BENZIMIDAZOL (C7H6N2): GESCHICHTE, STRUKTUR, VOR- UND NACHTEILE - CHEMIE - 2025

Das Benzimidazol ist ein aromatischer Kohlenwasserstoff, dessen chemischer Name 1-H-Benzimidazol und seine chemische Formel C ₇ H ₆ N _{2 ist} . Seine Struktur besteht aus der Vereinigung eines Benzolrings mit einem stickstoffhaltigen fünfeckigen Ring namens Imidazol.

Benzimidazol soll eine heterocyclische Verbindung sein, da es zwei Atome in seinen Ringen hat, die zu verschiedenen Gruppen gehören. Viele Medikamente werden aus Benzimidazol gewonnen, das zur Behandlung von Parasiten (Anthelminthikum), Bakterien (Bakterizid) und Pilzen (Fungizid) eingesetzt wird und bei Tieren, Pflanzen und Menschen angewendet werden kann.

Chemische Struktur von Benzimidazol. Quelle: Der ursprüngliche Uploader war Cacycle bei der englischen Wikipedia.

Benzimidazol hat auch andere Eigenschaften entdeckt, wie seinen Photodetektor und seine Protonenleitfähigkeit in Solarzellen, die aufgrund ihrer optoelektronischen Eigenschaften mit 2,2'-Bipyridin verglichen werden.

Die Benzimidazolderivate werden in Methylcarbamate, Triazole, halogenierte Triazole und Probenzimidazole eingeteilt.

In der Landwirtschaft werden häufig einige von Benzimidazol abgeleitete Substanzen verwendet, um die Verschlechterung von Früchten während des Transports zu verhindern. Dazu gehören Carbendazol, Bavistin und Thiabendazol.

Andererseits gibt es derzeit neben Anthelminthika, antimikrobiellen Mitteln, Antimykotika und Herbiziden eine Vielzahl von Arzneimitteln, die den Benzimidazolkern in ihrer Struktur enthalten.

Unter den Arzneimitteln sind unter anderem die folgenden hervorzuheben: Antikrebs, Protonenpumpenhemmer, Antioxidantien, Virostatika, Entzündungshemmer, Antikoagulanzien, Immunmodulatoren, Antihypertensiva, Antidiabetika, Hormonmodulatoren, ZNS-Stimulanzien, Lipidspiegelsenker oder Modulatoren.

Geschichte von Benzimidazol

Benzimidazol wurde zuerst zwischen 1872 und 1878 synthetisiert, zuerst von Hoebrecker und dann von Ladenberg und Wundt. Achtzig Jahre später wurde sein potentieller Wert als Anthelminthikum entdeckt.

Thiabendazol war das erste von Benzimidazol abgeleitete Antiparasitikum, das 1961 von den Laboratorien von Merck Sharp und Dohme synthetisiert und vermarktet wurde.

Sie stellten schnell fest, dass diese Verbindung eine sehr kurze Halbwertszeit hatte und daher ihre Struktur modifiziert wurde, wodurch 5-Amino-Thiabendazol und Cambendazol erzeugt wurden, die eine etwas längere Halbwertszeit zeigten.

Anschließend förderten die Laboratorien von Smith Kline und French die Entwicklung neuer Benzimidazolderivate und verbesserten die anthelmintischen Eigenschaften ihrer Vorgänger. Dazu eliminierten sie den in Position 2 befindlichen Thiazolring und bauten eine Thiocarbamat- oder Carbamatgruppe ein.

Von dort werden Albendazol, Mebendazol, Flubendazol und viele andere geboren.

Struktur

Es besteht aus einem Benzolring und einem Imidazolring. Letzteres ist ein stickstoffhaltiger fünfeckiger Ring.

Die Atome der Benzimidazolstruktur sind gegen den Uhrzeigersinn aufgelistet, beginnend am Stickstoff des Imidazolmoleküls und endend am letzten Kohlenstoff des Benzolrings. (Siehe Bild am Anfang des Artikels).

Benzimidazol ist ein kristallines oder weißliches Pulver, das in Wasser schwer löslich ist.

Klassifizierung von Benzimidazolderivaten

Methylcarbamate

Es enthält die folgenden Verbindungen: Albendazol, Mebendazol, Oxfendazol, Flubendazol, Ricobendazol, Oxibendazol, Febendazol, Parbendazol, Cyclobendazol und Lobendazol.

