BENZIMIDAZOL (C7H6N2): POVIJEST, STRUKTURA, PREDNOSTI, NEDOSTACI - KEMIJA - 2025

Benzimidazol je aromatski ugljikovodik, čiji je kemijski naziv 1- H-benzimidazol i njegove kemijske formule C ₇ H ₆ N ₂. Njegova struktura obuhvaća spoj benzena u prstenu plus dušični peterokutni prsten nazvan imidazol.

Kaže se da je benzimidazol heterociklički spoj, jer u svojim prstenima ima dva atoma koji pripadaju različitim skupinama. Mnogi lijekovi potječu od benzimidazola usmjerenog na liječenje parazita (anthelmintik), bakterija (baktericid) i gljivica (fungicid), koji se mogu koristiti na životinjama, biljkama i ljudima.

Kemijska struktura benzimidazola. Izvor: Prvotni učitavač bio je Cacycle s engleske Wikipedije.

Otkrivena su i benzimidazol druga svojstva kao što su njen fotodetektor i protonski kapacitet u solarnim ćelijama, uspoređujući se s 2,2'-bipiridinom zbog svojih optoelektronskih svojstava.

Derivati ​​benzimidazola klasificirani su u metilkarbamate, triazole, halogenirane triazole i probenzimidazole.

U poljoprivredi se neke tvari dobivene iz benzimidazola naširoko koriste da spriječe propadanje plodova tijekom prijevoza. Oni uključuju karbendazol, bavistin i tiabendazol.

S druge strane, osim anthelmintika, antimikrobnih lijekova, antifungalnih i herbicida, trenutno postoji bezbroj lijekova koji u svojoj strukturi sadrže jezgru benzimidazola.

Među lijekovima ističu se: antikancerogeni, inhibitori protonske pumpe, antioksidanti, antivirusni, anti-inflamatorni, antikoagulansi, imunomodulatorni, antihipertenzivi, antidijabetičari, hormonski modulatori, CNS stimulansi, sredstva za snižavanje razine lipida ili modulatori, između ostalih.

Povijest benzimidazola

Benzimidazol je najprije sintetiziran između 1872. i 1878., prvo Hoebrecker, a potom Ladenberg i Wundt. Osamdeset godina kasnije otkrivena je njegova potencijalna vrijednost anthelmintika.

Tiabendazol je prvi otkriveni antiparazitni derivat benzimidazola, koji su sintetizirali i plasirali na tržište 1961. laboratoriji Merck Sharp i Dohme.

Brzo su shvatili da ovaj spoj ima vrlo kratak poluživot, pa je zbog toga njegova struktura modificirana stvarajući 5-amino tiabendazol i kambendazol, koji je pokazao nešto duži poluživot.

Nakon toga, Smith Kline i francuski laboratoriji promovirali su razvoj novih derivata benzimidazola, poboljšavajući anthelmintička svojstva svojih prethodnika. Da bi to učinili, eliminirali su tiazolni prsten smješten u položaju 2 i uključili tiokarbamate ili karbamate.

Odatle se rađaju albendazol, mebendazol, flubendazol i mnogi drugi.

Struktura

Čine ga benzenski prsten plus imidazolni prsten. Potonji je dušični peterokutni prsten.

Atomi strukture benzimidazola navedeni su u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, počevši od dušika molekule imidazola i završavajući pri posljednjem ugljiku benzena u prstenu. (Pogledajte sliku na početku članka).

Benzimidazol karakterizira kristalni ili bjelkasti prah koji je slabo topiv u vodi.

Klasifikacija derivata benzimidazola

Metil karbamati

Uključuje sljedeće spojeve: albendazol, mebendazol, oksfendazol, flubendazol, rikobendazol, oksibendazol, febendazol, parbendazol, ciklobendazol i lobendazol.

triazola

Među tiazole spadaju: tiabendazol i kambendazol.

Halogenirani triazoli

Kao predstavnik ove kategorije može se spomenuti triklabendazol.

