BENZIMIDAZOLE (C7H6N2): LỊCH SỬ, CẤU TRÚC, ƯU ĐIỂM, NHƯỢC ĐIỂM - HÓA HỌC - 2026

Các benzimidazole là một hydrocacbon thơm, có tên hóa học là 1- H-benzimidazole và công thức hóa học của nó C ₇ H ₆ N ₂ . Cấu trúc của nó bao gồm sự kết hợp của một vòng benzen cộng với một vòng ngũ giác chứa nitơ được gọi là imidazole.

Benzimidazole được cho là một hợp chất dị vòng, vì nó có hai nguyên tử trong vòng thuộc các nhóm khác nhau. Nhiều loại thuốc có nguồn gốc từ benzimidazole nhằm điều trị ký sinh trùng (tẩy giun sán), vi khuẩn (diệt khuẩn) và nấm (diệt nấm), có thể được sử dụng trên động vật, thực vật và con người.

Cấu trúc hóa học của benzimidazole. Nguồn: Người tải lên ban đầu là Cacycle tại Wikipedia tiếng Anh.

Benzimidazole cũng đã được phát hiện ra các đặc tính khác như bộ tách sóng quang và khả năng dẫn proton của nó trong pin mặt trời, được so sánh với 2,2'-bipyridine do đặc tính quang điện tử của nó.

Các dẫn xuất của benzimidazole được phân loại thành các carbamat metyl, triazol, triazol được halogen hóa và probenzimidazol.

Trong nông nghiệp, một số chất có nguồn gốc từ benzimidazole được sử dụng rộng rãi để ngăn ngừa sự hư hỏng của trái cây trong quá trình vận chuyển. Chúng bao gồm Carbendazole, Bavistin và Thiabendazole.

Mặt khác, ngoài thuốc tẩy giun sán, thuốc kháng vi trùng, thuốc chống nấm và thuốc diệt cỏ, hiện nay có vô số loại thuốc có chứa nhân benzimidazole trong cấu trúc của chúng.

Trong số các loại thuốc, nổi bật là: thuốc chống ung thư, thuốc ức chế bơm proton, chất chống oxy hóa, thuốc kháng vi-rút, thuốc chống viêm, thuốc chống đông máu, thuốc điều hòa miễn dịch, thuốc điều trị cao huyết áp, thuốc chống đái tháo đường, thuốc điều hòa nội tiết tố, thuốc kích thích thần kinh trung ương, thuốc giảm hoặc điều chỉnh mức lipid, trong số những thuốc khác.

Lịch sử của benzimidazole

Benzimidazole lần đầu tiên được tổng hợp từ những năm 1872 đến 1878, đầu tiên bởi Hoebrecker và sau đó là Ladenberg và Wundt. Tám mươi năm sau, giá trị tiềm năng của nó như một chất tẩy giun sán được phát hiện.

Thiabendazole là thuốc chống ký sinh trùng có nguồn gốc từ benzimidazole đầu tiên được phát hiện, được tổng hợp và đưa ra thị trường vào năm 1961 bởi phòng thí nghiệm Merck Sharp và Dohme.

Họ nhanh chóng nhận ra rằng hợp chất này có thời gian bán hủy rất ngắn và do đó, cấu trúc của nó đã được sửa đổi để tạo ra 5-amino Thiabendazole và Cambendazole, có thời gian bán hủy dài hơn một chút.

Sau đó, phòng thí nghiệm Smith Kline và Pháp đã thúc đẩy việc phát triển các dẫn xuất benzimidazole mới, cải thiện các đặc tính tẩy giun sán của các chất tiền nhiệm. Để làm điều này, họ đã loại bỏ vòng thiazole nằm ở vị trí 2 và đưa vào nhóm thiocarbamate hoặc carbamate.

Từ đó sinh ra albendazole, mebendazole, flubendazole và nhiều loại khác.

Kết cấu

Nó được tạo thành từ một vòng benzen cộng với một vòng imidazole. Sau này là một vòng ngũ giác có nitơ.

Các nguyên tử của cấu trúc benzimidazole được liệt kê ngược chiều kim đồng hồ, bắt đầu từ nitơ của phân tử imidazole và kết thúc ở carbon cuối cùng của vòng benzen. (Xem hình đầu bài).

Benzimidazole có đặc điểm là dạng bột kết tinh hoặc màu trắng, hòa tan kém trong nước.

Phân loại các dẫn xuất benzimidazole

Metyl cacbamat

Nó bao gồm các hợp chất sau: albendazole, mebendazole, oxfendazole, flubendazole, ricobendazole, oxibendazole, febendazole, parbendazole, cyclobendazole và lobendazole.

Triazoles

Trong số các thiazole là: thiabendazole và cambendazole.

