BENZIMIDAZOL (C7H6N2): TÖRTÉNELEM, SZERKEZET, ELŐNYEI, HÁTRÁNYAI - KÉMIA - 2026

A benzimidazol egy aromás szénhidrogén, amelynek kémiai neve 1- H-benzimidazol és a kémiai képlete C ₇ H ₆ N ₂. Szerkezete egy benzolgyűrű és egy nitrogén ötszögletű gyűrű, az imidazol nevű összekapcsolását foglalja magában.

A benzimidazolról azt mondják, hogy heterociklusos vegyület, mivel gyűrűiben két atomja van, amelyek különböző csoportokhoz tartoznak. Számos gyógyszer származik a benzimidazolból paraziták (antihelmintikus), baktériumok (baktériumölő) és gombák (fungicid) kezelésére, amelyek állatokon, növényeken és emberekön is felhasználhatók.

A benzimidazol kémiai szerkezete. Forrás: Az eredeti feltöltő Cacycle volt az angol Wikipedia-ban.

A benzimidazolnak más tulajdonságait is felfedezték, például fotodetektor és protonvezető képességét a napelemekben, összehasonlítva a 2,2'-bipiridinnel, optoelektronikus tulajdonságai miatt.

A benzimidazol-származékokat metil-karbamátokra, triazolokra, halogénezett triazolokra és probenzimidazolokra osztjuk.

A mezőgazdaságban a benzimidazolból származó egyes anyagokat széles körben használják a gyümölcsök szállítás közbeni károsodásának megelőzésére. Ide tartoznak a karbendazol, a Bavistin és a tiabendazol.

Másrészt az anthelmintikumok, az antimikrobiális szerek, a gombaellenes és a herbicidek mellett jelenleg számos gyógyszer létezik, amelyek szerkezetükben tartalmazzák a benzimidazol-magot.

A gyógyszerek közül kiemelkednek a következők: rákellenes, protonpumpa-gátlók, antioxidánsok, antivirálisok, gyulladáscsökkentők, antikoagulánsok, immunmodulátorok, vérnyomáscsökkentők, antidiabetikumok, hormonális modulátorok, központi idegrendszeri stimulánsok, lipidszintet csökkentő anyagok vagy modulátorok.

A benzimidazol előzményei

A benzimidazolt először 1872 és 1878 között szintetizálták, először Hoebrecker, majd Ladenberg és Wundt. Nyolcvan évvel később felfedezték annak antihelmintikus hatását.

A tiabendazol volt az első benzimidazol-eredetű parazitaellenes szer, amelyet 1961-ben a Merck Sharp és Dohme laboratóriumok szintetizáltak és forgalmaztak.

Gyorsan rájöttek, hogy ennek a vegyületnek a felezési ideje nagyon rövid, ezért szerkezetét úgy módosították, hogy 5-amino-tiabendazolt és Cambendazolt hoztak létre, amelyek kissé hosszabb felezési időt mutattak.

Ezt követően a Smith Kline és a francia laboratóriumok elősegítették az új benzimidazol-származékok kifejlesztését, javítva elődeik antihelmintikus tulajdonságait. Ehhez eltávolították a 2. helyzetben található tiazolgyűrűt, és egy tiokarbamát- vagy karbamátcsoportot beépítettek.

Innen születnek albendazol, mebendazol, flubendazol és még sokan mások.

Szerkezet

Egy benzolgyűrűből és egy imidazolgyűrűből áll. Ez utóbbi nitrogéntartalmú ötszögletű gyűrű.

A benzimidazol szerkezet atomjait az óramutató járásával ellentétesen soroljuk fel, kezdve az imidazol molekula nitrogénjétől kezdve és a benzolgyűrű utolsó szénatomjánál. (Lásd a cikk elején található képet).

A benzimidazolt kristályos vagy fehéres por jellemzi, amely vízben rosszul oldódik.

A benzimidazol-származékok osztályozása

Metil-karbamátok

Ide tartoznak a következő vegyületek: albendazol, mebendazol, oxfendazol, flubendazol, rikobendazol, oxibendazol, febendazol, parbendazol, ciklobendazol és lobendazol.

triazolok

A tiazolok között szerepelnek a tiabendazol és a kambendazol.

