Sntesis-y-actividad-tripanocida-de-nuevos-derivados-del-bencimidazol

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MEXICO 
 
PROGRAMA DE MAESTRÍA Y DOCTORADO EN CIENCIAS QUÍMICAS 
 
 
 
SÍNTESIS Y ACTIVIDAD TRIPANOCIDA DE NUEVOS DERIVADOS DEL 
BENCIMIDAZOL 
 
 
 
TESIS 
 
PARA OPTAR POR EL GRADO DE 
 
DOCTOR EN CIENCIAS 
 
 
PRESENTA 
 
M. EN C. JOSÉ MIGUEL VELÁZQUEZ LÓPEZ 
 
 
 
Dr. RAFAEL CASTILLO BOCANEGRA 
FACULTAD DE QUÍMICA 
 
 
 
FACULTAD DE QUÍMICA, D.F. ENERO DE 2016
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo 
mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, 
reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el 
respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
 
 
 
 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE 
MÉXICO 
 
 
 
 
PROGRAMA DE MAESTRÍA Y DOCTORADO EN CIENCIAS QUÍMICAS 
 
 
SÍNTESIS Y ACTIVIDAD TRIPANOCIDA DE NUEVOS DERIVADOS DEL BENCIMIDAZOL 
 
 
 
 
 
TESIS 
PARA OPTAR POR EL GRADO DE 
 
DOCTOR EN CIENCIAS 
 
 
 
PRESENTA 
 
M. en C. JOSÉ MIGUEL VELÁZQUEZ LÓPEZ 
 
TUTOR: DR. RAFAEL CASTILLO BOCANEGRA AÑO: 2016 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
Posgrado Ciencias Químicas 
Doctorado en 
Ciencias Químicas 
 
 
Agradecimientos 
 
A Angélica y José mis padres, a mis hermanos por ser el cimiento de mi crecimiento 
profesional y por el apoyo incondicional en cualquier situación que la vida nos pone. 
Gracias a su cariño y comprensión saldremos delante de cualquier percance. 
 
De manera muy especial al Dr. Rafael Castillo y la Dra. Alicia Hernández, ya que gracias a 
su excelente dirección se pudo llevar cabo el trabajo aquí presentado, además de guiarme en 
el camino de la química orgánica experimental han sido un gran apoyo en estos cuatro 
años de mi vida. 
 
A mis compañeros de laboratorio 122, Miguel Flores, Pedro Trejo, Rodrigo Aguayo, Paulina 
Flores, Rodrigo Arrollo, Jeferson Mateus, Eduardo Sanabria, Adriana Luque, Abigail, Cruz, 
Lucy Cano, Rodrigo Pérez, Gustavo Martínez, Silvia Melchor, Marcela López, Sandy 
Salgado, Luis Zavala, Jorge Victoria, Marie Sarabia, y a mis amigos Karla Salas, Eduardo 
Peralta, Jessica Pineda, Roberto Nolla, Felix Matadamas, Rocío Nieto, Alfonso Martínez, sin 
ellos las tardes de trabajo jamás habrían sido iguales, siempre los llevaré en mis mejores 
recuerdos. 
 
A la Dra. Sara Cortés, QFB Josefina Tenopala, M. en C. Marisol Abascal y M. en C. Ofelia 
Guitrion, por sus consejos en momentos cruciales durante mi formación en esta etapa. 
 
Al personal de la USAI de la Facultad de Química, UNAM, en especial a M. en C. Rosa Isela 
del Villar, Dra. Minerva Monroy, Q. Georgina Duarte, Q. Marisela Gutiérrez, por la 
determinación de los espectros de los compuestos sintetizaos en este trabajo. 
 
Agradezco a la Dra. Lilián Yépez, Biol. Amparo Tapia, M. en C. Roció Nieto, del Centro 
Médico Nacional Siglo XXI del IMSS; al Dr. Alfredo Téllez de la Universidad Juárez del 
Estado de Durango y a la M. en C. Paulina Flores de la UNAM, por la determinación de las 
pruebas bioquímicas y biológicas. Su participación ha sido crucial para enriquecer este 
trabajo. 
 
A la UNAM, por brindar los recursos para mi formación en esta etapa, al posgrado en 
ciencias químicas por el apoyo económico brindado para la impresión de la tesis y a los 
miembros del jurado por sus valiosas correcciones y observaciones en esta tesis. 
 
Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología por el apoyo como becario durante mis estudios 
de doctorado (número de becario: 225078) y a los proyectos CONACyT 168718 y 128499. 
 
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Posgrado Ciencias Químicas 
Doctorado en 
Ciencias Químicas 
 
 
 
 
 
 
JURADO ASIGANDO 
 
 
 
 
Presidente Dr. Roberto Martínez 
Instituto de 
Química, UNAM 
Vocal Dr. Héctor Salgado Zamora 
ENCB, 
IPN 
Vocal Dr. Enrique Ramón Ángeles Anguiano 
FES-Cuautitlán, 
UNAM 
Vocal Dr. José Alfredo Vázquez Martínez 
Facultad de 
Química, UNAM 
Secretario Dr. Francisco Hernández Luis 
Facultad de 
Química, UNAM 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
Posgrado Ciencias Químicas 
Doctorado en 
Ciencias Químicas 
 
 
 
 
La mayor parte del presente trabajo se realizó en la Facultad de Química, en el Laboratorio L-122 del 
conjunto E de la Universidad Nacional Autónoma de México, bajo la dirección del Dr. Rafael Castillo 
Bocanegra. 
 
 
 
 
 
 
Los resultados de este proyecto dieron lugar a la siguiente publicación: 
 
 José Miguel Velázquez-Lópeza, Alicia Hernández-Camposa, Lilián Yépez-Muliab, Alfredo 
Téllez-Valenciac, Paulina Flores-Carilloa, Rocío Nieto-Menesesd, Rafael Castillo. Synthesis 
and trypanocidal activity of novel benzimidazole derivatives. Bioorganic & Medicinal Chemistry 
Letters, (2015), doi:10.1016/j.bmcl.2015.08.018 
 
 
 
Y fueron divulgados en: 
 
 Congreso de Química “QuimiUNAM” 2014 y 2015. 
 
 
 
 
 
 
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Posgrado Ciencias Químicas 
Abreviaturas y 
Símbolos 
 
2 
Síntesis y actividad tripanocida de nuevos derivados del bencimidazol 
 
ABREVIATURAS Y SÍMBOLOS 
 
Ac Acetilo 
AcOEt Acetato de Etilo 
ADP Adenosina difosfato 
ADN Ácido desoxirribonucleico 
AMP Adenosina monofosfato 
Anal. 
Calcd. 
Análisis Calculado 
ATP Adenosina trifosfato 
Bnz Benznidazol 
Ccf Cromatografía en Placa Fina 
CDI 1,1-Carbonildiimidazol 
CI50 
Concentración Inhibitoria 
Media 
CG Cromatografía de Gases 
D Señal doble 
Dd Señal doble de dobles 
Ddd 
Señal doble de dobles de 
dobles 
DCC N,N'-diciclohexilcarbodiimida 
DCM Diclorometano 
DHAD Dihidroxiacetonafosfato 
DHFR Dihidrofolato reductasa 
DMAP 4-Dimetilaminopiridina 
DMF Dimetilformamida 
DMSO Dimetilsulfóxido 
DMSO-d6 Dimetilsulfóxido Deuterado 
EDC 
1-Etil-3-(3-dimetilaminopropil) 
carbodiimida 
EDTA Etilendiaminotetraacetato 
Exp Experimental 
EM Espectrometría de Masas 
EMAR 
Espectrometría de Masas de 
Alta de Resolución 
EM/FAB 
Espectrometría de Masas 
Bombardeo de átomos 
rápidos 
EM/IE 
Espectrometría de Masas 
Impacto Electrónico 
FPPS Farnesildifosfato sintetasa 
Fru Fructosa 
GAP Gliceraldehído-3-fosfato 
Glc Glucosa 
h Horas 
Hex Hexano 
HsTIM 
Enzima triosafosfato 
isomerasa de humano 
Hz Hertz 
IMSS 
Instituto Mexicano del Seguro 
Social 
IR Infrarrojo 
J Constante de Acoplamiento 
kADN ADN de kinetoplastos 
M Molar 
M+ Ion Molecular 
Mm Masa molecular 
m Señal Múltiple 
mL Mililitros 
MeOH Metanol 
Mmol Milimol 
MeCN Acetonitrilo 
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Posgrado Ciencias Químicas 
Abreviaturas y 
Símbolos 
 