Triazol halogen hóa

Đại diện tiêu biểu cho loại thuốc này có thể kể đến triclabendazole.

Probenzimidazoles

Trong nhóm này có: Netobimin, Thiophanate, Febantel.

Hiệp hội

Liên kết của benzimidazole với các chất khác có thể cải thiện phổ tác dụng. Thí dụ:

Diethylcarbamazine cộng với benzimidazole: cải thiện chức năng chống lại ấu trùng giun chỉ.

Praziquantel cộng với pyrantel pamoate cộng với benzimidazole: mở rộng phổ chống lại bọ ve.

Niclosamide cộng với benzimidazole: (benzimidazole cộng với closeantel) cải thiện tác dụng chống lại sán lá.

Triclabendazole plus levamisole: cải thiện tác dụng chống lại sán và giun tròn.

Có những sự kết hợp khác như sự kết hợp của nhân benzimidazole với triazine để tạo thành các hợp chất chống ung thư và chống sốt rét. Ví dụ 1,3,5-triazino benzimidazol-2-amin.

Các loại thuốc khác nhau có chứa cấu trúc của benzimidazole. Nguồn: Ibrahim Alaqeel S. Các cách tiếp cận tổng hợp đối với benzimidazol từ o-phenylenediamine: Một đánh giá tài liệu, Tạp chí Hiệp hội Hóa học Ả Rập Xê Út 2017; 20 (1): 229-237. Có tại: reader.elsevier.com/

Tính chất của các dẫn xuất benzimidazole

Thuộc tính kháng khuẩn

Đây không phải là một trong những chức năng nổi bật nhất của hợp chất này, tuy nhiên, người ta nói rằng một số dẫn xuất của nó có thể ảnh hưởng đến một nhóm nhỏ vi khuẩn, trong số đó là Mycobacterium tuberculosis.

Đặc biệt, hơn 139 hợp chất đã được tổng hợp với bazơ này, trong đó 8 hợp chất cho thấy hoạt tính mạnh mẽ chống lại tác nhân gây bệnh lao, chẳng hạn như benzimidazoles N-oxit (2,5,7-benzimidazole).

Thuộc tính tẩy giun sán

Theo nghĩa này, một trong những loại ký sinh trùng thường xuyên nhất là do Ascaris lumbricoides tạo ra. Loại ký sinh trùng đường ruột này có thể được điều trị bằng albendazole, một dẫn xuất của benzimidazole hoạt động bằng cách giảm thiểu ATP của giun sán, gây bất động và chết ký sinh trùng.

Cũng có thể kể đến Mebendazole, một dẫn xuất khác của hợp chất này làm tê liệt đáng kể quá trình hấp thụ glucose và các chất dinh dưỡng khác trong ruột của ký sinh trùng, tạo ra sự mất cân bằng sinh hóa.

Thuốc này liên kết không thể đảo ngược với tiểu đơn vị ß của tubulin, ảnh hưởng đến các vi ống và vi sợi, gây ra sự bất động và chết của ký sinh trùng.

Hầu hết các loại thuốc tẩy giun có nguồn gốc từ benzimidazole đều có tác dụng chống lại giun sán, cestodes và sán lá.

Đặc tính diệt nấm trên thực vật (thuốc diệt cỏ)

1- H-Benzimidazole, 4,5 dichloro 2- (trifluoromethyl) là một loại thuốc diệt cỏ thường được sử dụng để điều trị bệnh ở cấp độ cây trồng.

Bệnh cấp cây hầu như luôn luôn do nấm gây ra, đó là lý do tại sao đặc tính kháng nấm rất quan trọng khi dùng thuốc diệt cỏ. Một ví dụ là benomyl hoặc benlate, ngoài việc có tác dụng chống nấm đối với các loại nấm tấn công một số cây nhất định, còn có tác dụng diệt nấm và diệt thần kinh.

Thuốc diệt cỏ được hấp thụ bởi lá và rễ cây và làm giảm các bệnh nhiễm nấm thường tấn công các loại cây trồng lớn như ngũ cốc, rau, trái cây và cây cảnh.

Những sản phẩm này có thể hoạt động phòng ngừa (ngăn ngừa cây bị bệnh) hoặc chữa bệnh (loại bỏ nấm đã được cài đặt).

Trong số các loại thuốc diệt cỏ có nguồn gốc từ benzimidazole có thể kể đến như: thiabendazole, parbendazole, helmthiophane và carbendazim.

Thuộc tính quang điện tử

Theo nghĩa này, một số nhà nghiên cứu đã mô tả rằng benzimidazole có các đặc tính quang điện tử rất giống với đặc tính của hợp chất được gọi là 2,2′-bipyridine.