Halogénezett triazolok

E kategória képviselőjeként említhető a triklabendazol.

Probenzimidazoles

Ebben a csoportban vannak: netobimin, tiofanát, febantel.

egyesületek

A benzimidazol más anyagokkal való kötődése javíthatja a hatás spektrumát. Példa:

Dietil-karbamazin és benzimidazol: javítja a filarialis lárvák elleni működését.

Praziquantel plusz pirantel-pamoát plusz benzimidazol: kiszélesíti a spektrumot a ceztokok ellen.

Niklosamid plusz benzimidazol: (benzimidazol plusz klizantel) javítja a hatást a trematodes ellen.

Triclabendazole plus levamisole: javítja a hatást a flukes és fonálférgek ellen.

Más kombinációk is léteznek, például a benzimidazol-mag és a triazin összekapcsolása rákellenes és maláriaellenes vegyületek előállítása céljából. 1,3,5-triazino-benzimidazol-2-amin.

Különböző gyógyszerek, amelyek tartalmazzák a benzimidazol szerkezetét. Forrás: Ibrahim Alaqeel S. Az o-fenilén-diaminból származó benzimidazolok szintetikus megközelítése: irodalmi áttekintés, Journal of Saudi Chemical Society 2017; 20 (1): 229-237. Elérhető itt: olvasó.elsevier.com/

A benzimidazol-származékok tulajdonságai

Antibakteriális tulajdonság

Ez nem a vegyület egyik legkiemelkedőbb funkciója, azonban azt mondják, hogy származékai közül néhány befolyásolhatja a baktériumok kis csoportját, köztük a Mycobacterium tuberculosis.

Ebben a bázisban több mint 139 vegyületet szintetizáltak, ahol 8 vegyület erős aktivitást mutatott a tuberkulózis kórokozói, például benzimidazol-N-oxidok (2,5,7-benzimidazol) ellen.

Anthelmintikus tulajdonság

Ebben az értelemben az egyik leggyakoribb parazitózis az Ascaris lumbricoides. Ez a bél parazita kezelhető albendazollal, a benzimidazol származékával, amely minimálisra csökkenti a helmint ATP-jét, okozva a parazita mozdulatlanságát és halálát.

Mebendazol is megemlíthető, ennek a vegyületnek egy másik származéka, amely jelentősen megbénítja a glükóz és más tápanyagok felszívódását a parazita bélében, biokémiai egyensúlyhiányt okozva.

Ez a gyógyszer visszafordíthatatlanul kötődik a tubulin ß alegységéhez, hatással van a mikrotubulusokra és a mikrofilamentumokra, okozva a parazita mozdulatlanságát és halálát.

A legtöbb benzimidazol-eredetű antihelmintikum hatással van a helmintákra, a cestodekra és a trematodekra.

A növények gombaölő tulajdonsága (herbicid)

Az 1- H-benzimidazol, 4,5-diklór-2- (trifluor-metil) egy herbicid, amelyet általában növényi szintű betegségek kezelésére használnak.

A növényi szintű betegséget szinte mindig a gombák okozzák, ezért a gombaellenes tulajdonság nagyon fontos a herbicidek esetében. Példa erre a benomil vagy a benát, amely amellett, hogy gombaellenes hatással rendelkezik bizonyos gombaöket okozó gombákra, acaricid és nematicid hatással is rendelkezik.

A herbicideket felszívják a növények levelei és gyökerei, és csökkentik azokat a gombás fertőzéseket, amelyek általában támadják meg a gabonafélék, zöldségek, gyümölcsök és dísznövények nagy növényeit.

Ezek a termékek megelőzően működhetnek (megakadályozzák a növények megbetegedését) vagy gyógyíthatók (kiküszöbölhetik a már telepített gombát).

A benzimidazolból származó herbicidek közül megemlíthetők a tiabendazol, parbendazol, helmitofán és karbendazim.

Optoelektronikai tulajdonságok

Ebben az értelemben néhány kutató leírta, hogy a benzimidazol optoelektronikus tulajdonságai nagyon hasonlóak a 2,2′-bipiridinnek nevezett vegyület tulajdonságaihoz.

