Synthesis, Characterization and In Vitro Evaluation for Antimicrobial and Anthelmintic Activity of Novel Benzimidazole Substituted 1,3,4-Thiadiazole Schiff ’s Bases

Yeni Benzimidazol Sübstitüe 1,3,4-Tiyadiazol Schiff Bazlarının Sentezi, Karakterizasyonu ve Antimikrobiyal ve Anthelmintik Aktivitesinin In Vitro Değerlendirmesi

Abstract

Benzimidazoles, 1,3,4-Thiadiazoles, and Schiff bases have shown many properties against different types of diseases, including bacterial infection and helminthiasis. Because of the need for new antimicrobial and anthelmintic agents, novel benzimidazole substituted 1,3,4-thiadiazole Schiff’s bases were designed and synthesized. The synergy arising from the successful incorporation of benzimidazole ring, thiadiazole ring, and Schiff’s base in one pharmacophore was exploited in this work. Eleven such derivatives were synthesized and investigated for their in vitro antimicrobial and anthelmintic properties.1H-benzo[d]imidazole-2-carboxylic acid was first prepared by the oxidation of 2-methyl-1H-benzo[d] imidazole with alkaline potassium permanganate. 1H-benzo[d] imidazole-2-carboxylic acid was then converted to N-arylidene-5- (1H-benzo[d]imidazol-2-yl)-1,3,4-thiadiazol-2-amine by reacting with an aqueous solution of thiosemicarbazide in the presence of few drops of concentrated sulphuric acid. Finally, different benzimidazole substituted 1,3,4-thiadiazole Schiff’s bases were prepared by reacting thiadiazole substituted benzimidazole with suitable aryl aldehyde. Compound PP-4 was found to be more potent than the standard drug in causing the death of nematodes, which took an average time of 13.22 and 19.00 min against Perionyx excavatus and Pheretima posthuma, respectively. Compounds PP-4, PP-6, and PP-8 containing electron-withdrawing groups (4-nitro, 2-bromo, 4-chloro) exhibited antimicrobial activity with the zone of inhibition ranging from 8-27 mm comparable to Ampicillin with the value ranging from 22-27 mm for all the tested strains.

Özet

Benzimidazoller, 1,3,4-Tiyadiazoller ve Schiff bazları çeşitli bakteriyel enfeksiyonlar ve helmintiyazis gibi hastalıklara karşı farklı özellikler göstermektedir. Yeni antimikrobiyal ve antihelmintik bileşiklere duyulan ihtiyaç göz önüne alınarak yeni benzimidazol-sübstitüe 1,3,4-tiyadiazol Schiff bazları tasarlanmış ve sentezlenmiştir. Bu araştırmada benzimidazol halkası, tiyadiazol halkası ve Schiff bazı farmakoforlarının başarılı bir şekilde bir araya gelmesiyle elde edilecek sinerjiden yararlanılması planlanmıştır. Bu amaçla, 11 türev sentezlenip, in vitro antimikrobiyal ve antihelmintik özellikleri açısından araştırılmıştır. Öncelikle, 1H-benzo[d]imidazol-2- karboksilik asit, 2-metil-1H-benzo[d]imidazolün alkali potasyum permanganat ile oksidasyonu ile hazırlanmıştır. Daha sonra, 1H-benzo[d]imidazol-2-karboksilik asit birkaç damla konsantre sülfürik asit varlığında tiyosemikarbazidin sulu çözeltisi ile muamele edilerek N-ariliden-5-(1H-benzo[d]imidazol-2-yl)-1,3,4-tiyadiazol- 2-amin’e dönüştürülmüştür. Son olarak, farklı benzimidazol-sübstitüe Schiff bazları uygun arilaldehit ile tiyadiazol-sübstitüe benzimidazol halkasının reaksiyonu ile hazırlanmıştır. Bileşik PP-4’ün Perionyx excavatus and Perionyx posthuma’ya karşı nematodları öldürme etkisinin, sırasıyla 13.22 ve 19.00 dakika süreler ile standart ilaçtan daha güçlü olduğu bulunmuştur. Elektron çekici gruplar (4-nitro, 2-bromo, 4-kloro) içeren PP-4, PP-6 ve PP-8 bileşikleri tüm suşlarda 8-27 mm inhibisyon alanı ile 22-27 mm inhibisyon değeri gösteren Ampisilin ile karşılaştırılabilir antimikrobiyal aktivite sergilemiştir