1 6 , 37 (1986)
Mono.-di ve -trisübstitüe-2-fenilbenzimidazol Türevlerinin İn Vitro Antibakteriyel Etkileri Üzerinde Çalışmalar-II. Studies on the In Vitro Antibacterial Activities of mono, -di and
-trisubstituted-2-phenylbcnzimidazoles-II.
S e ç k i n Ö Z D E N * T u n c e l Ö Z D E N * F a t m a G Ü M Ü Ş * * S e n i h a A K I N * * *
Ö Z E T
Bu çalışmada, daha önceki çalışmamızda (1) sentez, yapı açık-lamaları ve in vitro antitüberküloz etki sonuçlarını verdiğimiz; mono, -di ve -trisübstitüe-2-fenilbenzimidazol yapısında 10 adet bileşiğin altı bakteriye karşı (Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Pseudo-monas aeruginosa, Bacillus substilis, Staphyloccocus aureus, Strepto-coccus fecalis) in vitro antibakteriyel etkileri ele alınmıştır.
Bileşiklerin in vitro antibakteriyel etkilerinin araştırılmasında T ü p Dilüsyon yöntemi uygulanmıştır. İn vitro antibakteriyel etkileri saptanan bileşiklerden 1, 6, 7 ve 10 nolu bileşiklerin S. aureus'a ( M İ K : 12,5 g/ml), 8 nolu bileşiğin ise K. pneumoniae'a karşı ( M İ K : 12,5
g/ml) etkileri standart madde olarak kullanılan eritromisin ve klor-amfenikol'ün aynı bakterilere olan etkileri ile karşılaştırıldığında dik-kate değer bulunmuştur. Ayrıca Bileşik 7'nin B, subtilis'e ( M İ K : 3,1
g/ml) olan etkisinin diğer bileşiklere oranla daha fazla olduğu göz-lenmiştir.
S U M M A R Y
In this research, in vitro antibacterial activities of ten mono, -di and -trisubstituted-2-phenylbenzimidazoles against six species
(Kleb-R e d a k s i y o n a verildiği t a r i h : 3.10.198(1
* Farmasötik K i m y a Anabilim Dalı, Eczacılık Fakültesi, A n k a r a Üniversitesi. ** Farmasötik K i m y a A n a b i l i m Dalı, Eczacılık Fakültesi, Gazi Üniversitesi. * * * Mikrobiyoloji Dilim Dalı, Eczacılık Fakültesi, Gazi Üniversitesi
38 Seçkin ÖZDEN, Tuncel ÖZDEN, Fatma G Ü M Ü Ş , Seniha AKIN
siella pneumoniae, Echerichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Streptococcus fecalis) were investiga-ted. The synthesis, structure elucidations and in vitro antituberculosis activity results of these compounds were given in our previous study(l). In investigation of in vitro antibacterial activity of the compounds, the serial Dilution Method in Test Tubes was employed.
The in vitro antibacterial activity results of the compounds were compared to erythromycin's and chloramphericol's and the activities of the compounds 1,6,7 and 10 against S. aureus ( M I C : 12,5 g/ml) and compound 8 against K. pneumoniae ( M I C : 12,5 g/ml), were found noteworthy. In addition to these, compound 7 was observed more active against B. subtilis ( M I C : 3,1 g/ml) among these com-pounds.
Anahtar Kelimeler: Mono, -di ve -trisübstitüe-2-fenilben-zimidazol, Antibakteriyel Etki.
Benzimidazol türevi bileşiklerde 2 numaralı konumun etkiyi yönlendirdiği ve 5 numaralı konumun etki şiddeti üzerinde rolünün olduğu bilinmektedir(2). Bu özellikleri dikkate alınarak yapı-etki ilişkisi çalışması yapmak amacı ile seçilen benzimidazol halka siste-minin 2. konumunda o, p pozisyonları metil, metoksil grupları ile sübstitüe edilmiş veya boş bırakılmış fenil halkası bulunan ve ayrıca 5. konumunda metil, klor veya nitro grupları içeren ya da boş bıra-kılan türevler hazırlanmıştır.
