BENZIMIDAZOLE (C7H6N2): HISTORIE, STRUKTUR, FORDELER, ULEMPER - KJEMI - 2025

Den benzimidazol er et aromatisk hydrokarbon, hvis kjemiske navn er 1- H-benzimidazol og dets kjemiske formel C ₇ H ₆ N ₂ . Strukturen omfatter sammenslåing av en benzenring pluss en nitrogenholdig femkantig ring kalt imidazol.

Benzimidazol sies å være en heterocyklisk forbindelse, fordi den har to atomer i ringene som tilhører forskjellige grupper. Mange medikamenter er avledet fra benzimidazol som er rettet mot å behandle parasitter (anthelmintic), bakterier (baktericid) og sopp (fungicide), som kan brukes på dyr, planter og mennesker.

Kjemisk struktur av benzimidazol. Kilde: Den opprinnelige opplasteren var Cacycle på engelsk Wikipedia.

Benzimidazol har også blitt oppdaget andre egenskaper som fotodetektor og protonledningsevne i solceller, sammenlignet med 2,2′-bipyridin på grunn av dens optoelektroniske egenskaper.

Benzimidazolderivatene er klassifisert i metylkarbamater, triazoler, halogenerte triazoler og probenzimidazoler.

I landbruket er noen stoffer avledet fra benzimidazol mye brukt for å forhindre forringelse av frukt under transport. Disse inkluderer Carbendazole, Bavistin og Thiabendazole.

På den annen side, i tillegg til anthelmintika, antimikrobielle midler, soppdrepende midler og ugressmidler, er det i dag et uendelig antall medikamenter som inneholder benzimidazolkjernen i deres struktur.

Blant medisinene skiller følgende seg ut: krefthemmende middel, protonpumpehemmere, antioksidanter, antivirale midler, antiinflammatorier, antikoagulantia, immunmodulatorer, antihypertensiva, antidiabetika, hormonelle modulatorer, CNS-stimulanter, lipid-depressiva eller modulatorer.

Historie om benzimidazol

Benzimidazole ble først syntetisert mellom årene 1872 til 1878, først av Hoebrecker og deretter av Ladenberg og Wundt. Åtti år senere ble den potensielle verdien som anthelmintikum oppdaget.

Thiabendazole var det første benzimidazol-avledede antiparasittmiddel som ble oppdaget, som ble syntetisert og markedsført i 1961 av Merck Sharp og Dohme laboratorier.

De innså raskt at denne forbindelsen hadde en veldig kort halveringstid, og at strukturen ble endret, og skapte 5-amino Thiabendazole og Cambendazole, som viste en litt lengre halveringstid.

Deretter fremmet Smith Kline og franske laboratorier utviklingen av nye benzimidazolderivater, og forbedret de anthelmintiske egenskapene til forgjengerne. For å gjøre dette eliminerte de tiazolringen i posisjon 2 og innlemmet en tiokarbamat- eller karbamatgruppe.

Derfra er født albendazol, mebendazol, flubendazol og mange andre.

Struktur

Den består av en benzenring pluss en imidazolring. Den siste er en nitrogenformet femkantig ring.

Atomene i benzimidazolstrukturen er listet mot klokken, starter ved nitrogenet i imidazolmolekylet og slutter ved det siste karbonet i benzenringen. (Se bilde i begynnelsen av artikkelen).

Benzimidazol kjennetegnes ved å være et krystallinsk eller hvitaktig pulver som er dårlig løselig i vann.

Klassifisering av benzimidazolderivater

Metylkarbamater

Det inkluderer følgende forbindelser: albendazol, mebendazol, oksfendazol, flubendazol, ricobendazol, oksibendazol, febendazol, parbendazol, cyklobendazol og lobendazol.

triazoler

Blant tiazolene er: tiabendazol og kambendazol.

Halogenerte triazoler

Som en representant for denne kategorien kan triklabendazol nevnes.

