BENZIMIDAZOLE (C7H6N2): HISTORIA, STRUKTUR, FÖRDELAR, NACKDELAR - KEMI - 2026

Den bensimidazol är ett aromatiskt kolväte, vars kemiska namn är 1- H-bensimidazol och dess kemiska formel C ₇ H ₆ N ₂ . Dess struktur innefattar föreningen av en bensenring plus en kvävehaltig femkantig ring som kallas imidazol.

Benzimidazol sägs vara en heterocyklisk förening, eftersom den har två atomer i sina ringar som tillhör olika grupper. Många läkemedel härrör från bensimidazol syftar till att behandla parasiter (anthelmintic), bakterier (baktericid) och svampar (fungicid), som kan användas på djur, växter och människor.

Kemisk struktur för bensimidazol. Källa: Den ursprungliga uppladdaren var Cacycle på engelska Wikipedia.

Benzimidazol har också upptäckts andra egenskaper såsom fotodetektor och protonledningsförmåga i solceller jämfört med 2,2'-bipyridin på grund av dess optoelektroniska egenskaper.

Bensimidazolderivaten klassificeras i metylkarbamater, triazoler, halogenerade triazoler och probenzimidazoler.

I jordbruket används vissa ämnen härrörande från bensimidazol i stor utsträckning för att förhindra försämring av frukt under transport. Dessa inkluderar Carbendazole, Bavistin och Thiabendazole.

Å andra sidan, förutom anthelmintika, antimikrobiella medel, svampdödande medel och herbicider, finns det för närvarande ett mylder av läkemedel som innehåller bensimidazolkärnan i deras struktur.

Bland läkemedlen skiljer sig följande ut: anticancer, protonpumpshämmare, antioxidanter, antivirala medel, antiinflammatorier, antikoagulantia, immunmodulatorer, antihypertensiva, antidiabetika, hormonella modulatorer, CNS-stimulanter, lipid-depressiva medel eller modulatorer.

Historia av bensimidazol

Benzimidazole syntetiserades först mellan åren 1872 och 1878, först av Hoebrecker och sedan av Ladenberg och Wundt. Åttio år senare upptäcktes dess potentiella värde som en anthelmintic.

Thiabendazole var det första bensimidazol-härledda antiparasitiska som upptäcktes, som syntetiserades och marknadsfördes 1961 av Merck Sharp och Dohme-laboratorier.

De insåg snabbt att denna förening hade en mycket kort halveringstid och därför ändrades dess struktur och skapade 5-amino-Thiabendazol och Cambendazole, som visade en något längre halveringstid.

Därefter främjade Smith Kline och de franska laboratorierna utvecklingen av nya bensimidazolderivat, vilket förbättrade sina föregångars anthelmintiska egenskaper. För att göra detta eliminerade de tiazolringen placerad i position 2 och införlivade en tiokarbamat- eller karbamatgrupp.

Därifrån födas albendazol, mebendazol, flubendazol och många andra.

Strukturera

Den består av en bensenring plus en imidazolring. Den senare är en kvävehaltig femkantig ring.

Atomerna i bensimidazolstrukturen listas moturs, med början vid kvävet i imidazolmolekylen och slutar vid bensenringens sista kol. (Se bild i början av artikeln).

Benzimidazol kännetecknas av att det är ett kristallint eller vitaktigt pulver som är dåligt lösligt i vatten.

Klassificering av bensimidazolderivat

Metylkarbamater

Det inkluderar följande föreningar: albendazol, mebendazol, oxfendazol, flubendazol, ricobendazol, oxibendazol, febendazol, parbendazol, cyklobendazol och lobendazol.

triazoler

Bland tiazolerna är: thiabendazol och cambendazol.

Halogenerade triazoler

Som representant för denna kategori kan triklabendazol nämnas.

Probenzimidazoles

I denna grupp finns: Netobimin, Thiophanate, Febantel.

föreningar

Bindning av bensimidazol med andra ämnen kan förbättra spektrumet av verkan. Exempel:

Dietylkarbamazin plus bensimidazol: förbättrar dess funktion mot filarial larver.

Praziquantel plus pyrantel pamoat plus bensimidazol: breddar spektrumet mot cestoder.

Niclosamid plus bensimidazol: (bensimidazol plus tätning) förbättrar effekten mot trematoder.

Triclabendazol plus levamisol: förbättrar effekten mot flukes och nematoder.

Det finns andra kombinationer såsom föreningen av bensimidazolkärnan med triazin för att bilda anticancer och antimalariabaserade föreningar. Exempel 1,3,5-triazinobensimidazol-2-amin.

Olika läkemedel som innehåller strukturen för bensimidazol. Källa: Ibrahim Alaqeel S. Syntetiska tillvägagångssätt för bensimidazoler från o-fenylendiamin: En litteraturöversikt, Journal of Saudi Chemical Society 2017; 20 (1): 229-237. Finns i: reader.elsevier.com/

Egenskaper hos bensimidazolderivat

Antibakteriell egenskap

Detta är inte en av de mest framstående funktionerna hos denna förening, men det sägs att vissa av dess derivat kan påverka en liten grupp bakterier, bland dem är Mycobacterium tuberculosis.

I detta specifika har mer än 139 föreningar syntetiserats med denna bas, där 8 har visat stark aktivitet mot det orsakande medlet för tuberkulos, såsom bensimidazoler N-oxider (2,5,7-bensimidazol).

Anthelmintic egendom

I detta avseende är en av de vanligaste parasiterna den som produceras av Ascaris lumbricoides. Denna tarmparasit kan behandlas med albendazol, ett derivat av bensimidazol som fungerar genom att minimera ATP för helminth, orsakar parasitens orörlighet och död.