3 
Síntesis y actividad tripanocida de nuevos derivados del bencimidazol 
 
Me4Si Tetrametilsilano 
m/z Relación masa/carga 
NADH/ 
NAD+ 
Dinucleótido de nicotinamida-
adenina Reducido/oxidado 
Nfx Nifurtimox 
NMM N-metilmorfolina 
Ni-Raney Níquel Raney 
OMS 
Organización Mundial de la 
Salud 
pb Pico Base 
PDB Protein Data Bank 
pf Punto de Fusión 
pm Peso Molecular 
ppm Primer pico monoisotópico 
ppm Partes Por Millón 
RMN 
COSY 
Resonancia Magnética 
Nuclear Correlación 
Homonuclear 
RMN 13C 
Resonancia Magnética 
Nuclear de Carbono 13 
RMN 1H 
Resonancia Magnética 
Nuclear de Hidrógeno 
RMN 
HMBC 
Resonancia Magnética 
Nuclear Correlación 
Heteronuclear a varios 
Enlaces 
RMN 
HSQC 
Resonancia Magnética 
Nuclear Correlación 
Heteronuclear Simple 
Ref Referencia 
s Señal simple 
sa Señal amplia 
SN2 
Sustitución Nucleofilica 
Bimolecular 
T Señal tripleTt Señal triple de triples 
TcGAPPH 
Gliceraldehído-3-fosfato 
deshidrogenasa de 
Trypanosoma cruzi 
TcTIM 
Enzima triosafosfato 
isomerasa de Trypanosoma 
cruzi 
TDR 
Programa de Investigación y 
Enseñanza de Enfermedades 
Tropicales 
TIM 
Enzima triosafosfato 
isomerasa 
TryR Tripanotiona reductasa 
UIMEIP 
Unidad de Investigación 
Médica en Enfermedades 
Infecciosas y Parasitarias 
UNAM 
Universidad Nacional 
Autónoma de México 
UV Luz Ultravioleta 
W Potencia (Watts) 
µ 10-6 
µM Micromoles 
δ Desplazamiento Químico 
 
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Posgrado Ciencias Químicas Resumen 
 
4 
Síntesis y actividad tripanocida de nuevos derivados del bencimidazol 
 
RESUMEN 
 
El presente trabajo reporta la síntesis y actividad biológica de una serie de 27 derivados del 
bencimidazol diseñados para actuar sobre la enzima triosafosfato isomerasa de Trypanosoma cruzi 
(TcTIM). Esta enzima se encuentra involucrada en el metabolismo de la glucosa, la única fuente de 
energía del parásito. En este estudio, se encontraron cinco compuestos que inhiben moderadamente 
la TcTIM y escasamente la triosafosfato isomerasa de humano (HsTIM). En estudios in vitro contra 
epimastigotes T. cruzi, dos compuestos resultaron más activos que el fármaco de referencia nifurtimox 
(Nfx) y presentaron un menor perfil de citotoxicidad en macrófagos de ratón (línea celular J744). 
 
 
 
Abstract 
The present work reports the synthesis and biological activity of a series of 27 benzimidazole 
derivatives designed to act on the enzyme triosephosphate isomerase of Trypanosoma cruzi (TcTIM). 
This enzyme is involved in the metabolism of glucose, the only source of energy for the parasite. In this 
study we found five compounds that inhibit TcTIM moderately and have poor inhibitory activity against 
human TIM (HsTIM). In vitro studies against T. cruzi epimastigotes showed two compounds that were 
more active than the reference drug nifurtimox, these presented a low cytotoxic effect in mouse 
macrophages (J744 cell line). 
 
 
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5 
Síntesis y actividad tripanocida de nuevos derivados del bencimidazol 
 
ÍNDICE GENERAL 
ABREVIATURAS Y SÍMBOLOS 2 
RESUMEN 4 
ÍNDICE GENERAL 5 
ÍNDICE DE ESQUEMAS 6 
ÍNDICE DE FIGURAS 7 
ÍNDICE DE TABLAS 10 
 
1. INTRODUCCIÓN 11 
2. ANTECEDENTES 13 
2.1 Epidemiología de la tripanosomiasis americana 14 
2.2 Morfología de Trypanosoma cruzi 15 
2.3 Mecanismo de transmisión y el ciclo biológico de Trypanosoma cruzi 16 
2.4 Patogenia y Diagnóstico de la Tripanosomiasis Americana 17 
2.5 Tratamientos de la Tripanosomiasis Americana 18 
2.6 Mecanismo de acción de Nifurtimox y Benznidazol 19 
2.7 Dianas farmacológicas de los agentes tripanocidas 20 
2.7.1. Trypanosomatida peptidasas: Cruzipaína y agentes tripanocidas 21 
2.7.2. Nitroreductasas y agentes tripanocidas 23 
2.7.3. Síntesis de nucleótidos: Dihidrofolato reductasa (DHFR) y agentes tripanocidas 24 
2.7.4. Metabolismo dependiente de grupos tiol (RSH): Tripanotiona reductasa (TryR) y 
agentes tripanocidas 
24 
2.7.5. Biosíntesis de Esterol: Farnesil difosfato sintetasa (FPPS) y agentes tripanocidas 25 
2.7.6. ADN Topoisomerasa de T. cruzi y agentes tripanocidas 25 
2.7.7. Enzimas de la vía Glucolítica 26 
2.7.7.1. Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa de T. cruzi (TcGAPDH) 27 
2.7.7.2. Enzimas de la vía Glucolítica: Triosafosfato isomerasa de T. cruzi 
(TcTIM) 
28 
3. JUSTIFICACIÓN, HIPÓTESIS Y OBJETIVOS 31 
3.1 JUSTIFICACIÓN 32 
3.2 HIPÓTESIS 32 
3.3 OBJETIVOS 33 
3.3.1. Objetivo General 33 
3.3.2. Objetivos Particulares 33 
4. METODOLOGÍA 35 
4.1 Síntesis de 6-Cloro-2-mercapto-1H-bencimidazol-5-carboxilato de metilo (Int-8) 36 
4.2 Síntesis de los compuestos finales del grupo 1 (JM1-21) 37 
4.3 Síntesis de los compuestos finales del grupo 2 (JM22-27) 39 
4.4 Evaluación enzimática 40 
4.5 Evaluación tripanocida y ensayos de citotoxicidad 40 
4.6 Evaluación antiprotozoaria 41 
5. RESULTADOS Y DISCUCIÓN 42 
5.1 Síntesis de 6-Cloro-2-mercapto-1H-bencimidazol-5-carboxilato de metilo (Int-8) 43 
5.2 Síntesis de los compuestos finales del grupo 1 (JM1-21) 47 
5.2.1. Análisis estructural de los compuestos del grupo 1: Espectrometría de masa de 
alta y baja resolución 
50 
5.2.2. Análisis estructural: RMN 1H de los compuestos del grupo 1 52 
5.2.3. Análisis estructural: RMN 13C de los compuestos del grupo 1 61 
5.3 Síntesis de los compuestos finales del grupo 2 (JM22-27) 7
71 
5.3.1. Análisis estructural de los compuestos del grupo 2: Espectrometría de masa de 
alta y baja resolución 
72 
5.3.2. Análisis estructural: RMN 1H de los compuestos del grupo 2 73 
5.3.3. Análisis estructural: RMN 13C de los compuestos del grupo 2 75 
5.4 Evaluación enzimática (TcTIM y HsTIM) 79 
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6 
Síntesis y actividad tripanocida de nuevos derivados del bencimidazol 
 