Sentez, yapı açıklamaları ve in vitro antitüberküloz etki sonuç-ları daha önceki bir çalışmada verilen (1) bu bileşiklere benzer yapı-daki bazı bileşiklerin spazmolitik (3), antihelmentik (2), antibakteri-yel (4-8) etkilerinin olduğu bildirilmektedir
1962 yılında Mndzhoyan ve Ark. tarafından bazı 2-fenilben-zimidazol türevi bileşiklerin antibakteriyel etkileri araştırılmıştır (4). Sonuçlara göre 2 nolu konumdaki fenil halkası para konumundan me-toksil veya eme-toksil grubu ile sübstitüe edildiğinde antibakteriyel etkide düşüş görülmektedir. 1967 yılında Dandegaonker ve Daulatabad ise 5-Bromo-7-kloro-2-p-sübstitüefenilbenzimidazol türevlerinin anti-bakteriyel etki gösterdiklerini (7), 1968 yılında Ridi ve Ark. 5-kloro-2-p-florofenilbenzimidazoPün Bacillus subtilis ve Sarcina lutea'ya karşı antibakteriyel ve ayrıca Hymenolepis nana'ya karşı antiparasi-t i c Trichophyantiparasi-ton menantiparasi-tagrophyantiparasi-tcs, Blasantiparasi-tomyces dermaantiparasi-tiantiparasi-tidis,
Can-dida albicans'a karşı antifungal etkili olduğunu bildirmektedirler (8). Cymerman-Craig ve Ark. yaptıkları iki ayrı çalışmada, 2- fenilben-zimidazol'ün, Staphylococcus aureus ve Bacterium coli üzerine an-tibakteriyal etkisinin olduğu kaydedilmektedir (5, 6).
Bu araştırmada ele alınan bileşiklerin yapısına benzer yapıdaki maddelerin antibakteriyel etkileri üzerinde, daha önceleri araştırma-lar yapılmış olmasına rağmen, sistematik yapı değişikliği ile yürütül-müş yapı-antibakteriyel etki ilişkisi çalışmasına rastlanmamıştır. Bu nedenle; çalışmanın bu bölümünde, sentezlediğimiz, yapı açıklama-ları ve in vitro antitüberküloz etki sonuçaçıklama-larını daha önceki bir çalış-mada (1) verdiğimiz 10 bileşiğin in vitro antibakteriyel etkilerinin incelenmesi, bundan sonraki çalışmada ise, çoklu regresyon analizi ile yapı ile ilişkisinin ortaya konulması amaçlanmıştır.
D E N E L K I S I M
Materyal
Antibakteriyel etki çalışmalarında, A.Ü. Eczacılık Fakültesi Mik-robiyoloji Bilim Dalı kolleksiyonundan temin edilen,; Klebsiella pneu-moniae NTCG 52211, Escherichia coli ATCG 10536, Pseudomonas aeruginosa R S K K 335, Bacillus subtilis ATCG 6633, Staphylococcus aureus ATCG 6538, Streptococcus fecalis ATCG 10541 suşlarından yararlanılmıştır. M İ K değerlerinin saptanmasında Mueller-Hinton
(Oxoid) sıvı besiyeri MBK değerlerinin saptanmasında Mueller-Hin-ton (Difco) katı besiyeri kullanılmıştır. İn vitro antibakteriyel etki denemelerinde karşılaştırma maddesi olarak kullanılan 2-fenilbenzi-midazol (Aldrich) arı bileşiktir.
Metod
Bileşiklerin sentezleri: Bu araştırmada in vitro antibakteriyel et-kileri incelenen bileşiklerin sentezleri 0,015 mol 4-sübstitüe-o- fe-nilendiamin ile 0.020 mol uygun karboksilik asitin polifosforik asit varlığında ısıtılması ile yapılmıştır (1).
Mikrobiyolojik Çalışmalar
Bileşiklerin in vitro antibakteriyel etki değerlerinin saptanmasın-da T ü p Dilüsyon yöntemi uygulanmıştır.
40 Seçkin ÖZDEN, Tuncel ÖZDEN, Fatma G Ü M Ü Ş , Seniha AKIN
Mueller-Hinton sıvı besiyeri distile suda hazırlanıp pH 7.4'e ayarlandıktan sonra 121°C 15' otoklarda sterilize edildi. Daha sonra steril tüplere taksim edilip sterilite kontrolleri yapıldı.