Probenzimidazoles

I denne gruppen er det: Netobimin, Thiophanate, Febantel.

foreninger

Binding av benzimidazol med andre stoffer kan forbedre handlingsspekteret. Eksempel:

Diethylcarbamazine pluss benzimidazol: forbedrer sin funksjon mot filariale larver.

Praziquantel pluss pyrantelpamoat pluss benzimidazol: utvider spekteret mot cestoder.

Niclosamid pluss benzimidazol: (benzimidazol pluss closantel) forbedrer effekten mot trematoder.

Triclabendazol pluss levamisol: forbedrer effekten mot flak og nematoder.

Det er andre kombinasjoner som foreningen av benzimidazolkjernen med triazin for å danne kreft og antimalariatoriske forbindelser. Eksempel 1,3,5-triazinobenzimidazol-2-amin.

Ulike medikamenter som inneholder strukturen til benzimidazol. Kilde: Ibrahim Alaqeel S. Syntetiske tilnærminger til benzimidazoler fra o-fenylendiamin: En litteraturgjennomgang, Journal of Saudi Chemical Society 2017; 20 (1): 229-237. Tilgjengelig på: reader.elsevier.com/

Egenskaper til benzimidazolderivater

Antibakteriell egenskap

Dette er ikke en av de mest fremtredende funksjonene til denne forbindelsen, men det sies at noen av dets derivater kan påvirke en liten gruppe bakterier, blant dem er Mycobacterium tuberculosis.

I dette spesielle er mer enn 139 forbindelser blitt syntetisert med denne basen, hvor 8 har vist sterk aktivitet mot det forårsaker av tuberkulose, så som benzimidazoler N-oksider (2,5,7-benzimidazol).

Anthelmintic eiendom

I denne forstand er en av de hyppigste parasitosene den som produseres av Ascaris lumbricoides. Denne tarmsparasitten kan behandles med albendazol, et derivat av benzimidazol som fungerer ved å minimere ATP for helminthen, forårsake parasittens død og død.

Mebendazol kan også nevnes, et annet derivat av denne forbindelsen som lammer absorpsjonen av glukose og andre næringsstoffer i tarmen til parasitten, og skaper en biokjemisk ubalanse.

Dette stoffet binder seg irreversibelt til ß-underenheten av tubulin, påvirker mikrotubuli og mikrofilamenter, og forårsaker parasittimmobilitet og død.

De fleste benzimidazol-avledede anthelmintika er aktive mot helminths, cestodes og trematodes.

Soppdrepende eiendommer på planter (ugressmiddel)

1- H-Benzimidazol, 4,5 diklor 2- (trifluormetyl) er et ugressmiddel som vanligvis brukes til behandling av sykdommer på plantenivå.

Sykdom på plantenivå er nesten alltid forårsaket av sopp, og det er grunnen til at soppdrepende egenskaper er veldig viktig når det gjelder ugressmidler. Et eksempel er benomyl eller benlat som, i tillegg til å ha en soppdrepende virkning på sopp som angriper visse planter, også har en acaricidal og nematicidal virkning.

Ugressmidler absorberes av bladene og røttene til planter og reduserer soppinfeksjoner som ofte angriper store avlinger av korn, grønnsaker, frukt og prydplanter.

Disse produktene kan virke forebyggende (forhindre at planter blir syke) eller helbredende (eliminere den allerede installerte soppen).

Blant ugressmidlene avledet fra benzimidazol som kan nevnes er: tiabendazol, parbendazol, helmtiofan og karbendazim.

Optoelektroniske egenskaper

I denne forstand har noen forskere beskrevet at benzimidazol har optoelektroniske egenskaper som er veldig lik den for forbindelsen kalt 2,2′-bipyridin.