Triazole

Unter den Thiazolen sind: Thiabendazol und Cambendazol.

Halogenierte Triazole

Als Vertreter dieser Kategorie kann Triclabendazol genannt werden.

Probenzimidazole

In dieser Gruppe gibt es: Netobimin, Thiophanate, Febantel.

Verbände

Die Bindung von Benzimidazol an andere Substanzen kann das Wirkungsspektrum verbessern. Beispiel:

Diethylcarbamazin plus Benzimidazol: Verbessert seine Funktion gegen Filariallarven.

Praziquantel plus Pyrantelpamoat plus Benzimidazol: Erweitert das Spektrum gegen Cestoden.

Niclosamid plus Benzimidazol: (Benzimidazol plus Closantel) verbessert die Wirkung gegen Trematoden.

Triclabendazol plus Levamisol: Verbessert die Wirkung gegen Egel und Nematoden.

Es gibt andere Kombinationen wie die Vereinigung des Benzimidazolkerns mit Triazin unter Bildung von Antikrebs- und Malariamittelverbindungen. Beispiel 1,3,5-Triazinobenzimidazol-2-amin.

Verschiedene Medikamente, die die Struktur von Benzimidazol enthalten. Quelle: Ibrahim Alaqeel S. Synthetische Ansätze für Benzimidazole aus o-Phenylendiamin: Eine Literaturübersicht, Journal of Saudi Chemical Society 2017; 20 (1): 229 & ndash; 237. Verfügbar in: reader.elsevier.com/

Eigenschaften von Benzimidazolderivaten

Antibakterielle Eigenschaft

Dies ist keine der herausragendsten Funktionen dieser Verbindung. Es wird jedoch gesagt, dass einige ihrer Derivate eine kleine Gruppe von Bakterien befallen können, darunter Mycobacterium tuberculosis.

Insbesondere wurden mehr als 139 Verbindungen mit dieser Base synthetisiert, wobei 8 eine starke Aktivität gegen den Erreger der Tuberkulose zeigten, wie Benzimidazol-N-Oxide (2,5,7-Benzimidazol).

Anthelmintisches Eigentum

In diesem Sinne ist eine der häufigsten Parasitosen die von Ascaris lumbricoides verursachte. Dieser Darmparasit kann mit Albendazol behandelt werden, einem Derivat von Benzimidazol, das das ATP des Helminthen minimiert und Unbeweglichkeit und Tod des Parasiten verursacht.

Mebendazol kann auch erwähnt werden, ein weiteres Derivat dieser Verbindung, das die Absorption von Glucose und anderen Nährstoffen im Darm des Parasiten signifikant lähmt und ein biochemisches Ungleichgewicht erzeugt.

Dieses Medikament bindet irreversibel an die ß-Untereinheit von Tubulin und beeinflusst Mikrotubuli und Mikrofilamente, was zu Immobilität und Tod von Parasiten führt.

Die meisten von Benzimidazol abgeleiteten Anthelminthika wirken gegen Helminthen, Cestoden und Trematoden.

Fungizide Wirkung auf Pflanzen (Herbizid)

1- H-Benzimidazol, 4,5-Dichlor-2- (trifluormethyl) ist ein Herbizid, das üblicherweise zur Behandlung von Krankheiten auf pflanzlicher Ebene verwendet wird.

Krankheiten auf Pflanzenebene werden fast immer durch Pilze verursacht, weshalb die antimykotische Eigenschaft bei Herbiziden sehr wichtig ist. Ein Beispiel ist Benomyl oder Benlat, das neben einer antimykotischen Wirkung auf Pilze, die bestimmte Pflanzen befallen, auch eine akarizide und nematizide Wirkung hat.

Herbizide werden von den Blättern und Wurzeln von Pflanzen absorbiert und reduzieren die Pilzinfektionen, die häufig große Ernten von Getreide, Gemüse, Obst und Zierpflanzen befallen.

Diese Produkte können vorbeugend wirken (verhindern, dass Pflanzen krank werden) oder heilend wirken (den bereits installierten Pilz beseitigen).

Unter den von Benzimidazol abgeleiteten Herbiziden, die erwähnt werden können, sind: Thiabendazol, Parbendazol, Helmthiophan und Carbendazim.

