苯并咪唑衍生物抗菌活性研究

赵文浩邓永恒吴华慧

(1.广西化工研究院，广西 南宁 530001;2.广西医科大学基础医学院，广西 南宁530021；3.广西医科大学药学院，广西 南宁 530021)

苯并咪唑衍生物抗菌活性研究

赵文浩1邓永恒2吴华慧3

(1.广西化工研究院，广西 南宁 530001;2.广西医科大学基础医学院，广西 南宁530021；3.广西医科大学药学院，广西 南宁 530021)

以15种苯并咪唑衍生物为抑菌实验测试药品，以大肠杆菌、金色葡萄糖球菌等10种细菌作为受试菌种，通过平板法定性测定样品的抗菌活性。结果表明，除丁二苯并咪唑外，其他的化合物都表现出一定的抑菌活性。同时通过试管法定量测定了样品的最小抑菌浓度(MIC)，实验结果表明，化合物对细菌都有较好的抑菌活性，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具有广谱的抑菌活性，2,2’-联咪唑对枯草杆菌的MIC为0.8µg/mL,2,3-吡啶二羧酸对肺炎球菌的MIC为1.0µg/mL。

苯并咪唑衍生物；抗菌；最小抑菌浓度

苯并咪唑是含有两个氮原子的芳香杂环化合物，该结构可以与生物体内的受体、酶形成氢键，与金属离子配位以及发生疏水作用。对苯并咪唑的研究在化学和医学领域一直备受关注[1]。苯并咪唑及其衍生物因其广谱的活性，如抗菌、抗癌、抗寄生虫等，在农业和医学上得到广泛的应用[2]。在抗菌方面，咪唑类衍生物在临床上被广泛用于治疗由真菌感染生成的各类皮肤癣[3]。抗微生物药是临床上运用非常广泛的一类药物，但是由于抗生素的滥用和临床上的不合理用药等原因使得细菌的耐药性增加，多药耐药菌株增多[4]。研究新型抗菌药是解决细菌耐药性的有效途径。而苯并咪唑的咪唑和苯环上均能容易的引入基团，为生物活性分子的选择提供了巨大的结构多样性空间[5]。在苯环和咪唑上的不同位置引入不同的基团，基团的性质和所含原子不同，或者和金属形成配合物，都能获得不同的抑菌效果[6]。因此对苯并咪唑衍生物的研究具有深刻意义和可行性。本实验研究在苯并咪唑上引入不同基团后形成的化合物的抗菌活性，旨在为研究出具有良好抗菌活性的抗菌药提供一些实验依据。以下是15种化合物的结构式，其合成方法参照文献[7]：

图1 15种化合物结构式

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

仪器：高压蒸汽灭菌锅（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）；YJ系列洁净工作台（苏州净化设备总厂)；WJ-2型-160 CO2细胞培养箱（上海跃进医疗器械厂）；AL204101电子天平(Mettler-Toledo Group)；KHB移液器(上海博迅实业有限公司医疗设备厂），锥形瓶，玻璃棒，试管，培养皿，Ep管，接种环，打孔器，酒精灯，尺子。

试剂：LB肉汤培养基、营养琼脂、蛋白胨（中国检验检疫科学研究院北京陆桥技术有限责任公司）；DMF（广东光华化学厂有限公司）；乙醇（广东光华化学厂有限公司）；硫酸（分析纯，广东光华化学厂有限公司）；BaCl2（分析纯，广东合山化工厂）。

1.2 实验步骤

1.2.1 固体、液体培养基的制备

固体培养基：分别称取20g营养琼脂、5g 蛋白胨、5g LB肉汤培养基、5g NaCl、3g牛肉膏，倒入到容量为1L的锥型瓶中，加入1L蒸馏水，加速搅拌溶解后，用棉塞塞好，用报纸包扎密封后，放入高压蒸汽灭菌锅内，于 128℃ 灭菌 2个小时，冷却至室温即为固体培养基。

液体培养基：分别称取5g蛋白胨、5g LB肉汤培养基、5g NaCl、3g牛肉膏，倒入到容量为1L的锥型瓶中，加入1L蒸馏水，加速搅拌溶解后，用棉塞塞紧，用报纸包扎密封后，放入高压蒸汽灭菌锅内，于128℃灭菌2个小时，即为液体培养基。

1.2.2 配置0.015mmol/mL的测试样液

用电子天平分别准确称取15种测试化合物，放于2mL的EP管中，加入2mL的DMF，摇匀。

1.2.3 制备菌液

取10个灭菌过的100mL的小锥形瓶，在无菌环境下，分别向小锥形瓶里加入灭菌过的液体培养基，用接种环分别向10个不同锥形瓶中接种10种不同的细菌，做上标记。放入37℃，5%CO2WJ-2型-160 CO2细胞培养箱中培养12个小时。