Andre egenskaper

I tillegg til egenskapene som allerede er beskrevet, har det blitt oppdaget at benzimidazol har egenskapen til å hemme enzymet topoisomerase I. Dette enzymet er essensielt i prosessene med DNA-replikasjon, transkripsjon og rekombinasjon, siden det er ansvarlig for vikling, avvikling eller supercoiling av DNA-helix.

Derfor virker noen antibakterielle midler ved å hemme dette enzymet. Noen kreftstoffer virker også på dette nivået og induserer en apoptotisk respons (celledød).

På den annen side har noen forskere laget et nytt glass ved bruk av organiske stoffer, for eksempel benzimidazol, imidazol pluss et metall (sink). Dette glasset er mer fleksibelt enn glass laget av silika.

Fordeler og ulemper med benzimidazolderivater

Fordel

Disse medikamentene har fordelen at de er billige, brede spekter, og de fleste er effektive for å drepe larver, egg og voksne ormer. Dette betyr at de virker i alle faser av parasittens liv. De er ikke mutagene og er heller ikke kreftfremkallende. De har lav toksisitet for verten.

Noen av dets derivater brukes ikke bare til å behandle ledsager eller avlsdyr eller til å behandle planter, men er også nyttige for avorming av mennesker, for eksempel: albendazol, triklabendazol, mebendazol og tiabendazol.

ulemper

Blant ulempene er dens lave vannløselighet, noe som gjør god absorpsjon på verts gastrointestinalt nivå umulig.

Som uheldige effekter i verten er det kjent at de kan gi mild hepatotoksisitet, endring i tymus og milt. Hos hunder kan det senke konsentrasjonen av røde blodlegemer og hematokrit.

På den annen side er det muligheten til parasitter å skape motstand.

Økt motstand er sett fra parasitter som påvirker drøvtyggere og Strongyloides som påvirker hester.

Resistensmekanismen ser ut til å være involvert i mutasjonen av tubulingenet der det er en endring fra en aminosyre til en annen (fenylalanin for tyrosin i posisjon 167 0 200 i ß-underenheten av tubulin), noe som endrer forbindelsen til denne strukturen.

En annen ulempe som oppstår i en liten gruppe av benzimidazolderivater er den teratogene egenskapen som forårsaker bein, okulære og viscerale misdannelser i verten.

Det er grunnen til at noen av dem er kontraindisert hos gravide og barn under 1 år.

På økosystemnivå virker den ikke bare mot sopp og parasitter, den har også virkning på diptera, vannlevende organismer og annelider.

referanser

1. "Benzimidazole." Wikipedia, The Free Encyclopedia. 30. aug 2019, 07:09 UTC. 2. des 2019, 21:31
2. Nj Health New Jersey Department of Health. Faktaark om farlige stoffer (Benzimidazole). Tilgjengelig på: nj.gov/health
3. Ninán, Oscar, Chareyron, Robert, Figuereido, Oscar, & Santiago, Julio. (2006). Benzimidazolderivater flytende krystaller. Journal of the Peruvian Chemical Society, 72 (4), 178-186. Tilgjengelig på: scielo.org.
4. Márquez A. Anthelmintisk aktivitet av benzimidazolderivater på Hymenolepis nana og Toxocara canis. Undergraduate arbeid for å kvalifisere for graden doktor i kjemiologiske vitenskaper. Nasjonalt polyteknisk institutt. Nasjonal skole for biologiske vitenskaper. Mexico. 2008. Tilgjengelig på: thesis.ipn.mx/bitstream
5. Bansal Y, Silakari O. Benzimidazoles terapeutiske reise: en anmeldelse. Bioorg Med Chem. 2012; 20 (21): 6208-36. Tilgjengelig på: ncbi.nlm.nih.gov/
6. Ibrahim Alaqeel S. Syntetiske tilnærminger til benzimidazoler fra o-fenylendiamin: En litteraturanmeldelse, Journal of Saudi Chemical Society 2017; 20 (1): 229-237. Tilgjengelig på: reader.elsevier.com/