Mebendazol kan också nämnas, ett annat derivat av denna förening som avsevärt paralyserar absorptionen av glukos och andra näringsämnen i tarmen hos parasiten, vilket skapar en biokemisk obalans.

Detta läkemedel binder irreversibelt till ß-subenheten av tubulin, vilket påverkar mikrotubuli och mikrofilamenter, vilket orsakar parasitimmobilitet och död.

De flesta benzimidazol-härledda anthelmintics är aktiva mot helminths, cestodes och trematodes.

Svampdödande egendom på växter (herbicid)

1- H-Benzimidazol, 4,5-dikloro 2- (trifluormetyl) är ett herbicid som vanligtvis används för behandling av sjukdomar på växtnivå.

Växtnivåsjukdom orsakas nästan alltid av svampar, varför den svampdödande egenskapen är mycket viktig när det gäller herbicider. Ett exempel är benomyl eller benlat som, förutom att ha en svampdämpande verkan på svampar som angriper vissa växter, också har en akaricid och nematicidal verkan.

Herbicider tas upp i växternas löv och rötter och minskar svampinfektioner som ofta attackerar stora grödor av spannmål, grönsaker, frukt och prydnadsväxter.

Dessa produkter kan fungera förebyggande (förhindra att växter blir sjuka) eller läkande (eliminera den redan installerade svampen).

Bland de herbicider som härrör från bensimidazol som kan nämnas är: tiabendazol, parbendazol, helmtiofan och karbendazim.

Optoelektroniska egenskaper

I detta avseende har vissa forskare beskrivit att bensimidazol har optoelektroniska egenskaper som är mycket lik de föreningen som kallas 2,2′-bipyridin.

Andra egenskaper

Förutom de egenskaper som redan beskrivits har det upptäckts att bensimidazol har egenskapen att hämma enzymet topoisomeras I. Detta enzym är väsentligt i processerna för DNA-replikation, transkription och rekombination, eftersom det är ansvarigt för lindning, avvikling eller supercoiling DNA-spiral.

Därför fungerar vissa antibakteriella medel genom att hämma detta enzym. Vissa anticancermedel agerar också på denna nivå, vilket inducerar ett apoptotiskt svar (celldöd).

Å andra sidan har vissa forskare skapat ett nytt glas med organiska ämnen, såsom bensimidazol, imidazol plus en metall (zink). Detta glas är mer flexibelt än glas tillverkat av kiseldioxid.

Fördelar och nackdelar med bensimidazolderivat

Fördel

Dessa läkemedel har fördelen att de är billiga, breda spektrum och de flesta är effektiva för att döda larver, ägg och vuxna maskar. Detta innebär att de verkar i alla faser av parasitens liv. De är inte mutagena och är inte heller cancerframkallande. De har låg toxicitet för värden.

Vissa av dess derivat används inte bara för att behandla följeslagare eller avelsdjur eller för att behandla växter, utan är också användbara för avmaskning av människor, såsom: albendazol, triklabendazol, mebendazol och tiabendazol.

nackdelar

Bland dess nackdelar är dess låga vattenlöslighet, vilket gör god absorption på värdens gastrointestinala nivå omöjlig.

Som negativa effekter i värden är det känt att de kan ge mild hepatotoxicitet, förändring i tymus och mjälte. Hos hundar kan det sänka koncentrationen av röda blodkroppar och hematokrit.

Å andra sidan finns det förmågan hos parasiter att skapa resistens.

Ökad resistens har sett från parasiter som drabbar idisslare och Strongyloides som drabbar hästar.

Resistensmekanismen verkar vara involverad i mutationen av tubulingenen i vilken det är en förändring från en aminosyra till en annan (fenylalanin för tyrosin i position 167 0 200 i ß-subenheten av tubulin), vilket ändrar föreningens affinitet för denna struktur.

En annan nackdel som uppträder i en liten grupp bensimidazolderivat är den teratogena egenskapen, vilket orsakar ben-, okulära och viscerala missbildningar i värden.

Det är därför som några av dem är kontraindicerade hos gravida kvinnor och barn under 1 år.

På ekosystemnivå verkar den inte bara mot svampar och parasiter, den har också verkan på diptera, vattenlevande organismer och annelider.

referenser

1. "Benzimidazol." Wikipedia, den fria encyklopedin. 30 aug 2019, 07:09 UTC. 2 dec 2019, 21:31
2. Nj Health New Jersey Department of Health. Faktablad om farliga ämnen (Benzimidazol). Finns på: nj.gov/health
3. Ninán, Oscar, Chareyron, Robert, Figuereido, Oscar, & Santiago, Julio. (2006). Bensimidazolderivat flytande kristaller. Journal of the Peruvian Chemical Society, 72 (4), 178-186. Finns på: scielo.org.
4. Márquez A. Anthelmintisk aktivitet av bensimidazolderivat på Hymenolepis nana och Toxocara canis. Grundarbete för att kvalificera sig till doktorn i kemobiologiska vetenskaper. National Polytechnic Institute. Nationella skolan för biologiska vetenskaper. Mexico. 2008. Tillgänglig på: thesis.ipn.mx/bitstream
5. Bansal Y, Silakari O. Benzimidazoles terapeutiska resa: en recension. Bioorg Med Chem. 2012; 20 (21): 6208-36. Finns på: ncbi.nlm.nih.gov/
6. Ibrahim Alaqeel S. Syntetiska tillvägagångssätt för bensimidazoler från o-fenylendiamin: En litteraturöversikt, Journal of Saudi Chemical Society 2017; 20 (1): 229-237. Finns i: reader.elsevier.com/