Antibakteriyel aktiviteleri incelenecek olan bileşiklerin etil alkol-deki çözeltisinden (9-11) her bakteri için hazırlanmış serinin ilk tü-pünde 200 g/ml olacak şekilde ilave edildi. Çift katlı sulandırım yön-temi ile 10 dilüsyon hazırlandı (200, 100, 50, 25, 12.5, 6.2, 3.1, 1.5, 0.7, 0.3). Bu tüplere bakterilerin 18-24 saatlik buyyon kültürlerinin yoğunluğu Mc. Farland T ü p No 0.5'e göre ayarlandıktan sonra 0.2 ml miktarında inoküle edildi. Bunlara ek olarak sadece bileşikleri içe-ren bakteri içermeyen ve bileşik içermeyen bakteri inoküle edilmiş kontrol tüpleri hazırlandı. Bütün deney tüpleri 37°C'de 18 saat inkü-basyona bırakıldı. Bunun sonunda bakteri üremesi sonucu oluşan bu-lanıklık, dikkate alınarak hiç bulanıklık göstermeyen (yani üreme ol-mayan) tüpteki en düşük dilüsyon g/ml cinsinden Minimum İnhi-bisyon Konsantrasyonu (MİK) olarak saptandı. Üremenin inhibe ol-duğu tüplerden Mueller-Hinton agar besiyerine ekimler yapıldı. T ü m petri kutuları 37°C'lik etüvde 18 saat inkübasyona bırakıldı. Üremenin görülmediği en son sulandırma Minimum Bakterisit Konsantrasyonu (MBK) olarak kabul edildi. Besiyerleri çalışmadan hemen önce ha-zırlandı. Kontrollerinden sonra hiç bekletilmeden kullanıldı.
Aynı bakteriler kullanılarak çözücüleri alkol olan antibiyotikler-den eritromisin ve kloramfenikol'ün (12) ve 2-fenilbenzimidazol hal-kasının 2', 4', 5-konumlanna yerleştirilen grupların antibakteriyel etki üzerindeki rollerini belirleyebilmek amacı ile in vitro antibak-teriyel etki denemelerinde karşılaştırma maddesi olarak kullanılan hazır 2-fenilbenzimidazol (Aldrich)'ün M İ K ve MBK değerleri aynı yöntemle saptandı.
Yukarıda açıklanan antibakteriyel aktivitenin alkolden ileri gele-bileceği düşüncesi ile numuneye uygulanan aynı seri dilüsyonlar ve aynı bakteriler alkolle yapılmış, antibakteriyel aktivitenin alkolden kaynaklanmadığı belirlenmiştir.
S O N U Ç V E T A R T I Ş M A
Sentezlenen bileşiklerin, 2-fenilbenzimidazol'ün ve standart madde olarak kullanılan eritromisin ve kloramferikol'ün M I K (Mi-numum İnhibisyon Konsantrasyon ( g/ml) ) değerleri Tablo: l'de
ve MBK (Minumum Bakterisit Konsantrasyon ( g/ml) ) değerleri Tablo: 2'de verilmiştir.
