BENZIMIDAZOLO (C7H6N2): STORIA, STRUTTURA, VANTAGGI, SVANTAGGI - CHIMICA - 2025

Il benzimidazolo è un idrocarburo aromatico, il cui nome chimico è 1- H-benzimidazolo e la sua formula chimica C ₇ H ₆ N ₂ . La sua struttura comprende l'unione di un anello benzenico più un anello pentagonale azotato chiamato imidazolo.

Si dice che il benzimidazolo sia un composto eterociclico, perché ha due atomi nei suoi anelli che appartengono a gruppi diversi. Molti farmaci derivano dal benzimidazolo per il trattamento di parassiti (antielmintici), batteri (battericida) e funghi (fungicida), che possono essere utilizzati su animali, piante e esseri umani.

Struttura chimica del benzimidazolo. Fonte: l'uploader originale era Cacycle su Wikipedia in inglese.

Il benzimidazolo è stato anche scoperto altre proprietà come il suo fotorilevatore e la capacità di conduzione dei protoni nelle celle solari, confrontato con 2,2'-bipiridina grazie alle sue proprietà optoelettroniche.

I derivati ​​del benzimidazolo sono classificati in metilcarbammati, triazoli, triazoli alogenati e probenzimidazoli.

In agricoltura, alcune sostanze derivate dal benzimidazolo sono ampiamente utilizzate per prevenire il deterioramento dei frutti durante il trasporto. Questi includono Carbendazole, Bavistin e Thiabendazole.

D'altra parte, oltre a antielmintici, antimicrobici, antimicotici ed erbicidi, esistono attualmente una miriade di farmaci che contengono il nucleo del benzimidazolo nella loro struttura.

Tra i farmaci spiccano i seguenti: antitumorali, inibitori della pompa protonica, antiossidanti, antivirali, antinfiammatori, anticoagulanti, immunomodulatori, antipertensivi, antidiabetici, modulatori ormonali, stimolanti del SNC, depressori o modulatori del livello lipidico, tra gli altri.

Storia del benzimidazolo

Il benzimidazolo fu sintetizzato per la prima volta tra gli anni 1872 e 1878, prima da Hoebrecker e poi da Ladenberg e Wundt. Ottant'anni dopo fu scoperto il suo potenziale valore come antielmintico.

Il tiabendazolo è stato il primo antiparassitario derivato dal benzimidazolo scoperto, che è stato sintetizzato e commercializzato nel 1961 dai laboratori Merck Sharp e Dohme.

Si sono presto resi conto che questo composto aveva un'emivita molto breve e, quindi, la sua struttura è stata modificata creando 5-ammino tiabendazolo e cambendazolo, che mostravano un'emivita leggermente più lunga.

Successivamente, i laboratori Smith Kline e francesi hanno promosso lo sviluppo di nuovi derivati ​​del benzimidazolo, migliorando le proprietà antielmintiche dei loro predecessori. Per fare ciò, hanno eliminato l'anello tiazolico situato in posizione 2 e hanno incorporato un gruppo tiocarbammato o carbammato.

Da lì nascono albendazolo, mebendazolo, flubendazolo e molti altri.

Struttura

È costituito da un anello benzenico più un anello imidazolico. Quest'ultimo è un anello pentagonale azotato.

Gli atomi della struttura del benzimidazolo sono elencati in senso antiorario, iniziando dall'azoto della molecola di imidazolo e terminando nell'ultimo carbonio dell'anello benzenico. (Vedi immagine all'inizio dell'articolo).

Il benzimidazolo è caratterizzato dall'essere una polvere cristallina o biancastra scarsamente solubile in acqua.

Classificazione dei derivati ​​del benzimidazolo

Carbammati di metile

Comprende i seguenti composti: albendazolo, mebendazolo, oxfendazolo, flubendazolo, ricobendazolo, oxibendazolo, febendazolo, parbendazolo, ciclobendazolo e lobendazolo.

triazoli

Tra i tiazoli ci sono: tiabendazolo e cambendazolo.

Triazoli alogenati

Come rappresentante di questa categoria, si può menzionare il triclabendazolo.

Probenzimidazoles

In questo gruppo ci sono: Netobimin, Thiophanate, Febantel.

associazioni

Il legame del benzimidazolo con altre sostanze può migliorare lo spettro d'azione. Esempio:

Dietilcarbamazina più benzimidazolo: migliora la sua funzione contro le larve filariali.

Praziquantel più pirantel pamoato più benzimidazolo: amplia lo spettro contro i cestodi.

Niclosamide più benzimidazolo: (benzimidazolo più closantel) migliora l'effetto contro i trematodi.

Triclabendazolo più levamisolo: migliora l'effetto contro i trematodi e nematodi.

Esistono altre combinazioni come l'unione del nucleo del benzimidazolo con la triazina per formare composti antitumorali e antimalarici. Esempio 1,3,5-triazino benzimidazol-2-ammina.

Vari farmaci che contengono la struttura del benzimidazolo. Fonte: Ibrahim Alaqeel S. Approcci sintetici ai benzimidazoli da o-fenilendiammina: una revisione della letteratura, Journal of Saudi Chemical Society 2017; 20 (1): 229-237. Disponibile in: reader.elsevier.com/

Proprietà dei derivati ​​del benzimidazolo

Proprietà antibatterica

Questa non è una delle funzioni più importanti di questo composto, tuttavia, si dice che alcuni dei suoi derivati ​​possano influenzare un piccolo gruppo di batteri, tra cui il Mycobacterium tuberculosis.

