苯并咪唑衍生物抗菌活性研究

趙文浩鄧永恒吳華慧

(1.廣西化工研究院，廣西 南寧 530001;2.廣西醫科大學基礎醫學院，廣西 南寧530021；3.廣西醫科大學藥學院，廣西 南寧 530021)

苯并咪唑衍生物抗菌活性研究

趙文浩1鄧永恒2吳華慧3

(1.廣西化工研究院，廣西 南寧 530001;2.廣西醫科大學基礎醫學院，廣西 南寧530021；3.廣西醫科大學藥學院，廣西 南寧 530021)

以15種苯并咪唑衍生物為抑菌實驗測試藥品，以大腸桿菌、金色葡萄糖球菌等10種細菌作為受試菌種，通過平板法定性測定樣品的抗菌活性。結果表明，除丁二苯并咪唑外，其他的化合物都表現出一定的抑菌活性。同時通過試管法定量測定了樣品的最小抑菌濃度(MIC)，實驗結果表明，化合物對細菌都有較好的抑菌活性，其中2-(2-(1H-benzo[d]imidazol-2-yl) pyridin-3-yl)-1H-benzo[d]imidazole、2,3-吡啶二羧酸、1,2-di(1H-benzo [d]imidazol-2-yl) ethane-1,2-diol、2-phenyl-1H-benzo[d] imidazole具有廣譜的抑菌活性，2,2’-聯咪唑對枯草桿菌的MIC為0.8μg/mL,2,3-吡啶二羧酸對肺炎球菌的MIC為1.0μg/mL。

苯并咪唑衍生物；抗菌；最小抑菌濃度

苯并咪唑是含有兩個氮原子的芳香雜環化合物，該結構可以與生物體內的受體、酶形成氫鍵，與金屬離子配位以及發生疏水作用。對苯并咪唑的研究在化學和醫學領域一直備受關注[1]。苯并咪唑及其衍生物因其廣譜的活性，如抗菌、抗癌、抗寄生蟲等，在農業和醫學上得到廣泛的應用[2]。在抗菌方面，咪唑類衍生物在臨床上被廣泛用于治療由真菌感染生成的各類皮膚癬[3]。抗微生物藥是臨床上運用非常廣泛的一類藥物，但是由于抗生素的濫用和臨床上的不合理用藥等原因使得細菌的耐藥性增加，多藥耐藥菌株增多[4]。研究新型抗菌藥是解決細菌耐藥性的有效途徑。而苯并咪唑的咪唑和苯環上均能容易的引入基團，為生物活性分子的選擇提供了巨大的結構多樣性空間[5]。在苯環和咪唑上的不同位置引入不同的基團，基團的性質和所含原子不同，或者和金屬形成配合物，都能獲得不同的抑菌效果[6]。因此對苯并咪唑衍生物的研究具有深刻意義和可行性。本實驗研究在苯并咪唑上引入不同基團后形成的化合物的抗菌活性，旨在為研究出具有良好抗菌活性的抗菌藥提供一些實驗依據。以下是15種化合物的結構式，其合成方法參照文獻[7]：

圖1 15種化合物結構式

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

儀器：高壓蒸汽滅菌鍋（上海博訊實業有限公司醫療設備廠）；YJ系列潔凈工作臺（蘇州凈化設備總廠)；WJ-2型-160 CO2細胞培養箱（上海躍進醫療器械廠）；AL204101電子天平(Mettler-Toledo Group)；KHB移液器(上海博迅實業有限公司醫療設備廠），錐形瓶，玻璃棒，試管，培養皿，Ep管，接種環，打孔器，酒精燈，尺子。

試劑：LB肉湯培養基、營養瓊脂、蛋白胨（中國檢驗檢疫科學研究院北京陸橋技術有限責任公司）；DMF（廣東光華化學廠有限公司）；乙醇（廣東光華化學廠有限公司）；硫酸（分析純，廣東光華化學廠有限公司）；BaCl2（分析純，廣東合山化工廠）。

