Benzimidazol (C7H6N2): história, estrutura, vantagens, desvantagens - Ciência - 2023

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o benzimidazol é um hidrocarboneto aromático, cujo nome químico é 1- H-benzimidazol e sua fórmula química C₇H₆N₂. Sua estrutura consiste na união de um anel de benzeno mais um anel pentagonal nitrogenado denominado imidazol.

O benzimidazol é considerado um composto heterocíclico, pois possui dois átomos em seus anéis que pertencem a grupos diferentes. Muitos medicamentos são derivados do benzimidazol destinados ao tratamento de parasitas (anti-helmínticos), bactérias (bactericida) e fungos (fungicida), que podem ser usados em animais, plantas e humanos.

Também foram descobertas outras propriedades do benzimidazol, como seu fotodetector e capacidade de condução de prótons em células solares, sendo comparado com a 2,2′-bipiridina devido às suas propriedades optoeletrônicas.

Os derivados do benzimidazol são classificados em carbamatos de metila, triazóis, triazóis halogenados e probenzimidazóis.

Na agricultura, algumas substâncias derivadas do benzimidazol são amplamente utilizadas para prevenir a deterioração das frutas durante o transporte. Estes incluem Carbendazol, Bavistin e Tiabendazol.

Por outro lado, além dos anti-helmínticos, antimicrobianos, antifúngicos e herbicidas, existe atualmente uma infinidade de medicamentos que contêm o núcleo do benzimidazol em sua estrutura.

Dentre os medicamentos, destacam-se: anticâncer, inibidores da bomba de prótons, antioxidantes, antivirais, antiinflamatórios, anticoagulantes, imunomoduladores, anti-hipertensivos, antidiabéticos, moduladores hormonais, estimulantes do SNC, depressores ou moduladores dos níveis lipídicos, entre outros.

História do benzimidazol

O benzimidazol foi sintetizado pela primeira vez entre os anos de 1872 a 1878, primeiro por Hoebrecker e depois por Ladenberg e Wundt. Oitenta anos depois, seu valor potencial como anti-helmíntico foi descoberto.

O tiabendazol foi o primeiro antiparasitário derivado do benzimidazol descoberto, que foi sintetizado e comercializado em 1961 pelos laboratórios Merck Sharp e Dohme.

Eles rapidamente perceberam que esse composto tinha meia-vida muito curta e, portanto, sua estrutura foi modificada criando 5-amino Tiabendazol e Cambendazol, que apresentaram meia-vida um pouco mais longa.

Posteriormente, os laboratórios Smith Kline e francês promoveram o desenvolvimento de novos derivados do benzimidazol, melhorando as propriedades anti-helmínticas de seus antecessores. Para isso, eles eliminaram o anel tiazol localizado na posição 2 e incorporaram um grupo tiocarbamato ou carbamato.

A partir daí nascem o albendazol, o mebendazol, o flubendazol e muitos outros.

Estrutura

É composto por um anel de benzeno mais um anel de imidazol. O último é um anel pentagonal nitrogenado.

Os átomos da estrutura do benzimidazol são listados no sentido anti-horário, começando no nitrogênio da molécula de imidazol e terminando no último carbono do anel de benzeno. (Veja a imagem no início do artigo).

O benzimidazol é caracterizado por ser um pó cristalino ou esbranquiçado e pouco solúvel em água.

Classificação de derivados de benzimidazol

Carbamatos de metila

Inclui os seguintes compostos: albendazol, mebendazol, oxfendazol, flubendazol, ricobendazol, oxibendazol, febendazol, parbendazol, ciclobendazol e lobendazol.

Triazoles

Entre os tiazóis estão: tiabendazol e cambendazol.

Triazóis halogenados

Como representante desta categoria, pode-se citar o triclabendazol.

Probenzimidazoles

Nesse grupo estão: Netobimin, Tiofanato, Febantel.

Associações

A ligação do benzimidazol a outras substâncias pode melhorar o espectro de ação. Exemplo:

Dietilcarbamazina mais benzimidazol: melhora sua função contra as larvas filariais.

Praziquantel mais pamoato de pirantel mais benzimidazol: amplia o espectro contra cestóides.

Niclosamida mais benzimidazol: (benzimidazol mais closantel) melhora o efeito contra trematódeos.

Triclabendazol mais levamisol: melhora o efeito contra vermes e nematóides.

Existem outras combinações, como a união do núcleo do benzimidazol com a triazina para formar compostos anticâncer e antimaláricos. Exemplo 1,3,5-triazino [1,2-a] benzimidazol-2-amina.

Propriedades de derivados de benzimidazol

Propriedade antibacteriana

Esta não é uma das funções mais proeminentes deste composto, porém, afirma-se que alguns de seus derivados podem afetar um pequeno grupo de bactérias, entre elas está aMycobacterium tuberculosis.