5.5 Evaluación tripanocida in vitro y ensayos de citotoxicidad 83 
5.6 Evaluación antiprotozoaria 85 
6. CONCLUSIONES 87 
7. PROCEDIMIENTOS EXPERIMENTALES 90 
7.1 Aspectos Generales 91 
7.2 Instrumentación 91 
7.3 Método General de síntesis para los compuestos del grupo 1 (JM1-21) 92 
7.3.1. 6-Cloro-2-{[2-oxo-2-(piridin-2-ilamino)etil]tio}-1H-bencimidazol-5-carboxilato de 
metilo (JM1) 92 
7.3.2. 6-Cloro-2-{[2-oxo-2-(piridin-4-ilamino)etil]tio}-1H-bencimidazol-5-carboxilato de 
metilo (JM2) 93 
7.3.3. 6-Cloro-2-{[2-oxo-2-(pirimidin-2-ilamino)etil]tio}-1H-bencimidazol-5-carboxilato de 
metilo (JM3) 93 
7.3.4. 6-Cloro-2-{[2-oxo-2-(pirazin-2-ilamino)etil]tio}-1H-bencimidazol-5-carboxilato de 
metilo (JM4) 94 
7.3.5. 6-Cloro-2-{[2-oxo-2-(tiazol-2-ilamino)etil]tio}-1H-bencimidazol-5-carboxilato de 
metilo (JM5) 94 
7.3.6. 6-Cloro-2-({2-[(5-nitro-1,3-tiazol-2-il)amino]-2-oxoetil}tio)-1H-bencimidazol-5-
carboxilato de metilo (JM6) 94 
7.3.7. 6-Cloro-2-{[2-oxo-2-(fenilamino)etil]tio}-1H-bencimidazol-5-carboxilato de metilo 
(JM7) 95 
7.3.8. 6-Cloro-2-({2-[(6-cloropiridin-2-il)amino]-2-oxoetil}tio)-1H-bencimidazol-5-
carboxilato de metilo (JM8) 95 
7.3.9. 6-Cloro-2-({2-[(6-metilpiridin-2-il)amino]-2-oxoetil}tio)-1H-bencimidazol-5-
carboxilato de metilo (JM9) 96 
7.3.10. 2-({2-[(6-carbamoilpiridin-2-il)amino]-2-oxoetil}tio)-6-cloro-1H-bencimidazol-5-
carboxilato de metilo (JM10) 96 
7.3.11. 6-Cloro-2-({2-[(5-nitropiridin-2-il)amino]-2-oxoetil}tio)-1H-bencimidazol-5-
carboxilato de metilo (JM11) 96 
7.3.12. 6-Cloro-2-({2-[(6-metoxipiridin-2-il)amino]-2-oxoetil}tio)-1H-bencimidazol-5-
carboxilato de metilo (JM12) 97 
7.3.13. 6-Cloro-2-({2-[(6-cloropiridin-2-il)amino]-2-oxoetil}tio)-1H-bencimidazol-5-
carboxilato de metilo (JM13) 97 
7.3.14. 6-Cloro-2-({2-[(3-clorofenil)amino]-2-oxoetil}tio)-1H-bencimidazol-5-carboxilato de 
metilo (JM14) 98 
7.3.15. 6-Cloro-2-({2-[(3-metilfenil)amino]-2-oxoetil}tio)-1H-bencimidazol-5-carboxilato de 
metilo (JM15) 98 
7.3.16. 2-({2-[(3-Carbamoilfenil)amino]-2-oxoetil}tio)-6-cloro-1H-bencimidazol-5-
carboxilato de metilo (JM16) 99 
7.3.17. 6-Cloro-2-({2-[(4-nitrofenil)amino]-2-oxoetil}tio)-1H-bencimidazol-5-carboxilato de 
metilo (JM17) 99 
7.3.18. 6-Cloro-2-({2-[(4-metoxifenil)amino]-2-oxoetil}tio)-1H-bencimidazol-5-carboxilato 
de metilo (JM18) 100 
7.3.19. 6-Cloro-2-({2-[(4-clorofenil)amino]-2-oxoetil}tio)-1H-bencimidazol-5-carboxilato de 
metilo (JM19) 100 
7.3.20. 6-Cloro-2-({2-[(2-metilfenil)amino]-2-oxoetil}tio)-1H-bencimidazol-5-carboxilato de 
metilo (JM20) 100 
7.3.21. 6-Cloro-2-({2-[(2-nitrofenil)amino]-2-oxoetil}tio)-1H-bencimidazol-5-carboxilato de 
metilo (JM21) 101 
7.4 Método general de síntesis para los compuestos del grupo 2 JM22 y 24 101 
7.4.1. 6-Cloro-2-(metiltio)-N-(piridin-2-il)-1H-bencimidazol-5-carboxamida (JM22) 102 
7.4.2. 6-Cloro-2-(metiltio)-N-(6-metilpiridin-2-il)-1H-bencimidazol-5-carboxamida (JM24) 102 
7.5 Método general de síntesis para los compuestos del grupo 2 JM23, 25-27 102 
7.5.1. 6-Cloro-N-(6-cloropiridin-2-il)-2-(metiltio)-1H-bencimidazol-5-carboxamida(JM23) 
 
103 
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Posgrado Ciencias Químicas índice 
 
7 
Síntesis y actividad tripanocida de nuevos derivados del bencimidazol 
 
7.5.2. 6-Cloro-2-(metiltio)-N-fenil-1H-bencimidazol-5-carboxamida (JM25) 103 
7.5.3. 6-Cloro-2-(metiltio)-N-(3-metilfenil)-1H-bencimidazol-5-carboxamida (JM26) 103 
7.5.4 6-Cloro-2-(metiltio)-N-(3-metilfenil)-1H-bencimidazol-5-carboxamida (JM27) 104 
7.6 Metodología para la síntesis de los precursores Int 2-11 104 
7.6.1. 2-Cloro-4-nitrobenzoato de metilo (Int-2) 104 
7.6.2. 4-Amino-2-clorobenzoato de metilo (Int-3) 105 
7.6.3. 4-(Acetilamino)-2-clorobenzoato de metilo (Int-4) 105 
7.6.4. 4-(Acetilamino)-2-cloro-5-nitrobenzoato de metilo (Int-5) 106 
7.6.5. 4-Amino-2-cloro-5-nitrobenzoato de metilo (Int-6) 106 
7.6.6. 4,5-Diamino-2-clorobenzoato (Int-7) 106 
7.6.7. 6-Cloro-2-mercapto-1H-bencimidazol-5-carboxilato de metilo (Int-8) 107 
7.6.8. 6-Cloro-2-metiltio-1H-bencimidazol-5-carboxilato de metilo (Int-9) 107 
7.6.9. Ácido 6-cloro-2-metiltio-1H-bencimidazol-5-carboxilico (Int-10) 108 
7.6.10. Cloruro de 6-cloro-2-metiltio-1H-bencimidazol-5-carbonilo (Int-11) 108 
7.7 Metodología para la síntesis de los precursores Int 12-32 108 
7.7.1. 2-Cloro-N-(piridin-2-il)acetamida (Int-12) 109 
7.7.2. 2-Cloro-N-(piridin-4-il)acetamida (Int-13) 109 
7.7.3. 2-Cloro-N-(pirimidin-2-il)acetamida (Int-14) 109 
7.7.4. 2-Cloro-N-(pirazin-2-il)acetamida (Int-15) 109 
7.7.5. 2-Cloro-N-(tiazol-2-il)acetamida (Int-16) 110 
7.7.6. 2-Cloro-N-(5-nitrotiazol-2-il)acetamida (Int-17) 110 
7.7.7. 2-Cloro-N-(fenil)acetamida (Int-18) 110 
7.7.8. 2-Cloro-N-(6-cloropiridin-2-il)acetamida (Int-19) 110 
7.7.9. 2-Cloro-N-(6-metilpiridin-2-il)acetamida (Int-20) 111 
7.7.10. 6-(2-Cloroacetamido)picolinamida (Int-21) 111 
7.7.11. 2-Cloro-N-(5-nitropiridin-2-il)acetamida (Int-22) 111 
7.7.12. 2-Cloro-N-(5-metoxipiridin-2-il)acetamida (Int-23) 111 
7.7.13. 2-Cloro-N-(5-cloropiridin-2-il)acetamida (Int-24) 112 
7.7.14. 2-Cloro-N-(3-clorofenil)acetamida (Int-25) 112 
7.7.15. 2-Cloro-N-(3-metilfenil)acetamida (Int-26) 112 
7.7.16. [(Cloroacetil)amino]benzamida (Int-27) 113 
7.7.17. 2-Cloro-N-(4-nitrofenil)acetamida (Int-28) 113 
7.7.18. 2-Cloro-N-(4-metoxifenil)acetamida (Int-29) 113 
7.7.19. 2-Cloro-N-(4-clorofenil)acetamida (Int-30) 113 
7.7.20. 2-Cloro-N-(2-metilfenil)acetamida (Int-31) 114 
7.7.21. 2-Cloro-N-(2-nitrofenil)acetamida (Int-32) 114 
8. REFERENCIAS 115 
9. APENDICE: Espectros 120 
 