1.2.4 平板法

取10个灭过菌的培养皿，分别向里倒入刚从高压蒸汽灭菌锅里取出的固体培养基。待固体培养基凝固后，用打孔器在培养基上打下16个孔。用KHB移液器从小锥形瓶分别吸取10种不同菌液0.2mL，分别滴到10个不同的培养皿中，在固体培养基上均匀涂抹，做上标记。用KHB移液器往15个孔中分别加入0.1mL的15种不同的测试样液，第16个孔加入DMF,做上标记。放入37℃恒温培养箱中培养24个小时。观察抑菌效果，计录抑菌圈直径。

1.2.5 试管法

选出在平板法中有抑菌效果的待测样液，测其MIC。取10个灭过菌的EP管，第1管加入0.1mL的待测样液，0.9mL0.5麦氏浓度的菌液，混匀。从第1管中取出0.5mL混合液，放到第2管，再加入0.5mL的0.5麦氏浓度的菌液，混匀。移出 0.5mL放入第3管，如此逐管进行稀释至第 9管，第10管不加药液作为空白生长对照管。放入37℃，5%CO2WJ-2型-160 CO2细胞培养箱中培养12个小时。观察细菌的生长状况，记录MIC。

2 结果与讨论

表1可知，⑥、⑨、⑩、⑬具有广谱的抑菌活性，而⑭、⑯对测试的样菌无抑菌活性。⑥对痢疾杆菌的抗菌效果较好，MIC为29.2µg/mL；①和⑨对肺炎球菌的抑菌活性较好，MIC分别为12.6µg/mL、1.0µg/mL；⑤、⑧、⑨、⑬对大肠杆菌的抑菌活性好，MIC分别为1.9µg/mL、11.6µg/mL、3.8µg/mL、18.2µg/mL；①、②对枯草杆菌的抑菌活性好，MIC分别为0.8µg/mL、18.6µg/mL；⑥对蜡状芽孢杆菌杆菌的抗菌效果较好，MIC为29.2µg/mL；②、⑥、⑦、⑧、⑩对金黄色葡萄球菌的抑菌活性好，MIC分别为3.7µg/mL、3.7µg/mL、3.3µg/mL、3.7µg/mL、11.0µg/mL；⑤、⑥、⑩、⑬对沙门氏菌的抑菌活性好，MIC分别为14.6µg/mL、14.6µg/mL、11.0µg/mL、18.2µg/mL；③对姜瘟菌的抗菌效果较其它的好，MIC为5.8µg/mL；②、③、⑩、⑬对绿脓杆菌的抑菌活性好，MIC分别为7.1µg/mL、11.8µg/mL、11.0µg/mL、18.2µg/mL；⑥、⑧、⑩、⑮对绿脓杆菌的抑菌活性好，MIC分别为7.2µg/mL、1.9µg/mL、1.0µg/mL、1.2µg/mL。

表1 平板法、试管法抑菌实验结果（cm 、µg/mL）

3 结论

从抑菌活性与化合物的结构可以看出：具有双苯并咪唑的化合物比只具有一个咪唑基团的化合物抑菌活性好，其中几种化合物的抗菌MIC都小于20µg/mL。在有双苯并咪唑结构的化合物中，有吡啶或羟基的化合物抑菌活性比其它基团的化合物好；具有单苯并咪唑基团的化合物中，有苯环的化合物抗菌活性优于其它取代基团的化合物；含有吡啶基团的化合物中，邻位有苯并咪唑或羧基的化合物抗菌效果更好。在本实验中，测试样品对不同的细菌分别都表达出了优良的抗菌活性，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具有广谱的抑菌活性，其它样品也对某些特定的细菌有较好的抑制作用，经过更进一步的深入研究，有希望研制出新型有效的抗菌药物。

[1] 孟江平,耿蓉霞,周合成,等.苯并咪唑类药物研究进展[J].中国新药杂志,2009,18(16):1505-1514.

[2] 张英,杨松,宋宝安,等.苯并咪唑类化合物杀菌活性的研究进展[J].农药,2008,47(3):164-170.

[3] 朱一元.咪唑类药物的抗菌作用和临床应用[J].安徽医学,1987,8(6):7-8.

[4] 孟江平,徐强,宋仲容,等.含苯并咪唑片段结构的抗微生物药物研究新进展[J].中国抗生素杂志,2012,37(2):81-89.

[5] 张涛,王宁宇,夏勇,等.新型苯并咪唑类衍生物的合成及生物活性研究[J].化学研究与应用,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].广西师范大学学报,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

赵文浩，供职于广西化工研究院。