenskaber
  • 6 Fordele og ulemper ved benzimidazolderivater
    • 6.1 Fordele
    • 6.2 Ulemper
  • 7 Referencer

Historie af benzimidazol

Benzimidazol blev først syntetiseret mellem årene 1872 til 1878, først af Hoebrecker og derefter af Ladenberg og Wundt. Otte år senere opdagede man den potentielle værdi som anthelmintikum.

Thiabendazol var den første antiparasit-afledte benzimidazol-opdagede, 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 modificeret, hvilket skabte 5-amino Thiabendazol og Cambendazol, som viste en lidt længere halveringstid..

Derefter fremmede Smith Kline og franske laboratorier udviklingen af ​​nye benzimidazolderivater og forbedrede deres forgængeres 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 nitrogenholdig femkantet ring.

Atomerne i benzimidazolstrukturen er anført mod uret, startende ved nitrogenet i imidazolmolekylet og ender 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

Indeholder 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 vare kan triclabendazol nævnes..

Probenzimidazoler

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

Foreninger

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

Diethylcarbamazin plus benzimidazol: forbedrer dets funktion mod filarialarver.

Praziquantel plus pyrantelpamoat plus benzimidazol: udvider spektret mod cestoder.

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

Triclabendazol plus levamisol: forbedrer effekten mod svampe og nematoder.

Der er andre kombinationer, såsom foreningen af ​​benzimidazolkernen med triazin til dannelse af kræft- og malariaforbindelser. Eksempel 1,3,5-triazino [1,2-a] benzimidazol-2-amin.

Forskellige lægemidler, 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 fremtrædende funktioner i 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).

Anthelmintisk ejendom

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

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

Dette lægemiddel binder irreversibelt til tubulinets ß-underenhed, der påvirker mikrotubuli og mikrofilamenter og forårsager parasitens immobilitet og død..

De fleste benzimidazolafledte anthelmintika er aktive mod helminter, cestoder og trematoder..

Svampedræbende egenskaber på planter (herbicid)

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

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

Ukrudtsmidler 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 herbiciderne afledt af benzimidazol, der kan nævnes, er: thiabendazol, parbendazol, helmthiophan og carbendazim.

Optoelektroniske egenskaber

I denne forstand har nogle forskere beskrevet, at benzimidazol har optoelektroniske egenskaber, der minder meget om forbindelsen kaldet 2,2'-bipyridin..

Andre egenskaber

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

Derfor virker nogle antibakterielle stoffer ved at hæmme dette enzym. Også nogle anticancermidler virker på dette niveau og inducerer et 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, brede 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 de er heller ikke kræftfremkaldende. De har lav toksicitet for værten.

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

Ulemper

Dens ulemper inkluderer dens 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 parasiternes evne til at skabe modstand.

Der er set større modstand af parasitter, der påvirker drøvtyggere, og hos Strongyloides, der påvirker heste.

Resistensmekanismen synes 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 af ß-underenheden af ​​tubulin), hvilket ændrer forbindelsens affinitet til denne struktur.

En anden ulempe, der forekommer i en lille gruppe benzimidazolderivater, er den teratogene egenskab, der forårsager knogle-, øjen- og viscerale misdannelser i værten..

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

På økosystemniveau virker det ikke kun mod svampe og parasitter, det virker også på diptera, vandorganismer og annelider..

Referencer

  1. "Benzimidazol." Wikipedia, The Free Encyclopedia. 30. august 2019, 07:09 UTC. 2. dec 2019, 21:31
  2. Nj Health New Jersey Department of Health. Faktaark om farlige stoffer (benzimidazol). Tilgængelig på: nj.gov/health
  3. Ninán, Oscar, Chareyron, Robert, Figuereido, Oscar og Santiago, Julio. (2006). Benzimidazolderivater flydende krystaller. Journal of the Peruvian Chemical Society72(4), 178-186. Tilgængelig på: scielo.org.
  4. Márquez A. Anthelmintisk aktivitet af benzimidazolderivater på Hymenolepis nana Y Toxocara canis. Undergraduate arbejde for at kvalificere sig til graden doktor i kemobiologiske videnskaber. National Polytechnic Institute. National School of Biological Sciences. Mexico. 2008. Fås på: thesis.ipn.mx/bitstream
  5. Bansal Y, Silakari O. Den terapeutiske rejse af benzimidazoler: en gennemgang. Bioorg Med Chem. 2012; 20 (21): 6208-36. Tilgængelig på: ncbi.nlm.nih.gov/
  6. Ibrahim Alaqeel S. Syntetiske tilgange til benzimidazoler fra eller-phenylendiamin: En litteraturanmeldelse, Journal of Saudi Chemical Society 2017; 20 (1): 229-237. Fås på: reader.elsevier.com/

Endnu ingen kommentarer