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8 
Síntesis y actividad tripanocida de nuevos derivados del bencimidazol 
 
ÍNDICE DE ESQUEMAS 
ESQUEMA 1.MECANISMO DE ACCIÓN DE NIFURTIMOX Y BENZNIDAZOL ................................................................................... 22 
ESQUEMA 2. OPTIMIZACIÓN DEL NÚCLEO DE TIOSEMICARBAZONA EN LA INHIBICIÓN DE CRUZAÍNA. ...................................... 24 
ESQUEMA 3. INDATRALINA Y DERIVADOS QUE ACTÚAN COMO INHIBIDORES DE LA TRIPANOTIONA REDUCTASA DE T. CRUZI. .............................. 26 
ESQUEMA 4. ANÁLISIS RETROSINTÉTICO DE LOS COMPUESTOS JM1-21 (GRUPO1) Y JM22-27 (GRUPO 2). ........................ 37 
ESQUEMA 5. REACTIVOS Y CONDICIONES: (A) (ME)2SO4, NAHCO3, DMF; (B) H2, NI-RANEY, MEOH; (C) AC2O, ACOH; (D) 
HNO3, H2SO4, 0-5 ºC; (E) MEOH, KOH: (F) H2, NI-RANEY, MEOH, ACOET; (G) CS2, KOH, ETOH. ...................... 38 
ESQUEMA 6. REACTIVOS Y CONDICIONES PARA LA OBTENCIÓN DE LOS INTERMEDIARIOS 2-CLOROACETAMIDAS: (A) NET3, 
CHCL3, 0 °C. .................................................................................................................................................................... 38 
ESQUEMA 7. REACTIVOS Y CONDICIONES: (A) 1) K2MNO4, H2O, 2) HCL; (B) Y (D) SOCL2, BENCENO; (C) Y (E) NH4OH 5 
M; (F) H2, NI-RANEY, MEOH. .......................................................................................................................................... 39 
ESQUEMA 8. REACTIVOS Y CONDICIONES. (A) K2CO3, ACETONA, 0 °C. ................................................................................. 39 
ESQUEMA 9. REACTIVOS Y CONDICIONES: (A) CH3I, K2CO3, ACETONA-H2O, 0 ºC; (B) KOH, ETOH-H2O; (C) SOCL2, 
BENCENO. .......................................................................................................................................................................... 40 
ESQUEMA 10. REACTIVOS Y CONDICIONES: (A) NAHCO3, MECN, 25 ºC, 12 H; (A*) M.O. 600 W, DMF, 140 ºC, 20 MIN. . 40 
ESQUEMA 11. SECUENCIA DE REACCIONES DEL MÉTODO UTILIZADO PARA MEDIR LA INHIBICIÓN DE LAS ENZIMAS 
TRIOSAFOSFATO ISOMERASAS. ......................................................................................................................................... 41 
ESQUEMA 12. LA RESAZURINA REACCIONA CON NADH PROVENIENTE DE LOS PARÁSITOS VIVO (ACTIVIDAD TRIPANOCIDA) O 
DE LAS CÉLULAS VIABLES (CITOTOXICIDAD) Y ES REDUCIDO A RESORUFINA, LA CUAL ES LEÍDA 
ESPECTROFOTOMÉTRICAMENTE A 535 NM EM, 590 NM EX. ............................................................................................ 41 
ESQUEMA 13. REACCIÓN DE NITRACIÓN DONDE SE OBSERVA LA FORMACIÓN DE DOS ISÓMEROS, CONDICIONES (D) HNO3, 
H2SO4, 0-5 ºC. ................................................................................................................................................................. 45 
ESQUEMA 14. REACCIÓN DE FORMACIÓN DEL XANTATO DE ETILO DE POTASIO. ..................................................................... 46 
ESQUEMA 15. EQUILIBRIO TIOL-TIONA Y VARIACIONES EN EL DESPLAZAMIENTO QUÍMICO DEL C-2 DEL BENCIMIDAZOL EN 
RMN 13C. .......................................................................................................................................................................... 47 
ESQUEMA 16. FORMACIÓN DE A) S-ALQUILACIÓN, B) DIALQUILACIÓN Y C) N-ALQUILACIÓN. .................................................. 50 
 