Egyéb tulajdonságok

A már leírt tulajdonságok mellett felfedezték, hogy a benzimidazolnak megvan az a képessége, hogy gátolja a topoizomeráz I enzimet. Ez az enzim elengedhetetlen a DNS replikációja, transzkripciója és rekombinációja folyamatában, mivel felelős a DNS spirál.

Ezért egyes antibakteriális szerek ezt az enzimet gátolják. Néhány rákellenes szer szintén ezen a szinten hat, és apoptotikus választ vált ki (sejthalál).

Másrészt néhány kutató új üvegt hozott létre szerves anyagok felhasználásával, például benzimidazol, imidazol és fém (cink) felhasználásával. Ez az üveg rugalmasabb, mint a szilícium-dioxidból készült üveg.

A benzimidazol-származékok előnyei és hátrányai

Előny

Ezeknek a gyógyszereknek az az előnye, hogy olcsók, széles spektrumúak, és leginkább a lárvák, tojások és felnőtt férgek megölésében hatékonyak. Ez azt jelenti, hogy a parazita életének minden szakaszában működnek. Mutagének és karcinogének sem. Alacsony toxicitásuk van a gazdaszervezettel szemben.

Néhány származékát nemcsak kísérő állatok vagy tenyészállatok kezelésére, vagy növények kezelésére használják, hanem felhasználhatók az emberek fertőtlenítésére is, például: albendazol, triklabendazol, mebendazol és tiabendazol.

hátrányok

Hátrányai között szerepel az alacsony vízoldhatóság, ami lehetetlenné teszi a jó felszívódást a gazda gasztrointesztinális szintjén.

Mint a gazdaszervezetre gyakorolt ​​káros hatások, ismert, hogy enyhe hepatotoxicitást okozhatnak, megváltozhatnak a thymusban és a lépben. Kutyáknál csökkentheti a vörösvértestek és a hematokrit koncentrációját.

Másrészt a paraziták képesek ellenállást létrehozni.

Fokozott ellenállást tapasztaltak a kérődzőket és a lovakat érintő Strongyloides paraziták esetében.

A rezisztencia mechanizmusa úgy tűnik, hogy részt vesz a tubulin gén mutációjában, amelyben az egyik aminosavról a másikra (fenilalanin tirozinra a tubulin ß alegységének 167 0 200 pozíciójában), megváltoztatva a vegyület affinitását a ez a szerkezet.

Egy másik hátrány, amely a benzimidazol-származékok kis csoportjában jelentkezik, a teratogén tulajdonság, amely csont-, szem- és zsigeri rendellenességeket okoz a gazdaszervezetben.

Ezért némelyikük ellenjavallt terhes nők és 1 év alatti gyermekek számára.

Az ökoszisztéma szintjén nemcsak a gombákkal és parazitákkal szemben hat, hanem a dipterákra, a vízi szervezetekre és a annelidekre is.

Irodalom

1. „Benzimidazol.” Wikipédia, a szabad enciklopédia. 2019. augusztus 30., 07:09 UTC. 2019. december 2, 21:31
2. Nj Health New Jersey Egészségügyi Minisztérium. Tájékoztató a veszélyes anyagokról (benzimidazol). Elérhető a következő címen: nj.gov/health
3. Ninán, Oscar, Chareyron, Robert, Figuereido, Oscar és Santiago, Julio. (2006). Benzimidazol-származékok folyékony kristályok. A Perui Chemical Society Journal, 72 (4), 178-186. Elérhető a scielo.org oldalon.
4. Márquez A. A benzimidazol-származékok anthelmintikus hatása a Hymenolepis nana és a Toxocara canis esetében. Egyetemi munka a kemobiológiai tudományok doktora fokozat megszerzéséhez. Nemzeti Politechnikai Intézet. Országos Biológiai Tudományok Iskola. Mexikó. 2008. elérhető: thesis.ipn.mx/bitstream
5. Bansal Y, Silakari O. A benzimidazolok terápiás útja: áttekintés. Bioorg Med Chem., 2012; 20 (21): 6208-36. Elérhető a következő címen: ncbi.nlm.nih.gov/
6. Ibrahim Alaqeel S. Az o-feniléndiamin benzimidazoljaira vonatkozó szintetikus megközelítések: irodalmi áttekintés, Journal of Saudi Chemical Society 2017; 20 (1): 229-237. Elérhető itt: olvasó.elsevier.com/