BENZIMIDAZOLE (C7H6N2): HISTOIRE, STRUCTURE, AVANTAGES, INCONVÉNIENTS - CHIMIE - 2025

Le benzimidazole est un hydrocarbure aromatique, dont le nom chimique est le 1- H-benzimidazole et sa formule chimique C ₇ H ₆ N ₂. Sa structure comprend l'union d'un cycle benzénique plus un cycle pentagonal azoté appelé imidazole.

On dit que le benzimidazole est un composé hétérocyclique, car il a deux atomes dans ses cycles qui appartiennent à des groupes différents. De nombreux médicaments sont dérivés du benzimidazole destinés à traiter les parasites (anthelminthique), les bactéries (bactéricide) et les champignons (fongicide), qui peuvent être utilisés sur les animaux, les plantes et les humains.

Structure chimique du benzimidazole. Source: Le téléchargeur original était Cacycle sur Wikipedia anglais.

Le benzimidazole a également été découvert d'autres propriétés telles que son photodétecteur et sa capacité de conduction protonique dans les cellules solaires, comparé à la 2,2'-bipyridine en raison de ses propriétés optoélectroniques.

Les dérivés du benzimidazole sont classés en carbamates de méthyle, triazoles, triazoles halogènes et probenzimidazoles.

En agriculture, certaines substances dérivées du benzimidazole sont largement utilisées pour éviter la détérioration des fruits pendant le transport. Ceux-ci comprennent le carbendazole, la bavistine et le thiabendazole.

D'autre part, en plus des anthelminthiques, des antimicrobiens, des antifongiques et des herbicides, il existe actuellement une myriade de médicaments qui contiennent le noyau benzimidazole dans leur structure.

Parmi les médicaments, les suivants se démarquent: anticancéreux, inhibiteurs de la pompe à protons, antioxydants, antiviraux, anti-inflammatoires, anticoagulants, immunomodulateurs, antihypertenseurs, antidiabétiques, modulateurs hormonaux, stimulants du SNC, dépresseurs ou modulateurs du taux de lipides, entre autres.

Histoire du benzimidazole

Le benzimidazole a été synthétisé pour la première fois entre les années 1872 et 1878, d'abord par Hoebrecker, puis par Ladenberg et Wundt. Quatre-vingts ans plus tard, sa valeur potentielle en tant qu'anthelminthique a été découverte.

Le thiabendazole a été le premier antiparasitaire dérivé du benzimidazole découvert, qui a été synthétisé et commercialisé en 1961 par les laboratoires Merck Sharp et Dohme.

Ils se sont rapidement rendu compte que ce composé avait une demi-vie très courte et, par conséquent, sa structure a été modifiée pour créer le 5-amino thiabendazole et le Cambendazole, qui ont montré une demi-vie légèrement plus longue.

Par la suite, le Smith Kline et les laboratoires français ont promu le développement de nouveaux dérivés du benzimidazole, améliorant les propriétés anthelminthiques de leurs prédécesseurs. Pour ce faire, ils ont éliminé le cycle thiazole situé en position 2 et incorporé un groupement thiocarbamate ou carbamate.

De là sont nés l'albendazole, le mébendazole, le flubendazole et bien d'autres.

Structure

Il est composé d'un cycle benzène plus un cycle imidazole. Ce dernier est un anneau pentagonal azoté.

Les atomes de la structure benzimidazole sont listés dans le sens antihoraire, en commençant par l'azote de la molécule d'imidazole et en se terminant au dernier carbone du cycle benzénique. (Voir l'image au début de l'article).

Le benzimidazole est caractérisé en ce qu'il est une poudre cristalline ou blanchâtre qui est peu soluble dans l'eau.

Classification des dérivés du benzimidazole

Carbamates de méthyle

Il comprend les composés suivants: albendazole, mébendazole, oxfendazole, flubendazole, ricobendazole, oxibendazole, fébendazole, parbendazole, cyclobendazole et lobendazole.

Triazoles

Parmi les thiazoles figurent: le thiabendazole et le cambendazole.

Triazoles halogénés

En tant que représentant de cette catégorie, le triclabendazole peut être mentionné.

Probenzimidazoles

Dans ce groupe, il y a: Netobimin, Thiophanate, Febantel.

Les associations

La liaison du benzimidazole avec d'autres substances peut améliorer le spectre d'action. Exemple:

Diéthylcarbamazine plus benzimidazole: améliore sa fonction contre les larves filariennes.

Praziquantel plus pamoate de pyrantel plus benzimidazole: élargit le spectre contre les cestodes.

Niclosamide plus benzimidazole: (benzimidazole plus closantel) améliore l'effet contre les trématodes.

Triclabendazole plus lévamisole: améliore l'effet contre les douves et les nématodes.

Il existe d'autres combinaisons telles que l'union du noyau benzimidazole avec la triazine pour former des composés anticancéreux et antipaludiques. Exemple 1,3,5-triazino benzimidazol-2-amine.

Divers médicaments contenant la structure du benzimidazole. Source: Ibrahim Alaqeel S. Approches synthétiques des benzimidazoles à partir de l'o-phénylènediamine: revue de la littérature, Journal of Saudi Chemical Society 2017; 20 (1): 229-237. Disponible sur: reader.elsevier.com/

Propriétés des dérivés du benzimidazole

Propriété antibactérienne

Ce n'est pas l'une des fonctions les plus remarquables de ce composé, cependant, on dit que certains de ses dérivés peuvent affecter un petit groupe de bactéries, parmi lesquelles Mycobacterium tuberculosis.