Altı bakteriye karşı in vitro antibakteriyel etkileri denenen süb-stitüe - 2 - fenilbenzimidazol yapısındaki 10 bileşik ile substituent içer-meyen 2-fenilbenzimidazol arasında dikkate değer aktivite 8, 6, 10, 7 ve 1 nolu bileşiklerde gözlenmektedir. Bu bileşiklerden 8, 6 ve 10 nolu bileşikler 2', 4', 5-trisübstitüe türevler olup, 8 nolu bileşik gram (—) bakterilerden K. pneumoniae'ye etki göstermektedir. 6 no-lu bileşik gram ( + ) bakterilerden sadece S. aureus'la birlikte, B. sub-tilis'e etkili olmaktadır. Bu üç bileşiğin de 4' konumlarında - C H3, 5 nolu konumlarında — C l , — C H 3 ve — N O2 olmak üzere hacim ola-rak birbirine yakın gruplar bulunmaktadır. 2' konumlarında — C H3 veya — O C H3 grubu yer alır. Bu iki grup farklı fizikokimyasal özel-T a b l o 1. İn vitro Antibakteriyel Etkileri D e n e n e n Benzimidazol özel-T ü r e v i Bileşiklerin ve S t a n d a r t M a d d e O l a r a k K u l l a n ı l a n Eritromisin v e K l o r a m f e n i k o l ' ü n M i n i m u m Inhibisyon K o n s a n t r a s y o n ( M İ K ) Değerleri ( g / m l ) . Bil. N o . R1 R2 R3 1 H H CH3 25 25 25 1 2 . 5 1 2 . 5 50 2 H H O C H , 25 50 25 25 25 50 3 H O C H , H 25 50 25 25 50 25 4 CH3 H O C H , 25 50 50 100 50 50 5 CH3 O C H , O C H , 25 50 25 25 25 50 6 CH3 O C H , CH3 25 50 25 25 1 2 . 5 50 7 C1 H H 25 50 25 3.1 1 2 . 5 50 8 C1 CH3 CH3 1 2 . 5 25 25 25 25 50 9 N O , CH3 H 25 50 25 25 25 50 10 N O , CH3 CH3 25 50 25 1 2 . 5 1 2 . 5 50 2 - F e n i l b e n z i m i d a z o l 25 50 25 25 50 50 Eritromisin 50 50 25 0 . 6 1.6 0 . 6 Kloramfenikol 100 25 25 3 . 1 50 50
4 2 Seçkin Ö Z D E N , T u n c e l Ö Z D E N , F a t m a G Ü M Ü Ş , Seniha A K I N
T a b l o 2. In vitro Antibakteriyel Etkileri D e n e n e n Benzimidazol T ü r e v i Bileşiklerin ve S t a n d a r t M a d d e O l a r a k K u l l a n ı l a n Eritromisin v e Kloramfenikol'ün M i n i m u m Bakterisit
K o n s a n t r a s y o n ( M B K ) Değerleri ( g/ml). Bil. N o R, R , R3 1 H H CH3 25 25 25 25 25 50 2 H H O C H , 50 100 100 200 100 100 3 H O C H3 H 25 100 100 200 100 100 4 C H3 H O C H , 25 100 50 200 100 100 5 C H3 O C H , O C H , 200 200 25 200 25 100 6 C H3 O C H3 CH3 25 100 25 200 1 2 . 5 50 7 CI H H 25 50 50 200 50 100 8 CI CH3 2 C H , 25 50 50 200 100 100 9 N O , CH3 H 25 100 50 200 50 100 10 N O , CH3 CH3 25 50 50 100 200 50 2 - F e n i l b e n z i m i d a z o l 25 100 50 200 100 100 Eritromisin 100 100 50 100 100 100 Kloramfenikol 50 50 25 200 100 100
liklere sahip gruplardır. 8,6 ve 10 nolu bileşikler bir bütün olarak ele alındıklarında bu iki sübstituentin gerek etki, gerekse etki spektrum-ları üzerinde, bileşiklerin daha çok lipofilik özelliklerini değiştirerek rol oynadığı sanılmaktadır. 11 bileşiğin etkileri incelendiğinde, 2' ve 4' konumlarının birinde veya her ikisinde — O C H3 grubu bulundu ran türevlerde etkinin — C H3 bulunduran bileşiklere oranla azal dığı görülmektedir.
Antibakteriyel etkisi önemli diğer iki bileşik olan, 1 ve 7 nolu bileşikler mono substitue türevlerdir. Her iki bileşik B. subtilis ve S. aureus'a etki göstermektedir. 1 nolu bileşik 4' konumunda — C H3, 7 nolu bileşik ise 5 nolu konumda -Cl atomu içermektedir. — C l ve — C H3 grupları ise Rezonans etki, Molar Refraktivite ve sterik etki
parametreleri gibi bazı parametreler açısından yaklaşık değerlere sa-hiptirler (13).
O halde monosübstitüe türevlerde substitüentin 5 veya 4' nolu konumda yer alması çok önemli görülmemektedir. Önemli olan sub-stitüentin fizikokimyasal özellikleridir. Zaten 4' nolu konumda — O C H3 içeren mono substitue türev olan 2 nolu bileşikde, 1 ve 7 nolu bileşiklere oranla etkinin çok azaldığı ve — O C H3 grubunun uy-gun bir substituent olmadığı sonucu ortaya çıkmaktadır.