In questo particolare, più di 139 composti sono stati sintetizzati con questa base, di cui 8 hanno mostrato una forte attività contro l'agente eziologico della tubercolosi, come i benzimidazoli N-ossidi (2,5,7-benzimidazolo).

Proprietà antielmintica

In questo senso, una delle parassitosi più frequenti è quella prodotta dagli Ascaris lumbricoides. Questo parassita intestinale può essere trattato con albendazolo, un derivato del benzimidazolo che agisce minimizzando l'ATP dell'elminto, provocando l'immobilità e la morte del parassita.

Si può citare anche il mebendazolo, altro derivato di questo composto che paralizza in modo significativo l'assorbimento del glucosio e di altri nutrienti nell'intestino del parassita, creando uno squilibrio biochimico.

Questo farmaco si lega irreversibilmente alla subunità ß della tubulina, interessando microtubuli e microfilamenti, che causa l'immobilità del parassita e la morte.

La maggior parte degli antielmintici derivati ​​dal benzimidazolo è attiva contro elminti, cestodi e trematodi.

Proprietà fungicida sulle piante (erbicida)

1- H-Benzimidazole, 4,5-dichloro 2- (trifluoromethyl) è un erbicida comunemente utilizzato per il trattamento di malattie a livello vegetale.

La malattia a livello vegetale è quasi sempre causata da funghi, motivo per cui la proprietà antifungina è molto importante quando si tratta di erbicidi. Un esempio è il benomile o benlato che, oltre ad avere un'azione antimicotica sui funghi che attaccano determinate piante, ha anche un'azione acaricida e nematocida.

Gli erbicidi vengono assorbiti dalle foglie e dalle radici delle piante e riducono le infezioni fungine che comunemente attaccano le grandi colture di cereali, ortaggi, frutta e piante ornamentali.

Questi prodotti possono agire in modo preventivo (evitare che le piante si ammalino) o curativo (eliminare il fungo già installato).

Tra gli erbicidi derivati ​​dal benzimidazolo che si possono citare sono: tiabendazolo, parbendazolo, elmtiofano e carbendazim.

Proprietà optoelettroniche

In questo senso, alcuni ricercatori hanno descritto che il benzimidazolo ha proprietà optoelettroniche molto simili a quelle del composto chiamato 2,2′-bipiridina.

Altre proprietà

Oltre alle proprietà già descritte, è stato scoperto che il benzimidazolo ha la proprietà di inibire l'enzima topoisomerasi I.Questo enzima è essenziale nei processi di replicazione, trascrizione e ricombinazione del DNA, poiché è responsabile dell'avvolgimento, svolgimento o superavvolgimento del Elica del DNA.

Pertanto, alcuni antibatterici agiscono inibendo questo enzima. Anche alcuni agenti antitumorali agiscono a questo livello, inducendo una risposta apoptotica (morte cellulare).

D'altra parte, alcuni ricercatori hanno creato un nuovo vetro utilizzando sostanze organiche, come il benzimidazolo, l'imidazolo più un metallo (zinco). Questo vetro è più flessibile del vetro di silice.

Vantaggi e svantaggi dei derivati ​​del benzimidazolo

Vantaggio

Questi farmaci hanno il vantaggio di essere poco costosi, ad ampio spettro e la maggior parte sono efficaci nell'uccidere larve, uova e vermi adulti. Ciò significa che agiscono in tutte le fasi della vita del parassita. Non sono mutageni, né cancerogeni. Hanno una bassa tossicità per l'ospite.

Alcuni dei suoi derivati ​​non sono solo usati per trattare animali da compagnia o da riproduzione o per trattare piante, ma sono anche utili per la sverminazione dell'uomo, come: albendazolo, triclabendazolo, mebendazolo e tiabendazolo.

svantaggi

Tra i suoi svantaggi vi è la sua bassa solubilità in acqua, che rende impossibile un buon assorbimento a livello gastrointestinale dell'ospite.

Come effetti avversi nell'ospite, è noto che possono produrre lieve epatotossicità, alterazione del timo e della milza. Nei cani può abbassare la concentrazione di globuli rossi ed ematocrito.

D'altra parte, c'è la capacità dei parassiti di creare resistenza.

È stata osservata una maggiore resistenza da parassiti che colpiscono i ruminanti e Strongyloides che colpiscono i cavalli.

Il meccanismo di resistenza sembra essere coinvolto nella mutazione del gene della tubulina in cui si verifica un cambiamento da un amminoacido a un altro (fenilalanina per tirosina in posizione 167 0200 della subunità ß della tubulina), cambiando l'affinità del composto questa struttura.

Un altro svantaggio che si verifica in un piccolo gruppo di derivati ​​del benzimidazolo è la proprietà teratogena, che causa malformazioni ossee, oculari e viscerali nell'ospite.

Ecco perché alcuni di loro sono controindicati nelle donne in gravidanza e nei bambini di età inferiore a 1 anno.

A livello ecosistemico agisce non solo contro funghi e parassiti, ma anche su ditteri, organismi acquatici e anellidi.

Riferimenti

1. "Benzimidazolo." Wikipedia, l'enciclopedia libera. 30 agosto 2019, 07:09 UTC. 2 dicembre 2019, 21:31
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3. Ninán, Oscar, Chareyron, Robert, Figuereido, Oscar e Santiago, Julio. (2006). Cristalli liquidi derivati ​​dal benzimidazolo. Journal of the Peruvian Chemical Society, 72 (4), 178-186. Disponibile su: scielo.org.
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