Probenzimidazoles

U ovoj skupini su: Netobimin, tiofanat, Febantel.

udruge

Vezivanje benzimidazola s drugim tvarima može poboljšati spektar djelovanja. Primjer:

Dietilkarbamazin plus benzimidazol: poboljšava njegovu funkciju u odnosu na filarijske ličinke.

Praziquantel plus pyrantel pamoate plus benzimidazol: proširuje spektar protiv cestoda.

Niclosamide plus benzimidazol: (benzimidazol plus closantel) poboljšava učinak protiv trematoda.

Triklabendazol plus levamisol: poboljšava učinak protiv pahuljica i nematoda.

Postoje i druge kombinacije, poput spajanja jezgre benzimidazola s triazinom, radi stvaranja antikancerogenih i antimalarijskih spojeva. Primjer 1,3,5-triazino benzimidazol-2-amin.

Različiti lijekovi koji sadrže strukturu benzimidazola. Izvor: Ibrahim Alaqeel S. Sintetički pristupi benzimidazoli iz o-fenilendiamina: Pregled literature, Journal of Saudi Chemical Society 2017; 20 (1): 229-237. Dostupno na: čitač.elsevier.com/

Svojstva derivata benzimidazola

Antibakterijsko svojstvo

Ovo nije jedna od najistaknutijih funkcija ovog spoja, međutim, kaže se da neki njegovi derivati ​​mogu utjecati na malu skupinu bakterija, među njima je i Mycobacterium tuberculosis.

Konkretno, s ovom bazom sintetirano je više od 139 spojeva, gdje je 8 pokazalo snažnu aktivnost protiv uzročnika tuberkuloze, kao što su benzimidazolovi N-oksidi (2,5,7-benzimidazol).

Anthelmintičko svojstvo

U tom je smislu jedna od najčešćih parazitoza ona koju proizvode Ascaris lumbricoides. Ovaj crijevni parazit može se liječiti albendazolom, derivatom benzimidazola koji djeluje tako što minimizira ATP helminta, uzrokujući nepokretnost i smrt parazita.

Može se spomenuti i mebendazol, još jedan derivat ovog spoja koji značajno paralizira apsorpciju glukoze i drugih hranjivih sastojaka u crijevu parazita, stvarajući biokemijsku neravnotežu.

Ovaj se lijek nepovratno veže na ß podjedinicu tubulina, utječući na mikrotubule i mikrofilamente, što uzrokuje nepokretnost parazita i smrt.

Većina anthelmintika dobivenih iz benzimidazola aktivna je protiv helminta, cestoda i trematoda.

Fungicidno svojstvo na biljkama (herbicid)

1- H-Benzimidazol, 4,5-dikloro 2- (trifluorometil) je herbicid koji se obično koristi za liječenje bolesti na biljnoj razini.

Bolest na razini biljaka gotovo uvijek uzrokuju gljivice, zbog čega je antifungalno svojstvo vrlo važno kada su u pitanju herbicidi. Primjer je benomil ili benlat koji, osim što djeluje protiv gljivično na gljivice koje napadaju određene biljke, ima i akaricidno i nematicidno djelovanje.

Herbicidi se apsorbiraju u lišće i korijenje biljaka i smanjuju gljivične infekcije koje najčešće napadaju velike usjeve žitarica, povrća, voća i ukrasnih biljaka.

Ovi proizvodi mogu djelovati preventivno (sprečavaju da se biljke razbole) ili ljekovito (eliminirati već instaliranu gljivicu).

Među herbicidima dobivenim iz benzimidazola koje možemo spomenuti su: tiabendazol, parbendazol, helmtiofan i karbendazim.

Optoelektronska svojstva

U tom smislu, neki su istraživači opisali da benzimidazol ima optoelektronska svojstva vrlo slična onima u spoju zvanom 2,2'-bipiridin.