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ÍNDICE DE FIGURAS 
FIGURA 1. A) FORMA EPIMASTIGOTE, B) FORMA TRYPOMASTIGOTE, C) FORMA AMASTIGOTE. DONDE SE INDICA LA 
LOCALIZACIÓN DEL NÚCLEO (N), KINETOPLASTO (K) Y FLAGELO (F). ............................................................................. 17 
FIGURA 2. CICLO VITAL DE TRYPANOSOMA CRUZI.................................................................................................................... 19 
FIGURA 3. A) ESTRUCTURA QUÍMICA DEL NIFURTIMOX Y B) BENZNIDAZOL ............................................................................. 20 
FIGURA 4. ESPECIES QUÍMICAS ENCARGADAS DE CONTROL RADICALES LIBRES EN T. CRUZI. A) GLUTATIÓN (1). B) 
GLUTATIÓN EN SU FORMA REDUCIDA (2). C) TRIPANOTIONA (3), LA CUAL CONTIENE DOS MOLÉCULAS DE GLUTATIÓN 
CONECTADOS POR UNA ESPERMIDINA (POLIAMINA). ........................................................................................................ 22 
FIGURA 5. EJEMPLO DE COMPLEJOS METÁLICOS DE ANTIMONIO (10)31, RUTENIO (11)32 Y COBRE (12)33, ADEMÁS DE SU 
CAPACIDAD INHIBITORIA DEL EPIMASTIGOTE DE T. CRUZI. ............................................................................................... 24 
FIGURA 6. DERIVADOS HIDRAZONOTIAZOLIDIN-4-ONA: (A) TIAZOILHIDRAZONA34 Y (B) IMINOTIAZOLIDIN-4-ONA35 CON 
ACTIVIDAD DE INHIBITORIA DE LA CRUZAÍNA Y T. CRUZI. .................................................................................................. 25 
FIGURA 7. ANÁLOGOS SINTÉTICOS DE NFX QUE CONTIENE LOS HETEROCICLOS DE TRIAZOL Y FUANO CON ACTIVIDAD 
ANTITRYPANOSOMAL. ........................................................................................................................................................ 25 
FIGURA 8. METOTREXATO POSEE UNA EFICIENTE ACTIVIDAD INHIBIDOR DE DHFR, MIENTRAS QUE TRIMETOPRIMA Y 
PIRIMETAMINA POSEE UNA NULA ACTIVIDAD INHIBITORIADE DHFF. ............................................................................... 26 
FIGURA 9. ÁCIDOS FOSFONICOS INHIBIDORES DE LA ENZIMA FPPS. ...................................................................................... 27 
FIGURA 10. ANTINEOPLÁSICOS DERIVADOS DE LA CAMPTOTECINA INHIBIDORES DE LA TOPOISOMERASA I DE T. CRUZI. ..... 27 
FIGURA 11. GLUCÓLISIS EN SANGRE DE TRYPANOSOMA. ....................................................................................................... 28 
FIGURA 12. INHIBIDORES DE LAS ENZIMA GLICERALDEHÍDO-3-FOSFATO DESHIDROGENASA DE T. CRUZI. ............................ 29 
FIGURA 13. IZQUIERDA: VISTA SUPERIOR DEL BARRIL TIM DE LA TRIOSA FOSFATO ISOMERASA. CENTRO: VISTA LATERAL 
DEL MISMO BARRIL TIM. DERECHA: FORMA DIMÉRICA DE LA TIM (CÓDIGO PDB 8TIM). .............................................. 30 
FIGURA 14. COMPUESTOS DERIVADOS DEL BENZOTIAZOL PRIMERO INHIBIDORES DE LA TCTIM. .......................................... 30 
FIGURA 15. COMPUESTOS DERIVADOS DE 1,2,6-TIADIAZINAS, QUINOXALINAS, TIADIAZOLES Y OXOTIAZOLIDONAS 
INHIBIDORES DE LA TCTIM. .............................................................................................................................................. 31 
FIGURA 16. DERIVADOS DEL BENCIMIDAZOL CON ACTIVIDAD INHIBITORIA DE LA ENZIMA TCTIM. .......................................... 31 
FIGURA 17. ESTRUCTURA BASE DE LOS COMPUESTOS INT 12-32, RESUMEN DE LAS SEÑALES DE RMN Y FRAGMENTACIÓN 
PROPUESTA MEDIANTE LA INTERPRETACIÓN DE LOS ESPECTROS DE MASAS. ................................................................ 50 
FIGURA 18. RELACIÓN ENTRE LA ESTRUCTURA GENERAL DE LOS COMPUESTOS DEL GRUPO 1 Y LAS SEÑALES DE RMN 1H.
 .......................................................................................................................................................................................... 53 
FIGURA 19. ESPECTRO RMN HMBC (DMSO-D6, 25°C) DEL COMPUESTO JM3, DONDE SE OBSERVA LA CORRELACIÓN 
ENTRE ELDE LA POSICIÓN 4 DEL BENCIMIDAZOL (7.88 PPM) CON EL CARBONILO DE GRUPO ÉSTER (166.05PPM). ...... 54 
FIGURA 20. ESPECTRO RMN HMBC (DMSO-D6, 25°C) DEL COMPUESTO JM4 DONDE SE OBSERVA LA CORRELACIÓN 
ENTRE EL HIDRÓGENO DEL GRUPO ACETAMIDA (11.21 PPM) CON EL CARBONILO DE GRUPO AMIDA (167.22PPM)....... 54 
FIGURA 21. DESPLAZAMIENTOS QUÍMICOS, MULTIPLICIDAD Y CONSTANTES DE ACOPLAMIENTOS DE LOS COMPUESTOS DEL 
GRUPO 1A (JM1-6). ......................................................................................................................................................... 55 
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FIGURA 22. SECCIÓN AROMÁTICA DEL ESPECTRO DE RMN-COSY DEL COMPUESTO JM1, DONDE SE APRECIA LA 
CORRELACIÓN ENTRE LAS SEÑALES DE LOS HIDRÓGENO. ............................................................................................... 56 
FIGURA 23. DESPLAZAMIENTOS QUÍMICOS, MULTIPLICIDAD Y CONSTANTES DE ACOPLAMIENTOS DE LOS COMPUESTOS DEL 
GRUPO 1B (JM8-13). ....................................................................................................................................................... 58 
FIGURA 24. DESPLAZAMIENTOS QUÍMICOS, MULTIPLICIDAD Y CONSTANTES DE ACOPLAMIENTOS DE LOS COMPUESTOS DEL 
GRUPO 1C (JM7 Y 20-21). ............................................................................................................................................... 59 
FIGURA 25. DESPLAZAMIENTOS QUÍMICOS, MULTIPLICIDAD Y CONSTANTES DE ACOPLAMIENTOS DE LOS COMPUESTOS DEL 
GRUPO 1C (JM14-16). ..................................................................................................................................................... 60 
FIGURA 26. ESPECTRO DE RMN COSY DEL COMPUESTO JM16, SE OBSERVÓ LA CORRELACIÓN ENTRE EL NH CON EL H-
6’. ...................................................................................................................................................................................... 60 
FIGURA 27. DESPLAZAMIENTOS QUÍMICOS, MULTIPLICIDAD Y CONSTANTES DE ACOPLAMIENTOS DE LOS COMPUESTOS DEL 
GRUPO 1C (JM17-19). ..................................................................................................................................................... 61 
FIGURA 28. RELACIÓN ENTRE LA ESTRUCTURA GENERAL DE LOS COMPUESTOS DEL GRUPO 2 (JM 1-21) Y LAS SEÑALES 
OBSERVADAS EN RMN 13C. .............................................................................................................................................. 61 
FIGURA 29. ESPECTRO DE RMN HSQC DEL COMPUESTO JM13, DONDE SE OBSERVÓ LA CORRELACIÓN ENTRE LOS 
CARBONOS E HIDRÓGENOS DE LA SECCIÓN ALIFÁTICA. ................................................................................................... 63 
FIGURA 30. ESPECTRO DE RMN HMBC DEL COMPUESTO JM2, DONDE SE OBSERVÓ LA CORRELACIÓN ENTRE LOS 
HIDRÓGENOS EN LA SECCIÓN ALIFÁTICA Y LOS CARBONILOS. ......................................................................................... 63 
FIGURA 31. CLASIFICACIÓN DE LAS SEÑALES DE RMN 13C DEL BENCIMIDAZOL DE ACUERDO A LA DESPROTECCIÓN 
ELECTRÓNICA. ................................................................................................................................................................... 64 
FIGURA 32. ESPECTRO DE RMN HMBC DEL COMPUESTO JM19, DONDE SE OBSERVÓ LA CORRELACIÓN ENTRE EL C-2 Y 
LOS HIDRÓGENOS DEL GRUPO METILENO UNIDO AL AZUFRE. .......................................................................................... 64 
FIGURA 33. ESPECTRO DE RMN13C, AMPLIACIÓN DE LA SECCIÓN AROMÁTICA, DONDE SE MUESTRA LA DUPLICIDAD DE LAS 
SEÑALES DEL BENCIMIDAZOL. ........................................................................................................................................... 65 
FIGURA 34. ESQUEMATIZACIÓN DE LA TAUTOMERÍA QUE SE OBSERVA EN RMN 13C EN ALGUNOS DERIVADOS DEL 
BENCIMIDAZOL. ................................................................................................................................................................. 66 
FIGURA 35. ESPECTRO DE RMN HSQC DEL COMPUESTO JM15, Y LA ASIGNACIÓN DE LOS CARBONOS CON BASE A LOS 
HIDRÓGENOS. .................................................................................................................................................................... 67 
FIGURA 36. ESPECTRO DE RMN HMBC DEL COMPUESTO INT-10, DONDE SE OBSERVAN LAS CORRELACIONES DE 
HIDRÓGENOS Y CARBONOS A TRES ENLACES. ................................................................................................................. 69 
FIGURA 37. ESQUEMA DE FORMACIÓN DE CARBOXAMIDAS DERIVADAS DE LA 2-AMINOPIRIDINA, DONDE SE MUESTRAN LAS 
COMPLICACIONES EN LA REACTIVIDAD. ............................................................................................................................ 69 
FIGURA 38. AGENTES ACOPLANTES CDI, DCC, EDC Y MECANISMO DE FORMACIÓN DE CARBOXAMIDAS MEDIADO POR 
CARBODIIMIDAS. ................................................................................................................................................................ 70 
FIGURA 39. RELACIÓN ENTRE LAS SEÑALES Y LA ESTRUCTURA GENERAL DE LOS COMPUESTOS DEL GRUPO 2 ................... 73 
FIGURA 40. ESPECTRO RMN HMBC (DMSO-D6, 25°C) DEL COMPUESTO JM23 DONDE SE OBSERVA LA CORRELACIÓN 
ENTRE EL HIDRÓGENO DE LA POSICIÓN 4 DEL BENCIMIDAZOL (7.62 PPM) CON EL CARBONILO DE GRUPO AMIDA 
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(166.55PPM). ADEMÁS SE APRECIA LA CORRELACIÓN ENTRE EL HIDRÓGENO DEL GRUPO ACETAMIDA (11.20 PPM) 
CON EL CARBONILO DEL GRUPO AMIDA. ...........................................................................................................................74 
FIGURA 41. DESPLAZAMIENTOS QUÍMICOS, MULTIPLICIDAD Y CONSTANTES DE ACOPLAMIENTOS DE LOS COMPUESTOS DEL 
GRUPO 22 (JM22-27). ..................................................................................................................................................... 75 
FIGURA 42. RELACIÓN ENTRE LA ESTRUCTURA GENERAL DE LOS COMPUESTOS DEL GRUPO 2 Y LAS SEÑALES DE RMN 13C.
 .......................................................................................................................................................................................... 75 
FIGURA 43. ESPECTRO DE RMN HMBC DEL COMPUESTO JM24, DONDE SE OBSERVÓ LA CORRELACIÓN ENTRE EL C-2 Y 
LOS HIDRÓGENOS DEL GRUPO METILO UNIDO AL AZUFRE. ............................................................................................... 77 
FIGURA 44. ESPECTRO DE RMN 13C SECCIÓN AROMÁTICA DE JM24, DONDE SE MUESTRA LA DUPLICIDAD DE LAS SEÑALES 
DEL BENCIMIDAZOL. .......................................................................................................................................................... 77 
FIGURA 45. ESPECTRO DE RMN HSQC DEL COMPUESTO JM27, Y LA ASIGNACIÓN DE LOS CARBONOS CON BASE A LOS 
HIDRÓGENOS. .................................................................................................................................................................... 78 
FIGURA 46. MODIFICACIÓN DE LA ACTIVIDAD INHIBITORIA DE TCTIM DEBIDO A LA PRESENCIA DE LOS GRUPOS ÉSTER Y 
CLORO EN LAS POSICIONES 5 Y 6 DEL BENCIMIDAZOL. .................................................................................................... 80 
FIGURA 47. MODIFICACIÓN EN LA ACTIVIDAD INHIBITORIA AL REMPLAZAR EL GRUPO ALFA-NAFTILOXI (VOLUMINOSO) POR UN 
ÉSTER DE METILO (POCO VOLUMINOSO). ......................................................................................................................... 80 
FIGURA 48. IDENTIFICACIÓN DE LOS COMPUESTOS QUE TUVIERON LA CAPACIDAD DE INHIBIR LA ENZIMA TRIOSAFOSFATO 
ISOMERASA DE T. CRUZI. .................................................................................................................................................. 81 
FIGURA 49. CURVAS DE INACTIVACIÓN DE LOS COMPUESTOS JM4 Y 6. LA CI50 PARA CADA COMPUESTO SE CALCULÓ DE 
ACUERDO A LO ESTABLECIDO EN LA REFERENCIA.69 ........................................................................................................ 82 
FIGURA 50. ESTRUCTURA QUÍMICA DEL ALBENDAZOL Y METRONIDAZOL. .............................................................................. 86 
FIGURA 51. COMPUESTOS DEL GRUPO 2 QUE TUVIERON LA MEJOR ACTIVIDAD ANTIPROTOZOARIA. ...................................... 86 
 