Các tài sản khác

Ngoài các đặc tính đã được mô tả, người ta đã phát hiện ra rằng benzimidazole có đặc tính ức chế enzyme topoisomerase I. Enzyme này rất cần thiết trong các quá trình sao chép, phiên mã và tái tổ hợp DNA, vì nó chịu trách nhiệm cuộn, tháo cuộn hoặc làm siêu mạch Chuỗi xoắn DNA.

Do đó, một số vi khuẩn hoạt động bằng cách ức chế enzym này. Ngoài ra, một số chất chống ung thư hoạt động ở mức độ này, gây ra phản ứng apoptotic (chết tế bào).

Mặt khác, một số nhà nghiên cứu đã tạo ra một loại thủy tinh mới bằng cách sử dụng các chất hữu cơ, chẳng hạn như benzimidazole, imidazole cộng với một kim loại (kẽm). Thủy tinh này dẻo hơn thủy tinh làm bằng silica.

Ưu nhược điểm của các dẫn xuất benzimidazole

Lợi thế

Các loại thuốc này có ưu điểm là rẻ tiền, phổ rộng và hầu hết đều có tác dụng diệt ấu trùng, trứng và giun trưởng thành. Điều này có nghĩa là chúng hoạt động trong tất cả các giai đoạn của cuộc đời ký sinh trùng. Chúng không gây đột biến gen, cũng không gây ung thư. Chúng có độc tính thấp đối với vật chủ.

Một số dẫn xuất của nó không chỉ được sử dụng để chữa bệnh cho động vật đồng hành hoặc vật nuôi hoặc để chữa bệnh cho cây trồng, mà còn hữu ích để tẩy giun cho người, chẳng hạn như: albendazole, triclabendazole, mebendazole và thiabendazole.

Nhược điểm

Trong số những nhược điểm của nó là khả năng hòa tan trong nước thấp, khiến cho vật chủ không thể hấp thụ tốt ở đường tiêu hóa.

Là tác dụng phụ trên vật chủ, người ta biết rằng chúng có thể gây độc tính nhẹ cho gan, thay đổi tuyến ức và lá lách. Ở chó, nó có thể làm giảm nồng độ hồng cầu và hematocrit.

Mặt khác, có khả năng ký sinh trùng tạo ra sức đề kháng.

Tăng sức đề kháng đã được nhìn thấy từ ký sinh trùng ảnh hưởng đến động vật nhai lại và giun lươn ảnh hưởng đến ngựa.

Cơ chế đề kháng dường như liên quan đến đột biến gen tubulin trong đó có sự thay đổi từ axit amin này sang axit amin khác (phenylalanin đối với tyrosin ở vị trí 167 0 200 của tiểu đơn vị ß của tubulin), thay đổi ái lực của hợp chất đối với cấu trúc này.

Một nhược điểm khác xảy ra ở một nhóm nhỏ dẫn xuất benzimidazole là đặc tính gây quái thai, gây dị dạng xương, mắt và nội tạng ở vật chủ.

Đó là lý do tại sao một số thuốc chống chỉ định cho phụ nữ có thai và trẻ em dưới 1 tuổi.

Ở cấp độ hệ sinh thái, nó không chỉ hoạt động chống lại nấm và ký sinh trùng, nó còn có tác dụng đối với các loài lưỡng cư, các sinh vật sống dưới nước và các loài thủy sinh.

Người giới thiệu

1. "Benzimidazole." Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí. Ngày 30 tháng 8 năm 2019, 07:09 giờ UTC. 2 tháng 12, 2019, 21:31
2. Nj Health Sở Y tế New Jersey. Tờ thông tin về các chất nguy hiểm (Benzimidazole). Có tại: nj.gov/health
3. Ninán, Oscar, Chareyron, Robert, Figuereido, Oscar và Santiago, Julio. (2006). Dẫn xuất benzimidazole tinh thể lỏng. Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Peru, 72 (4), 178-186. Có tại: scielo.org.
4. Márquez A. Hoạt tính tẩy giun sán của các dẫn xuất benzimidazole trên Hymenolepis nana và Toxocara canis. Làm việc ở bậc đại học để đủ điều kiện cho bằng Tiến sĩ Khoa học Chemobiological. Viện bách khoa quốc gia. Trường Khoa học Sinh học Quốc gia. Mexico. 2008. Có tại: Luận án.ipn.mx/bitstream
5. Bansal Y, Silakari O. Hành trình điều trị của benzimidazoles: đánh giá. Bioorg Med Chem 2012; 20 (21): 6208-36. Có tại: ncbi.nlm.nih.gov/
6. Ibrahim Alaqeel S. Các cách tiếp cận tổng hợp đối với benzimidazol từ o -phenylenediamine: Một tổng quan tài liệu, Tạp chí Hiệp hội Hóa học Ả Rập Xê Út 2017; 20 (1): 229-237. Có tại: reader.elsevier.com/