Ostala svojstva

Uz već opisana svojstva, otkriveno je da benzimidazol ima svojstvo inhibiranja enzima topoizomeraze I. Ovaj enzim je neophodan u procesima replikacije, transkripcije i rekombinacije DNA, budući da je odgovoran za navijanje, odmotavanje ili prekrivanje DNA spirala.

Stoga neki antibakterijski lijekovi djeluju inhibirajući ovaj enzim. Također neki antikancerogeni agensi djeluju na ovoj razini, izazivajući apoptotski odgovor (stanična smrt).

S druge strane, neki istraživači stvorili su novu čašu koristeći organske tvari, poput benzimidazola, imidazola plus metala (cink). Ovo staklo je fleksibilnije od stakla napravljenog od silicijevog dioksida.

Prednosti i nedostaci derivata benzimidazola

Prednost

Prednost ovih lijekova je u tome što su jeftini, širokog spektra i većina su učinkovita u ubijanju ličinki, jaja i odraslih glista. To znači da djeluju u svim fazama života parazita. Nisu mutageni niti su kancerogeni. Imaju malu toksičnost za domaćina.

Neki se njeni derivati ​​ne koriste samo za liječenje pratioca ili uzgajajućih životinja ili za liječenje biljaka, već su korisni i za deworming ljude, poput: albendazola, triklabendazola, mebendazola i tiabendazola.

Nedostaci

Jedan od njegovih nedostataka je slaba topivost u vodi, što onemogućuje dobru apsorpciju na gastrointestinalnoj razini domaćina.

Kao štetni učinci kod domaćina poznato je da mogu proizvesti blagu hepatotoksičnost, promjene u timusu i slezini. Kod pasa može sniziti koncentraciju crvenih krvnih stanica i hematokrita.

S druge strane, postoji mogućnost parazita da stvaraju otpor.

Pojačana otpornost primijećena je kod parazita koji utječu na preživare i Strongyloide koji utječu na konje.

Čini se da je mehanizam rezistencije uključen u mutaciju gena tubulina u kojem dolazi do promjene s jedne aminokiseline u drugu (fenilalanin za tirozin na položaju 167 0 200 ß podjedinice tubulina), mijenjajući afinitet spoja za ta struktura.

Drugi nedostatak koji se javlja u maloj grupi derivata benzimidazola je teratogeno svojstvo, koje izaziva malformacije kostiju, očnih i visceralnih sustava kod domaćina.

Zato su neki od njih kontraindicirani trudnicama i djeci mlađoj od 1 godine.

Na razini ekosustava djeluje ne samo protiv gljivica i parazita, već djeluje i na duplje, vodene organizme i đubre.

Reference

1. „Enzimidazola.” Wikipedia, Slobodna enciklopedija. 30 kolovoza 2019, 07:09 UTC. 2 pro 2019, 21:31
2. Nj Health New Jersey Odjel zdravlja. Podaci o opasnim tvarima (benzimidazol). Dostupno na: nj.gov/health
3. Ninán, Oscar, Chareyron, Robert, Figuereido, Oscar, & Santiago, Julio. (2006). Tečni kristali derivata benzimidazola. Časopis Peruanskog kemijskog društva, 72 (4), 178-186. Dostupno na: scielo.org.
4. Márquez A. Anthelmintička aktivnost derivata benzimidazola na Hymenolepis nana i Toxocara canis. Preddiplomski rad za stjecanje stupnja doktora kemobioloških znanosti. Nacionalni politehnički institut. Nacionalna škola bioloških znanosti. Meksiko. 2008. Dostupno na: thesis.ipn.mx/bitstream
5. Bansal Y, Silakari O. Terapijsko putovanje benzimidazola: pregled. Bioorg Med Chem. 2012; 20 (21): 6208-36. Dostupno na: ncbi.nlm.nih.gov/
6. Ibrahim Alaqeel S. Sintetički pristupi benzimidazoli iz o-fenilendiamina: Pregled literature, Journal of Saudi Chemical Society 2017; 20 (1): 229-237. Dostupno na: čitač.elsevier.com/