 
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ÍNDICE DE TABLAS 
TABLA 1. PAÍSES DONDE LA ENFERMEDAD DE CHAGAS ES ENDÉMICA Y PORCENTAJE ESTIMADO DE PREVALENCIA ADEMÁS 
DEL NÚMERO DE INDIVIDUOS INFECTADOS.11 ................................................................................................................... 16 
TABLA 2. ESPECIES DE INSECTOS QUE SON POTENCIALMENTE CAPACES DE TRANSMITIR EL PARÁSITO T. CRUZI A LOS 
SERES HUMANOS, CONSTITUYEN LOS VECTORES DE LA ENFERMEDAD DE CHAGAS MÁS IMPORTANTES 
EPIDEMIOLÓGICAMENTE Y SU LOCALIZACIÓN EN AMÉRICA LATINA.11 .............................................................................. 18 
TABLA 3. PRINCIPALES DIANA FARMACOLÓGICAS DE TRYPANOSOMA CRUZI. ......................................................................... 23 
TABLA 4. CARACTERIZACIÓN DE LOS COMPUESTOS INT 2-4. ................................................................................................... 45 
TABLA 5. CARACTERIZACIÓN DE LOS COMPUESTOS INT 5-8. ................................................................................................... 47 
TABLA 6. RENDIMIENTOS DE REACCIÓN, PUNTOS DE FUSIÓN Y FRAGMENTACIÓN OBTENIDA DE LA ESPECTROMETRÍA DE 
MASAS DE LOS COMPUESTOS INT 12-32. ......................................................................................................................... 48 
TABLA 7. SEÑALES ENCONTRADAS EN RMN 1H Y 13C DE LOS COMPUESTOS INT 12-32. ....................................................... 49 
TABLA 8. RENDIMIENTOS DE REACCIÓN, PUNTOS DE FUSIÓN, ESPECTROMETRÍA DE MASA DE ALTA Y BAJA RESOLUCIÓN DE 
LOS COMPUESTOS FINALES DEL GRUPO 1, JM 1-21. ....................................................................................................... 52 
TABLA 9. SEÑALES DE RMN 1H ENCONTRADAS EN LOS COMPUESTOS DEL GRUPO 1A (JM1-6). .......................................... 55 
TABLA 10. SEÑALES DE RMN 1H ENCONTRADAS EN LOS COMPUESTOS DEL GRUPO 1B (JM8-13). ..................................... 57 
TABLA 11. SEÑALES DE RMN 1H ENCONTRADAS EN LOS COMPUESTOS DEL GRUPO 1C (JM7, 14-21). ............................... 59 
TABLA 12. SEÑALES DE RMN 13C ENCONTRADAS EN LOS COMPUESTOS DEL GRUPO 1(JM 1-21)........................................ 62 
TABLA 13. SEÑALES DE RMN 13C ENCONTRADAS EN LOS COMPUESTOS DEL GRUPO 1 (JM 1-21). ...................................... 66 
TABLA 14. CARACTERIZACIÓN DE LOS COMPUESTOS INT 9-10. .............................................................................................. 68 
TABLA 15. CONDICIONES DE REACCIÓN EVALUADAS PARA LA FORMACIÓN DE LOS COMPUESTOS JM22-24. ....................... 71 
TABLA 16. RENDIMIENTOS DE REACCIÓN, PUNTOS DE FUSIÓN, ESPECTROMETRÍA DE MASA DE ALTA Y BAJA RESOLUCIÓN DE 
LOS COMPUESTOS FINALES DEL GRUPO 2 JM22-27. ...................................................................................................... 72 
TABLA 17. SEÑALES DE RMN 1H ENCONTRADAS EN LOS COMPUESTOS DEL GRUPO 2 (JM22-27). ...................................... 73 
TABLA 18. SEÑALES DE RMN 13C ENCONTRADAS PARA LOS COMPUESTOS DEL GRUPO 2 (JM22-27). ................................ 76 
TABLA 19. SEÑALES DE RMN 13C ENCONTRADAS EN LOS COMPUESTOS DEL GRUPO 2 (JM22-27) ..................................... 78 
TABLA 20. PORCENTAJE DE INHIBICIÓN DE LA ENZIMA TRIOSAFOSFATO ISOMERASA DE T. CRUZI DE LOS COMPUESTOS 
FINALES DEL GRUPO 1, JM 1-21. ..................................................................................................................................... 79 
TABLA 21. PORCENTAJE DE INHIBICIÓN DE LA ENZIMA TRIOSAFOSFATO ISOMERASA DE T. CRUZI DE LOS COMPUESTOS 
FINALES DEL GRUPO 2, JM 22-27. ................................................................................................................................... 79 
TABLA 22. COMPARACIÓN DEL PORCENTAJE DE INHIBICIÓN DE TCTIM, HSTIM Y VALORES DE CI50 PARA TCTIM. ............................................. 82 
TABLA 23. RESULTADOS DEL ENSAYO DE SUSCEPTIBILIDAD DE EPIMASTIGOTE DE TORRENTE SANGUÍNEO DE LOS 
COMPUESTOS JM4-6, 13, 19 Y NFX ................................................................................................................................ 83 
TABLA 24. RESULTADOS DEL ENSAYO DE SUSCEPTIBILIDAD DE EPIMASTIGOTE DE TORRENTE SANGUÍNEO A LOS 
COMPUESTOS JM4-6, 13, 19 Y NFX ................................................................................................................................ 84 
TABLA 25. RESULTADOS DE LAS ACTIVIDAD ANTIPROTOZOARIA DE LOS COMPUESTOS JM1-27. ........................................... 85 
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CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 
 