En particulier, plus de 139 composés ont été synthétisés avec cette base, dont 8 ont montré une forte activité contre l'agent causal de la tuberculose, comme les benzimidazoles N-oxydes (2,5,7-benzimidazole).

Propriété anthelminthique

En ce sens, l'une des parasitoses les plus fréquentes est celle produite par Ascaris lumbricoides. Ce parasite intestinal peut être traité avec l'albendazole, un dérivé du benzimidazole qui agit en minimisant l'ATP des helminthes, provoquant l'immobilité et la mort du parasite.

Le mébendazole peut également être mentionné, un autre dérivé de ce composé qui paralyse considérablement l'absorption du glucose et d'autres nutriments dans l'intestin du parasite, créant un déséquilibre biochimique.

Ce médicament se lie de manière irréversible à la sous-unité ß de la tubuline, affectant les microtubules et les microfilaments, ce qui provoque l'immobilité et la mort du parasite.

La plupart des anthelminthiques dérivés du benzimidazole sont actifs contre les helminthes, les cestodes et les trématodes.

Propriété fongicide sur les plantes (herbicide)

Le 1- H-benzimidazole, 4,5 dichloro 2- (trifluorométhyle) est un herbicide couramment utilisé pour le traitement des maladies au niveau des plantes.

Les maladies au niveau des plantes sont presque toujours causées par des champignons, c'est pourquoi la propriété antifongique est très importante lorsqu'il s'agit d'herbicides. Un exemple est le bénomyl ou le benlate qui, en plus d'avoir une action antifongique sur les champignons qui attaquent certaines plantes, a également une action acaricide et nématicide.

Les herbicides sont absorbés par les feuilles et les racines des plantes et réduisent les infections fongiques qui attaquent couramment les grandes cultures de céréales, de légumes, de fruits et de plantes ornementales.

Ces produits peuvent agir de manière préventive (empêcher les plantes de tomber malades) ou curative (éliminer le champignon déjà installé).

Parmi les herbicides dérivés du benzimidazole, on peut citer: le thiabendazole, le parbendazole, l'helmthiophane et le carbendazime.

Propriétés optoélectroniques

En ce sens, certains chercheurs ont décrit que le benzimidazole avait des propriétés optoélectroniques très similaires à celles du composé appelé 2,2′-bipyridine.

Autres propriétés

Outre les propriétés déjà décrites, il a été découvert que le benzimidazole a la propriété d'inhiber l'enzyme topoisomérase I. Hélice d'ADN.

Par conséquent, certains antibactériens agissent en inhibant cette enzyme. Certains agents anticancéreux agissent également à ce niveau, induisant une réponse apoptotique (mort cellulaire).

D'autre part, certains chercheurs ont créé un nouveau verre en utilisant des substances organiques, telles que le benzimidazole, l'imidazole plus un métal (zinc). Ce verre est plus flexible que le verre en silice.

Avantages et inconvénients des dérivés de benzimidazole

avantage

Ces médicaments ont l'avantage d'être peu coûteux, à large spectre et la plupart sont efficaces pour tuer les larves, les œufs et les vers adultes. Cela signifie qu'ils agissent dans toutes les phases de la vie du parasite. Ils ne sont ni mutagènes, ni cancérigènes. Ils ont une faible toxicité pour l'hôte.

Certains de ses dérivés sont non seulement utilisés pour traiter les animaux de compagnie ou reproducteurs ou pour traiter les plantes, mais sont également utiles pour vermifuger les humains, tels que: l'albendazole, le triclabendazole, le mébendazole et le thiabendazole.

Désavantages

Parmi ses inconvénients, il y a sa faible solubilité dans l'eau, ce qui rend impossible une bonne absorption au niveau gastro-intestinal de l'hôte.

En tant qu'effets indésirables chez l'hôte, on sait qu'ils peuvent produire une hépatotoxicité légère, une altération du thymus et de la rate. Chez le chien, il peut abaisser la concentration de globules rouges et d'hématocrite.

D'autre part, il y a la capacité des parasites à créer une résistance.

Une résistance accrue a été observée des parasites qui affectent les ruminants et des Strongyloides qui affectent les chevaux.

Le mécanisme de résistance semble être impliqué dans la mutation du gène de la tubuline dans laquelle il y a un changement d'un acide aminé à un autre (phénylalanine pour la tyrosine à la position 167 0200 de la sous-unité ß de la tubuline), modifiant l'affinité du composé pour cette structure.

Un autre inconvénient qui se produit dans un petit groupe de dérivés de benzimidazole est la propriété tératogène, provoquant des malformations osseuses, oculaires et viscérales chez l'hôte.

C'est pourquoi certains d'entre eux sont contre-indiqués chez la femme enceinte et chez l'enfant de moins de 1 an.

Au niveau de l'écosystème, il agit non seulement contre les champignons et les parasites, mais aussi sur les diptères, les organismes aquatiques et les annélides.

Références

1. «Benzimidazole». Wikipedia, l'encyclopédie libre. 30 août 2019, 07:09 UTC. 2 déc.2019, 21:31
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