Optoelektronische Eigenschaften

In diesem Sinne haben einige Forscher beschrieben, dass Benzimidazol optoelektronische Eigenschaften aufweist, die denen der als 2,2'-Bipyridin bezeichneten Verbindung sehr ähnlich sind.

Andere Eigenschaften

Zusätzlich zu den bereits beschriebenen Eigenschaften wurde entdeckt, dass Benzimidazol die Eigenschaft besitzt, das Enzym Topoisomerase I zu hemmen. Dieses Enzym ist für die Prozesse der DNA-Replikation, -Transkription und -Rekombination wesentlich, da es für das Aufwickeln, Abwickeln oder Superwickeln des Enzyms verantwortlich ist DNA-Helix.

Daher wirken einige Antibiotika, indem sie dieses Enzym hemmen. Auch einige Antikrebsmittel wirken auf dieser Ebene und induzieren eine apoptotische Reaktion (Zelltod).

Andererseits haben einige Forscher ein neues Glas mit organischen Substanzen wie Benzimidazol, Imidazol und einem Metall (Zink) hergestellt. Dieses Glas ist flexibler als Glas aus Kieselsäure.

Vor- und Nachteile von Benzimidazolderivaten

Vorteil

Diese Medikamente haben den Vorteil, dass sie kostengünstig und breit gefächert sind und die meisten bei der Abtötung von Larven, Eiern und adulten Würmern wirksam sind. Dies bedeutet, dass sie in allen Lebensphasen des Parasiten wirken. Sie sind weder mutagen noch krebserregend. Sie haben eine geringe Toxizität für den Wirt.

Einige seiner Derivate werden nicht nur zur Behandlung von Begleit- oder Zuchttieren oder zur Behandlung von Pflanzen verwendet, sondern sind auch zur Entwurmung von Menschen nützlich, wie Albendazol, Triclabendazol, Mebendazol und Thiabendazol.

Nachteile

Zu seinen Nachteilen gehört die geringe Wasserlöslichkeit, die eine gute Absorption im Magen-Darm-Bereich des Wirts unmöglich macht.

Als nachteilige Wirkungen im Wirt ist bekannt, dass sie eine leichte Hepatotoxizität, eine Veränderung des Thymus und der Milz hervorrufen können. Bei Hunden kann es die Konzentration von roten Blutkörperchen und Hämatokrit senken.

Auf der anderen Seite gibt es die Fähigkeit von Parasiten, Resistenzen zu erzeugen.

Eine erhöhte Resistenz wurde bei Parasiten beobachtet, die Wiederkäuer befallen, und bei Strongyloides, die Pferde befallen.

Der Resistenzmechanismus scheint an der Mutation des Tubulin-Gens beteiligt zu sein, bei dem eine Änderung von einer Aminosäure zur anderen stattfindet (Phenylalanin für Tyrosin an Position 167 0 200 der ß-Untereinheit von Tubulin), wodurch die Affinität der Verbindung für verändert wird diese Struktur.

Ein weiterer Nachteil, der bei einer kleinen Gruppe von Benzimidazolderivaten auftritt, ist die teratogene Eigenschaft, die im Wirt Knochen-, Augen- und viszerale Missbildungen verursacht.

Aus diesem Grund sind einige von ihnen bei schwangeren Frauen und bei Kindern unter 1 Jahr kontraindiziert.

Auf Ökosystemebene wirkt es nicht nur gegen Pilze und Parasiten, sondern auch gegen Dipteren, Wasserorganismen und Ringelblumen.

Verweise

1. "Benzimidazol." Wikipedia, die freie Enzyklopädie. 30. August 2019, 07:09 UTC. 2. Dezember 2019, 21:31
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3. Ninán, Oscar, Chareyron, Robert, Figuereido, Oscar und Santiago, Julio. (2006). Flüssigkristalle von Benzimidazolderivaten. Journal of the Peruvian Chemical Society, 72 (4), 178-186. Verfügbar unter: scielo.org.
4. Márquez A. Anthelmintische Aktivität von Benzimidazolderivaten auf Hymenolepis nana und Toxocara canis. Undergraduate-Arbeit, um sich für den Doktor der Chemobiologischen Wissenschaften zu qualifizieren. Nationales Polytechnisches Institut. Nationale Schule für Biowissenschaften. Mexiko. 2008. Verfügbar unter: thesis.ipn.mx/bitstream
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