 
 
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1. INTRODUCCIÓN 
El desarrollo de nuevos fármacos incluye varias estrategias y combinaciones de métodos tradicionales 
y modernos, de naturaleza multi-e interdisciplinares (química, biología, farmacia, bioinformática, entre 
otras). La acción de un fármaco presupone la interacción de una molécula pequeña (ligante) con una 
macromolécula (receptor biológico), típicamente una proteína de alguna ruta metabólica del 
microrganismo causante de la enfermedad o a una condición disfunción en humanos.1 Por muchas 
décadas, el descubrimiento de sustancias bioactivas se basó en un abordaje de prueba y error guiado 
por modelos experimentales en cultivos celulares (in vitro) o en animales (in vivo). La evolución de 
esos procesos dio origen a la era de diseño de fármacos, la cual tiene como fundamento el cambio de 
paradigma que se caracteriza por el entendimiento de que los sistemas químicos tienen un papel 
determinante en la modulación de sistemas biológicos.2 
 
Las enfermedades parasitarias representan un grave problema médico, social y humano, así como su 
prevención, control y tratamiento representan un gran desafío mundial. Las enfermedades parasitarias 
reciben especial atención dentro del Programa de Investigación Y Enseñanza de Enfermedades 
Tropicales (TDR) de la Organización Mundial de la Salud (OMS).3 Para las enfermedades infecto 
parasitárias consideradas en este programa (Enfermedad de Chagas, Malaria, Tripanosomiasis 
africana, Leishmaniosis, entre otras) consideradas por la OMS como totalmente desatendidas,4 no 
existe vacuna y la quimioterapia disponible sigue siendo el centro de control de estas enfermedades. 
Sin embargo, el repertorio de fármacos es limitado, inadecuado y el cuadro es bastante grave por el 
surgimiento de cepas de parásitos resistentes. Nuevos fármacos son necesarios inmediatamente, ya 
que los parásitos se desarrollan eventualmente a través de mecanismos diversos y generando 
resistencia a la quimioterapia más frecuente usada. 
 
La enfermedad de Chagas, también llamada Tripanosomiasis americana, es causada por el parásito 
Trypanosoma cruzi. Ésta es endémica de américa latina, donde afecta alrededor de 10 millones de 
personas y causa más muertes en esta región que cualquier otro parasitosis.5 Durante los últimos 
años, en nuestro grupo de investigación se ha trabajado en la síntesis de derivados de bencimidazol 
como agentes antiparasitarios. Considerando la problemática que presenta la enfermedad de Chagas, 
actualmente, en este trabajo se presenta la síntesis y actividad biológica de una serie de 27 derivados 
del bencimidazol, diseñados para actuar sobre la enzima triosafosfato isomerasa de Trypanosoma 
cruzi (TcTIM). Así como su actividad para inhibir el epimastigote de T. cruzi y su citotoxicidad en 
células de mamífero. 
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CAPITULO 2. ANTECEDENTES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. ANTECEDENTES 
 
2.1. Epidemiología de la tripanosomiasis americana 
Recientemente, la enfermedad de Chagas se ha convertido en una preocupación a nivel mundial 
debido a los proceso de globalización, los cuales resultan en la migración de personas afectadas a 
regiones no endémicas, propagando así la enfermedad.6 La OMS estima que la tripanosomiasis 
americana, es responsable de la muerte de 10,000 personas por año.7 
 
Las estimaciones actuales sugieren que en México aproximadamente 1.1 millones de personas están 
infectadas.8 Para la población mexicana, poco más de 100 millones de habitantes, se estima una 
incidencia anual de 78,960 nuevas infecciones por año lo que equivale a 21.6 nuevos casos por día, 
esta incidencia se debe principalmente a la ausencia de intervenciones de control.9 Por lo que algunas 
de las acciones, que se han realizado para prevenir oportunamente dicha enfermedad, han sido 
controlar la propagación del insecto vector, el cual transmite el parásito; sin embargo, los esfuerzos no 
han sido efectivos debido a los grandes territorios que deben ser fumigados y la toxicidad de los 
insecticidas.10 
 
Tabla 1. Países donde la enfermedad de Chagas es endémica y porcentaje estimado de prevalencia 
además del número de individuos infectados11 
Región País % Estimado de prevalencia Número de individuos infectados 
Norte América 
Estados Unidos Datos no disponibles 300,167 
México 1.03 1,100,000 
Centro América 
Belice 0.74 2,000 
Costa Rica 0.53 23,000 
El Salvador 3.37 232,000 
Honduras 3.05 220,000 
Guatemala 1.98 25,000 
Panamá 0.01 21,000 
Sudamérica 
Argentina 4.13 1,6000,000 
Bolivia 6.75 620,00 
Brasil 1.02 1,900,000 
Chile 0.99 160,200 
Colombia 0.96 436,000 
Ecuador 1.74 230,000 
Guyana 1.29 18,000 
Paraguay 2.54 150,000 
Perú 0.69 192,000 
Uruguay 0.66 21,700 
Venezuela 1.16 310,000 
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2.2. Morfología de Trypanosoma cruzi 
La enfermedad de Chagas es producida por un protista unicelular que pertenece al género 
Trypanosoma, caracterizado por la presencia de un solo flagelo y una sola mitocondria, 
cuyo genoma se encuentra ordenado en una compleja y compacta región (dentro de la propia 
mitocondria, y cerca de la base del flagelo), denominada kinetoplasto, ver Figura 1.12 
 
 
Figura 1. A) Forma Epimastigote, B) Forma Trypomastigote, C) Forma Amastigote. Donde se indica la 
localización del núcleo (N), kinetoplasto (K) y flagelo (F). 
 
