BENZIMIDAZOL (C7H6N2): HISTÓRIA, ESTRUTURA, VANTAGENS, DESVANTAGENS - QUÍMICA - 2025

O benzimidazol é um hidrocarboneto aromático, cujo nome químico é 1- H-benzimidazol e sua fórmula química C ₇ H ₆ N ₂. Sua estrutura consiste na união de um anel benzênico 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.

Estrutura química do benzimidazol. Fonte: O uploader original foi Cacycle na Wikipedia em inglês.

Também foram descobertas outras propriedades do benzimidazol, como seu fotodetector e capacidade de condução de prótons nas 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 miríade 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 dessa categoria, pode-se citar o triclabendazol.

Probenzimidazoles

Neste 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 benzimidazol-2-amina.

Vários medicamentos que contêm a estrutura do benzimidazol. Fonte: Ibrahim Alaqeel S. Abordagens sintéticas para benzimidazóis de o-fenilenodiamina: Uma revisão da literatura, Journal of Saudi Chemical Society 2017; 20 (1): 229-237. Disponível em: reader.elsevier.com/

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 o Mycobacterium tuberculosis.

Neste particular, mais de 139 compostos foram sintetizados com esta 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 a produzida por Ascaris lumbricoides. Esse parasita intestinal pode ser tratado com 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 significativamente a absorção de glicose e outros nutrientes no intestino do parasita, criando um desequilíbrio bioquímico.

Essa droga se liga de forma irreversível à subunidade ß da tubulina, afetando microtúbulos e microfilamentos, o que causa 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-Benzimidazole, 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).

Entre os herbicidas derivados do benzimidazol que podem ser citados estão: 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, descobriu-se que o benzimidazol tem 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 para tratar plantas, mas também são úteis para desparasitar humanos, como: albendazol, triclabendazol, mebendazol e tiabendazol.

Desvantagens

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

Como efeitos adversos no hospedeiro, sabe-se que podem produzir 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.

Resistência aumentada tem sido observada em parasitas que afetam ruminantes e Strongyloides que afetam cavalos.

O mecanismo de resistência parece estar envolvido na mutação do gene da tubulina em que ocorre a 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.

No nível do ecossistema, atua não apenas contra fungos e parasitas, mas também sobre dípteros, organismos aquáticos e anelídeos.

Referências

1. "Benzimidazol." Wikipédia, a enciclopédia livre. 30 de agosto de 2019, 07:09 UTC. 2 de dezembro de 2019, 21:31
2. Nj Health Departamento de Saúde de Nova Jersey. Folha de informações sobre substâncias perigosas (benzimidazol). Disponível em: nj.gov/health
3. Ninán, Oscar, Chareyron, Robert, Figuereido, Oscar e Santiago, Julio. (2006). Cristais líquidos de derivados de benzimidazol. Journal of the Peruvian Chemical Society, 72 (4), 178-186. Disponível em: scielo.org.
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