1.2 實驗步驟

1.2.1 固體、液體培養基的制備

固體培養基：分別稱取20g營養瓊脂、5g 蛋白胨、5g LB肉湯培養基、5g NaCl、3g牛肉膏，倒入到容量為1L的錐型瓶中，加入1L蒸餾水，加速攪拌溶解后，用棉塞塞好，用報紙包扎密封后，放入高壓蒸汽滅菌鍋內，于 128℃ 滅菌 2個小時，冷卻至室溫即為固體培養基。

液體培養基：分別稱取5g蛋白胨、5g LB肉湯培養基、5g NaCl、3g牛肉膏，倒入到容量為1L的錐型瓶中，加入1L蒸餾水，加速攪拌溶解后，用棉塞塞緊，用報紙包扎密封后，放入高壓蒸汽滅菌鍋內，于128℃滅菌2個小時，即為液體培養基。

1.2.2 配置0.015mmol/mL的測試樣液

用電子天平分別準確稱取15種測試化合物，放于2mL的EP管中，加入2mL的DMF，搖勻。

1.2.3 制備菌液

取10個滅菌過的100mL的小錐形瓶，在無菌環境下，分別向小錐形瓶里加入滅菌過的液體培養基，用接種環分別向10個不同錐形瓶中接種10種不同的細菌，做上標記。放入37℃，5%CO2WJ-2型-160 CO2細胞培養箱中培養12個小時。

1.2.4 平板法

取10個滅過菌的培養皿，分別向里倒入剛從高壓蒸汽滅菌鍋里取出的固體培養基。待固體培養基凝固后，用打孔器在培養基上打下16個孔。用KHB移液器從小錐形瓶分別吸取10種不同菌液0.2mL，分別滴到10個不同的培養皿中，在固體培養基上均勻涂抹，做上標記。用KHB移液器往15個孔中分別加入0.1mL的15種不同的測試樣液，第16個孔加入DMF,做上標記。放入37℃恒溫培養箱中培養24個小時。觀察抑菌效果，計錄抑菌圈直徑。

1.2.5 試管法

選出在平板法中有抑菌效果的待測樣液，測其MIC。取10個滅過菌的EP管，第1管加入0.1mL的待測樣液，0.9mL0.5麥氏濃度的菌液，混勻。從第1管中取出0.5mL混合液，放到第2管，再加入0.5mL的0.5麥氏濃度的菌液，混勻。移出 0.5mL放入第3管，如此逐管進行稀釋至第 9管，第10管不加藥液作為空白生長對照管。放入37℃，5%CO2WJ-2型-160 CO2細胞培養箱中培養12個小時。觀察細菌的生長狀況，記錄MIC。

2 結果與討論

表1可知，⑥、⑨、⑩、?具有廣譜的抑菌活性，而?、?對測試的樣菌無抑菌活性。⑥對痢疾桿菌的抗菌效果較好，MIC為29.2μg/mL；①和⑨對肺炎球菌的抑菌活性較好，MIC分別為12.6μg/mL、1.0μg/mL；⑤、⑧、⑨、?對大腸桿菌的抑菌活性好，MIC分別為1.9μg/mL、11.6μg/mL、3.8μg/mL、18.2μg/mL；①、②對枯草桿菌的抑菌活性好，MIC分別為0.8μg/mL、18.6μg/mL；⑥對蠟狀芽孢桿菌桿菌的抗菌效果較好，MIC為29.2μg/mL；②、⑥、⑦、⑧、⑩對金黃色葡萄球菌的抑菌活性好，MIC分別為3.7μg/mL、3.7μg/mL、3.3μg/mL、3.7μg/mL、11.0μg/mL；⑤、⑥、⑩、?對沙門氏菌的抑菌活性好，MIC分別為14.6μg/mL、14.6μg/mL、11.0μg/mL、18.2μg/mL；③對姜瘟菌的抗菌效果較其它的好，MIC為5.8μg/mL；②、③、⑩、?對綠膿桿菌的抑菌活性好，MIC分別為7.1μg/mL、11.8μg/mL、11.0μg/mL、18.2μg/mL；⑥、⑧、⑩、?對綠膿桿菌的抑菌活性好，MIC分別為7.2μg/mL、1.9μg/mL、1.0μg/mL、1.2μg/mL。

