Síntesis de derivados N-benzoil-2-(2-nitrofenil)-1-H-benzimidazoles : desarrollo de metodologías analíticas y caracterización fisicoquímica de N-(p-flúor)-benzoil-2-(2-nitrofenil)-benzimidazol y N-(p-nitro)-benzoil-2-(2-nitrofenil)-benzimidazol

Abstract

La presente Memoria se orientó al estudio y caracterización electro-analítica de una serie de derivados N-(4-R-benzoil)-2-(2-nitrofenil)-1-H-benzimidazoles como sustratos de interés biológico.

Los compuestos estudiados fueron sintetizados a partir de 2-(o-nitrofenil)-benzimidazol, generado por condensación entre 1,2-diamino-benceno y 2-nitrobenzaldehído. Posterior reacción del benzimidazol con una serie de cloruros de aroílo, generó la serie de cuatro N-(4-R-benzoil)-2-(2-nitrofenil)-1-H-benzimidazoles en buen rendimiento (R = NO2, Cl, F), con la excepción del producto denominado PMNB (R = OCH3), que obtuvo un rendimiento promedio de un 5%.

Los estudios analíticos posteriormente a la síntesis, fueron desarrollados para los compuestos denominados PNB (R= NO2) y PFNB (R= F) y correspondieron al desarrollo y la puesta punto de metodologías analíticas reproducibles y selectivas, y su posterior aplicación en la caracterización de éstos. Dichos estudios se llevaron a cabo usando las técnicas de polarografía de pulso diferencial (PPD), polarografía tast (PTAST), espectrofotometría UV-Vis y cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC).

En una primera etapa se llevó a cabo el estudio de influencia del pH por PPD y PTAST, el que por razones de estabilidad fue realizado en un rango de pH entre 2,0 hasta 8,2 para ambos compuestos. En este rango de pH, PFNB y PNB exhibieron dos y tres señales de reducción respectivamente: una señal principal (dos en el caso de PNB) debida a la reducción del grupo nitro y una secundaria, probablemente correspondiente al enlace azometino presente en el anillo benzimidazólico. Ambas señales son dependientes de pH, desplazándose hacia potenciales más negativos mientras más alcalino es el pH.

En una segunda etapa se desarrollaron tres metodologías analíticas para la cuantificación de los compuestos en estudio (PPD, HPLC y espectrofotometría UV-Vis), las cuales exhibieron valores adecuados de reproducibilidad (CV< 4,5%) y repetibilidad (CV< 4%), presentando linealidad en un amplio rango de concentración (4,0×10-6 M a 1,0×10-4 M) para ambos compuestos.

Por espectrofometría UV-Vis se determinaron las constantes de acidez para cada compuesto, debidas al nitrógeno ubicado en la posición 3 del anillo imidazólico, en ambos casos. Los valores de pKa determinados fueron de 4,79 ± 0,06 para PNB y 4,86 ± 0,06 para PFNB.

Utilizando la técnica de HPLC se determinaron los coeficientes de partición respectivos, presentando valores de log P de 2,77 para PNB y de 3,18 para PFNB.

Además, por medio de la técnica de PPD se llevó a cabo un estudio preliminar de estabilidad para PNB a pH 3,0 y a temperatura ambiente, observándose que el decaimiento se ajusta a una cinética de seudo orden cero (k= 1,9571×10-7 M/min), con una vida media de alrededor de 4 horas para una concentración inicial de 1×10-4 M.

This Memory was orientated to the study and electro-analytical characterization of a series of derivatives N-benzoyl-2-(2-nitrophenyl)-1-H-benzimidazole as substrata of biological interest. The studied compounds were synthesized from 2-(o-nitrophenyl)-benzimidazole, generated by condensation between 1,2-diamine-benzene and 2-nitrobenzaldehyde. The following of reaction of benzimidazole with a series of aryl chlorides, generated the series of four N-(4-R-benzoyl)-2-(2-nitrophenyl)-1-H-benzimidazole with good yield (R = NO2, Cl, F), the exception was PMNB (R = OCH3) with an average yield of 5 %. Then, analytical reproducible and selective methodologies for the determination and characterization of PNB (R = NO2) and PFNB (R = F) were carried out, by using differential pulse polarography (DPP), tast polarography (PTAST), UV-Vis spectrophotometry and high performance liquid chromatography (HPLC). Both compounds exhibited two polarographic signals between pH 2-8.2: a main signal due to the reduction of the nitro group and a secondary one, probably corresponding to the azometine moiety present in the benzimidazole ring. Both signals were pH-dependent, shifting cathodically as the pH increases. The developed methodologies for the quantification of the compounds in study (DPP, HPLC and UV-Vis spectrophotometry), exhibited adequate reproducibility (CV < 4.5 %) and repeatability values (CV < 4 %), presenting linearity in a wide concentration range (4.0×10-6 M to 1.0×10-4 M) for both compounds. By UV-Vis spectrophotometry the acidity constants (pKa) of each compound, due to the nitrogen in the position 3 of the imidazole ring in both cases were obtained. The pKa values obtained were 4.79 for PNB and of 4.86 for PFNB. Partition coefficients (log P) were obtained using HPLC, presenting values of 2.77 for PNB and 3.18 for PFNB. Furthermore, preliminary stability data were obtained by DPP for PNB at pH 3 and room temperature. In such condition PNB exhibited a pseudo zero order kinetic (k= 1.9571×10-7 M/min) with a half life of 4 h. for a 1×10-4 M PNB concentration.