Neste particular, mais de 139 compostos foram sintetizados com essa base, onde 8 mostraram forte atividade contra o agente causador da tuberculose, como os N-óxidos de benzimidazóis (2,5,7-benzimidazol).

Propriedade anti-helmíntica

Nesse sentido, uma das parasitoses mais frequentes é causada por Ascaris lumbricoides. Esse parasita intestinal pode ser tratado com o albendazol, um derivado do benzimidazol que atua minimizando o ATP do helmintos, causando imobilidade e morte do parasita.

Pode-se citar também o mebendazol, outro derivado desse composto que paralisa de forma significativa a absorção de glicose e outros nutrientes no intestino do parasita, criando um desequilíbrio bioquímico.

Esse fármaco se liga de forma irreversível à subunidade ß da tubulina, afetando microtúbulos e microfilamentos, causando imobilidade do parasita e morte.

A maioria dos anti-helmínticos derivados do benzimidazol são ativos contra helmintos, cestóides e trematódeos.

Propriedade fungicida em plantas (herbicida)

1- H-benzimidazol, 4,5 dicloro 2- (trifluorometil) é um herbicida comumente usado para o tratamento de doenças em nível de planta.

As doenças em nível de planta quase sempre são causadas por fungos, por isso a propriedade antifúngica é muito importante quando se trata de herbicidas. Um exemplo é o benomil ou benlato que, além de ter ação antifúngica sobre fungos que atacam certas plantas, também tem ação acaricida e nematicida.

Os herbicidas são absorvidos pelas folhas e raízes das plantas e reduzem as infecções fúngicas que comumente atacam grandes safras de cereais, vegetais, frutas e plantas ornamentais.

Esses produtos podem atuar preventivamente (evitar que as plantas adoeçam) ou curativos (eliminar o fungo já instalado).

Dentre os herbicidas derivados do benzimidazol, podemos citar: tiabendazol, parbendazol, helmtiofano e carbendazim.

Propriedades optoeletrônicas

Nesse sentido, alguns pesquisadores descreveram que o benzimidazol possui propriedades optoeletrônicas muito semelhantes às do composto denominado 2,2'-bipiridina.

Outras propriedades

Além das propriedades já descritas, foi descoberto que o benzimidazol possui a propriedade de inibir a enzima topoisomerase I. Esta enzima é essencial nos processos de replicação, transcrição e recombinação do DNA, uma vez que é responsável por enrolar, desenrolar ou superenrolar o Hélice de DNA.

Portanto, alguns antibacterianos atuam inibindo essa enzima. Além disso, alguns agentes anticâncer atuam nesse nível, induzindo uma resposta apoptótica (morte celular).

Por outro lado, alguns pesquisadores criaram um novo vidro usando substâncias orgânicas, como benzimidazol, imidazol mais um metal (zinco). Este vidro é mais flexível do que o vidro feito de sílica.

Vantagens e desvantagens dos derivados de benzimidazol

Vantagem

Essas drogas têm a vantagem de serem baratas, de amplo espectro e, em sua maioria, eficazes para matar larvas, ovos e vermes adultos. Isso significa que atuam em todas as fases da vida do parasita. Eles não são mutagênicos, nem são cancerígenos. Eles têm baixa toxicidade para o hospedeiro.

Alguns de seus derivados não são usados apenas para tratar animais de companhia ou reprodutores ou plantas, mas também são úteis para vermifugação de humanos, como: albendazol, triclabendazol, mebendazol e tiabendazol.

Desvantagens

Entre suas desvantagens está a baixa solubilidade em água, o que torna impossível uma boa absorção no nível gastrointestinal do hospedeiro.

Como efeitos adversos no hospedeiro, sabe-se que podem causar hepatotoxicidade leve, alteração no timo e baço. Em cães, pode diminuir a concentração de glóbulos vermelhos e o hematócrito.

Por outro lado, existe a capacidade dos parasitas de criar resistência.

O aumento da resistência foi observado em parasitas que afetam ruminantes e Strongyloides que afetam cavalos.

O mecanismo de resistência parece estar envolvido na mutação do gene da tubulina onde há mudança de um aminoácido para outro (fenilalanina por tirosina na posição 167 0 200 da subunidade ß da tubulina), alterando a afinidade do composto por esta estrutura.

Outra desvantagem que ocorre em um pequeno grupo de derivados do benzimidazol é a propriedade teratogênica, causando malformações ósseas, oculares e viscerais no hospedeiro.

É por isso que alguns deles são contra-indicados em mulheres grávidas e em crianças menores de 1 ano de idade.

Ao nível do ecossistema, atua não apenas contra fungos e parasitas, mas também sobre dípteros, organismos aquáticos e anelídeos.

Referências

"Benzimidazol."Wikipédia, a enciclopédia livre. 30 de agosto de 2019, 07:09 UTC. 2 de dezembro de 2019, 21:31
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