表1 平板法、試管法抑菌實驗結果（cm 、μg/mL）

3 結論

從抑菌活性與化合物的結構可以看出：具有雙苯并咪唑的化合物比只具有一個咪唑基團的化合物抑菌活性好，其中幾種化合物的抗菌MIC都小于20μg/mL。在有雙苯并咪唑結構的化合物中，有吡啶或羥基的化合物抑菌活性比其它基團的化合物好；具有單苯并咪唑基團的化合物中，有苯環的化合物抗菌活性優于其它取代基團的化合物；含有吡啶基團的化合物中，鄰位有苯并咪唑或羧基的化合物抗菌效果更好。在本實驗中，測試樣品對不同的細菌分別都表達出了優良的抗菌活性，其中2-(2-(1H-benzo[d]imidazol-2-yl)pyridin-3-yl)-1H-benzo [d]imidazole、2,3-吡啶二羧酸、1,2-di(1H-benzo[d] imidazol-2-yl) ethane-1,2-diol、2-phenyl-1H-benzo[d] imidazole具有廣譜的抑菌活性，其它樣品也對某些特定的細菌有較好的抑制作用，經過更進一步的深入研究，有希望研制出新型有效的抗菌藥物。

[1] 孟江平,耿蓉霞,周合成,等.苯并咪唑類藥物研究進展[J].中國新藥雜志,2009,18(16):1505-1514.

[2] 張英,楊松,宋寶安,等.苯并咪唑類化合物殺菌活性的研究進展[J].農藥,2008,47(3):164-170.

[3] 朱一元.咪唑類藥物的抗菌作用和臨床應用[J].安徽醫學,1987,8(6):7-8.

[4] 孟江平,徐強,宋仲容,等.含苯并咪唑片段結構的抗微生物藥物研究新進展[J].中國抗生素雜志,2012,37(2):81-89.

[5] 張濤,王寧宇,夏勇,等.新型苯并咪唑類衍生物的合成及生物活性研究[J].化學研究與應用,2012,24(7):1136-1140.

[6] 倪青玲,陶杰,石敏,等.1-（吡啶-3-甲基）-2-乙基苯并咪唑的合成及抗菌活性[J].廣西師范大學學報,2009,27(2): 72-75.

[7] Karnik AV,Kamath SS. Enantioselective benzoylation ofα -amino esters using (S) -1-benzoyl-2-(α-acetoxyethyl ) benzim-idazole,a chiral benzimidazolide[J].J.Org. Chem., 2007,72(19):7435-7438.

Antibacterial activity of benzimidazole derivatives

15 kinds of benzimidazole derivatives as antibacterial drug testing experiments, E. coli, and other 10 kinds of golden glucose cocci bacteria as bacteria tested by the statutory determination of the sample flat antibacterial activity. The results show that, in addition to succinic benzimidazole, other compounds have shown some antibacterial activity. Meanwhile through in vitro quantitative determination of the minimum inhibitory concentration of the sample (MIC), the experimental results show that the compounds of the bacteria have good antibacterial activity, including 2- (2- (1H-benzo [d] imidazol-2- yl) pyridin-3-yl) -1H- benzo [d] imidazole, 2,3- pyridinedicarboxylic acid, 1,2-di (1H-benzo [d] imidazol-2-yl) ethane-1,2- diol, 2-phenyl-1H-benzo [d] imidazole has a broad spectrum of antibacterial activity against Bacillus subtilis 2,2'-imidazole MIC was 0.8μg / mL, 2,3- dicarboxylic acid pyridine pneumococcal the MIC was 1.0μg / mL.

Benzimidazole derivatives; antibacterial; minimum inhibitory concentration

O626.3

A

1008-1151(2015)03-0108-03

2015-02-10

趙文浩，供職于廣西化工研究院。