2-Fenilbenzimidazol türevlerinde antibakteriyel etki üzerin-de 5 ve 4' konumlarının katkısının, 2' konumundan daha önemli ol-duğu düşünülebilir.
L İ T E R A T Ü R
1 G ü m ü ş , F., Ö z d e n , S., Ö z d e n , T., A b b a s o ğ l u , U., 2', 4', 5 T r i s u b s t i t ü e 2 f e n i l b e n -zimidazol T ü r e v l e r i n i n Sentez v e İ n V i t r o A n t i t ü b e r k ü l o z Etkileri Ü z e r i n d e Çalış-m a l a r - I . , A. Ü. Eczacılık Fak. Mec. (Baskıda).
2 - R o b e r t , E.J., N o r t h , M . M . , V i c t o r , J.G., E d i s o n , N.J., B e n z i m i d a z o l e Synthesis a n d I n t e r m e d i e t e s e m p l o y e d T h e r e i n , U . S . P a t . 3. 325.506, 13 J u n e 1967.
3 - K o m i s s a r o v , I.V., F i l i p p o v , LT., P r o k o p ' e v a , T . M . , D a d a l i , V.A., L i t v i n e n k o ,
L.M., S i m a n e n k o , Yu, S., Effect of S t r u c t u r a l Factors on t h e Spazmolytic Activity
of S o m e I m i d a z o l e a n d Benzimidazole Derivatives, Khim-Farm. Zh. 16 (5), 570 (1982). Ref.: C A . , 9 7 : 84764 r (1982).
4 - M n d z h o y a n , A.L., T e r - Z a k h a r y a n , Yu.Z., P a r o n i k y a n , G.M., Z h u r u l i L.D.,
A p o y a n , N.A., Biol. Svoistva Khim. Soedin. (1) 235 (1962), Ref. : C A . , 6 0 : 884 h (1964).
5 - C y m e r m a n - C r a i g , J., R u b b o , S.D., L o d e r , J.W., P i e r s o n , B.J., C h e m i c a l Consti-t u Consti-t i o n a n d A n Consti-t i - Consti-t u b e r c u l o u s AcConsti-tiviConsti-ty: P a r Consti-t I I I HeConsti-terocyclic Bases, BriConsti-t. J. exp. PaConsti-th.,
36, 261 (1955).
6 - C y m e r m a n - C r a i g , J., R u b b o , S.D., P i e r s o n , B.J., C h e m i c a l C o n s t i t i o n a n d Anti-t u b e r c u l o u s AcAnti-tiviAnti-ty: P a r Anti-t I I . Bases Possessing Anti-t h e D i p h e n y l S Anti-t r u c Anti-t u r e , BriAnti-t. J. exp.
Path., 36, 254 (1955).
7- D a n d e g a o n k e r , S.H., D a u l a t a b a d , C D . , B r o m c h l o r b e n z i m i d a z o l e , Monalhsh. Chem.,
98 (5), 1873 (1967).
8 R i d i , M., L a z z i , L., C o r t i , P., Synthesis a n d Biological Activity of N e w B e n z i m i d a -dazoles a n d N a p h t h i m i d a z o l e s , Boll. Chim. Farm. 107 (11) 667 (1968) Ref.: C A . , 7 0 : 87668 r 1969.
9- H u g o , W.B., R u s s e l l , A.D., P h a r m a c e u t i c a l M i c r o b i o l o g y 3 rd E d . Blackwell Scien-tific Publications Oxford L o n d o n E d i n b u r g h Boston M e l b o u r n e , Sayfa 241-243, (1983).
44 Seçkin ÖZDEN, Tuncel ÖZDEN, Fatma GÜMÜŞ, Seniha AKIN
10- C h a r l e s , E.S., A g r a w a l , V., S h a r m a . S., Iyer, R.N., Synthesis of 2,5-Disubstituted Benzimidazoles as Potential A n t i h o o k w o r m a n d Antimicrobial Agents, Eur. J. Med.
Chem.-Chimica Therapeutica, 14 (5) 435 (1979).
1 1 - Schwermetall K o m p l e x Bildung u n d Antibakterielle W i r k u n g V . E . Schraufslatter Zeitschrift für Naturforschung 56, 190-5, (1950).
12- L e n e t t e , H.E., S p a u d i n g E.H., T r u a n t , J.P., M a n u a l of Clinical Microbiology Se-cond E d . Amer. Society for Microbiology. Sayfa 169-172, 407-442, 569-574, Wash-ington D . C . (1974).
1 3 - H a n s e n , C, L e o , A., U n g e r , S.H., K i m , D.N., Eric, J.L., A r o m a t i c Substituent Constants for Structure-Activity Correlations., J. Med. Chem., 16, 1207, (1973).
1- Bu dergide a ş a ğ ı d a belirtilen k o ş u l l a r a u y a n ve bilimsel d a n ı ş m a n l a r ı n yayımla-nabilir nitelikte b u l d u ğ u , d a h a ö n c e hiçbir y e r d e y a y ı m l a n m a m ı ş o l a n orijinal m a k a l e l e r yayımlanır.
2 Metinler, şekiller h a r i ç 10 d a k t i l o sayfasını geçmemelidir. Y a z ı l a r ı n dil k u r a l l a -r ı n a u y g u n l u ğ u n d a n y a z a -r l a -r s o -r u m l u d u -r .
3- M e t i n l e r 3 n ü s h a o l a r a k A-4 f o r m a t t a (21.0 x 29.7 c m ) k a ğ ı d ı n b i r y ü z ü n e n o r m a l p u n t o l u d a k t i l o ile 2 aralıklı o l a r a k yazılmalı, k a ğ ı d ı n alt ve üst k e n a r ı n d a n 2 c m , sol ke-n a r ı ke-n d a ke-n 3 cm ve sağ k e ke-n a r ı ke-n d a ke-n 1.5 cm b o ş l u k bırakılmalıdır. Klişesi y a p ı l a c a k grafik, ş e m a , f o r m ü l gibi şekiller aydınger k a ğ ı d ı n a çini m ü r e k k e b i ile çizilmeli; fotoğraflar p a r -lak k a ğ ı d a k o n t r a s l ı o l a r a k basılmalıdır. H e r şeklin a r k a s ı n a y a z a r adı, şekil n o . su ve kü-ç ü l t m e o r a n ı yazılmalı ve 2., 3. n ü s h a l a r ikü-çin şekillerin fotokopisi eklenmelidir.
4- Yazı p l â n ı aşağıdaki şekilde o l m a l ı d ı r :
M a k a l e başlığı, m a k a l e n i n y a b a n c ı dilde başlığı, y a z a r a d ı (yazar a d l a n ) , T ü r k ç e özet y a b a n c ı dilde özet, a n a h t a r kelimeler, giriş, denel kısım, s o n u ç ve t a r t ı ş m a , teşekkür, lite-r a t ü lite-r .
Özetler t ü r k ç e ve y a b a n c ı dilde en ç o k 100'er kelimeden oluşmalıdır.
G i r i ş b ö l ü m ü en ç o k 2 sayfa ve başlıksız o l a r a k yazılmalıdır. M a t e r y a l ve M e t o d alt başlık-lar h a l i n d e , D e n e l k ı s ı m d a b u l u n m a l ı d ı r .
S o n u ç v e T a r t ı ş m a kısmı bulguları d a içermelidir.
Literatürler, m a k a l e d e p a r a n t e z içindeki n u m a r a l a r l a belirtilmeli v e m a k a l e s o n u n d a b u n u m a r a l a r a g ö r e sıralanmalıdır.
L i t e r a t ü r l e r : Y a z a r ı n Soyadı (siyah), a d ı n ı n ilk harfi (siyah), m a k a l e adı, derginin a d ı (ita-lik) veya k i t a b ı n adı, cilt no (siyah) sayı ( p a r a n t e z içinde), sayfa n u m a r a s ı ve yıl ( p a r a n t e z içinde) o l a r a k yazılmalıdır.
5- Tashihler y a z a r t a r a f ı n d a n yapılacaktır. 6- Y a z a r a 20 ayrı b a s k ı verilir