Dependiendo del ambiente en el cual se encuentra, T. cruzi presenta distintos formas: 
1) En los Epimastigotes el kinetoplasto es localizado anterior al núcleo, son alargados de 
aproximadamente 20 µm de longitud, tienen un flagelo libre, ver Figura 1B. Son la forma de 
división encontrada en el tracto digestivo del vector, y también en los medios de cultivos 
artificiales. 
2) En los Trypomastigotes el kinetoplasto es posterior al núcleo, su longitud es de 20 µm., tiene un 
flagelo y una membrana ondulante a lo largo de su cuerpo, ver Figura 1C. Se encuentra en la 
sangre del mamífero, es la forma que ingresa al insecto vector, para después diferenciar a 
trypomastigote metacíclico y contaminar nuevamente a los mamíferos. En general los 
trypomastigotes no se dividen. 
3) El Amastigote es esférico u ovalado de 2-4 µm de diámetro, constituye la forma de división 
intracelular en los tejidos del huésped mamífero, ver Figura 1D, formando los llamados 
pseudoquistes, también conocidos como Esferoamastigotes.13 
 
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Síntesis y actividad tripanocida de nuevos derivados del bencimidazol 
 
2.3. Mecanismo de transmisión y el ciclo biológico de Trypanosoma cruzi 
T. cruzi es un parásito de mamíferos que tiene como huésped invertebrado (vector) a varias especies 
de la familia Reduviidae, hemípteros hematófagos, comúnmente conocidas como chinches besuconas, 
ver Tabla 2.4 
 
Tabla 2. Especies de insectos que son potencialmente capaces de transmitir el parásito T. cruzi a los 
seres humanos, constituyen los vectores de la enfermedad de Chagas más importantes 
epidemiológicamente y su localización en América Latina11 
Especie Vector Localización Especie Vector Localización 
Rhodnius 
prolixus 
 
 
Colombia, El Salvador, 
Guatemala, Honduras, sur de 
México, Nicaragua, 
Venezuela. 
Triatoma 
dimidiata 
 
Belice, Colombia, Costa Rica, 
Ecuador, El Salvador, Honduras, 
México, Nicaragua, Panamá, 
Norte de Perú, Venezuela. 
Panstrongylus 
megistus 
 
Argentina, Brasil, Paraguay, 
Uruguay. 
Tratoma 
Infestans 
 
Argentina, Brasil, Chile, 
Paraguay, Sur de Perú, Uruguay 
Triatoma 
brasiliensis 
 
 
Noreste de Brasil. 
 
La transmisiónal mamífero es contaminativa, a partir de las heces del vector, teniendo como puerta de 
entrada: la herida de la picada, mucosas (conjuntivas), piel intacta o lacerada. La transmisión por 
transfusión de sangre, el embarazo y el parto también son posibles, y con menor frecuencia, a través 
de trasplante de órganos o accidentes de laboratorio.4 
 
El ciclo biológico se divide en dos etapas, ver Figura 2: 
 
A) Etapa en el insecto vector: 
Los insectos ingieren la sangre de mamíferos infectados, así los trypomastigotes llegan a los intestinos 
del vector. En el intestino medio del insecto los tripomastigotes entran en las células epiteliales, se 
diferencian en amastigotes y proliferan intracelularmente mediante fisión binaria. Las formas 
amastigotes comienzan la diferenciación a epimastigotes pasando por un estadio intermediario: 
esferomastigotes (pseudoquistes). Éstos completan su diferenciación a epimastigotes y proliferan otra 
vez. Los epimastigotes diferencian a tripomastigotes metacíclicos, que es la forma infectiva del 
parásito, en el intestino posterior del triatominio. 
 
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19 
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B) Etapa en mamíferos: 
Cuando el insecto muerde a un mamífero sano, pasa a través de sus heces o a través de sus 
mucosas, a los tripomastigotes metacíclicos, los cuales llegan al torrente sanguíneo. Los 
tripomastigotes invaden las células huésped, se diferencian en amastigotes y proliferan. Los 
amastigotes se pueden escapar de la célula, diferenciando a tripomastigotes y llegar de nuevo al 
torrente sanguíneo siendo capaz de infectar nuevas células.14 
 
 
Figura 2. Ciclo vital de Trypanosoma cruzi. 
2.4. Patogenia y Diagnóstico de la Tripanosomiasis Americana 
La enfermedad de Chagas posee tres fases: 
a) La fase aguda (2 a 4 meses) suele pasar desapercibida debido a la ausencia de síntomas 
específicos, siendo diagnosticado aproximadamente solo el 7% de los casos; el signo de Romaña es el 
evento clásico de esta fase, consiste en edema indoloro del tejido palpebral y periocular. 
 
b) En la fase indeterminada (10 años a décadas), el parásito se encuentra multiplicándose dentro del 
huésped sin algún síntoma evidente. 
 
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20 
Síntesis y actividad tripanocida de nuevos derivados del bencimidazol 
 
c) La fase crónica, alrededor del 30% de los pacientes desarrollan esta fase, que se caracteriza 
fundamentalmente por compromiso visceral irreversible: cardiomiopatía chagásica, o de tubo digestivo, 
con mayor frecuencia en intestino o esófago (megasíndromes) y en la mayoría de los casos llevan a la 
muerte.15 
 
El diagnóstico etiológico de la enfermedad de Chagas se basa en la evaluación clínica, epidemiológica 
y pruebas de laboratorio. Para el diagnóstico de laboratorio, los exámenes adecuados dependen de la 
etapa clínica del paciente. 
a) En la etapa aguda los estudios se centran en la búsqueda y reconocimiento del Trypanosoma 
cruzi en sangre (metodología: parasitológica directa), debido a que en las etapas iniciales de la 
enfermedad se encuentran parasitemias importantes y a medida que transcurre la infección van 
disminuyendo hasta hacerse mínimas y aleatorias. 
b) En las etapas indeterminada y crónica las parasitemias son transitorias y por ello el diagnóstico 
se realiza fundamentalmente mediante el hallazgo de anticuerpos circulantes contra el T. 
cruzi.16 
 
2.5. Tratamientos de la Tripanosomiasis Americana 
La tripanosomiasis americana es considerada por la OMS una de las enfermedades desatendidas, 
debido a que existe poca inversión en el desarrollo de fármacos tripanocidas. Dentro de las medidas 
consideradas para la erradicación de la enfermedad de Chagas está el desarrollo de vacunas que no 
ha presentado avances significativos, las estrategias de sanidad e higiene que previenen únicamente 
la propagación del insecto vector y la quimioterapia. 
 
Aunque la enfermedad de Chagas fue descubierta hace más de cien años, la quimioterapia existente 
sigue siendo escasa e ineficaz. Sólo dos medicamentos han sido utilizados en su tratamiento: 
Nifurtimox (nitrofurano, Nfx; Lampit®) y Benznidazol (2-nitroimidazol, Bnz; Rochagan®), los cuales se 
introdujeron empíricamente en el régimen de la terapia clínica, hace más de cuatro décadas, ver 
Figura 3. Ambos medicamentos son eficaces casi al 100% para curar la enfermedad, si se administran 
al comienzo de la infección, es decir en la etapa aguda. Sin embargo, su eficacia disminuye a medida 
que transcurre más tiempo desde el inicio de la infección. 
 
Figura 3. a) Estructura química del Nifurtimox y b) Benznidazol 
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21 
Síntesis y actividad tripanocida de nuevos derivados del bencimidazol 
 
 
Los problemas asociados a estos fármacos se describen a continuación: 
1) Son eficaces en las fases agudas y recientes de la infección, mientras que en la fase crónica 
poseen una baja tasa de eficacia, (más del 80% de los pacientes tratados en esta etapa no reciben 
curación parasitológica). 
2) Requieren largos periodos de frustrante tratamiento que dependen de la edad del paciente, las dosis 
empleadas y la región endémica. 
3) Ambos fármacos causan efectos tóxicos colaterales graves, que incluyen la polineuropatía sensitiva 
periférica, agranulocitosis y púrpura trombocitopénica, dando lugar en algunos casos a la interrupción 
del tratamiento.17 
4) No deben administrarse a las embarazadas, ni a las personas con insuficiencia renal o hepática. El 
nifurtimox también está contraindicado en personas con antecedentes de enfermedades del sistema 
nervioso neurológicas o trastornos psiquiátricos. 
5) Además, puede ser necesario administrar un tratamiento específico para las manifestaciones 
cardiacas o digestivas. 
6) Algunas cepas de T. cruzi son resistentes al tratamiento como consecuencia de los largos periodos 
de tratamiento.18 
 
Por lo tanto, es muy importante la búsqueda de medicamentos nuevos, más eficaces y menos tóxicos 
que inhiban a T. cruzi. 
 
2.6. Mecanismo de acción de Nifurtimox y Benznidazol 
Nfx y Bnz actúan a través de la formación de radicales libres y metabolitos electrófilos, 
respectivamente. El mecanismo de acción de Nfx comienza con la reacción catalizada por el citocromo 
P-450 nitroreductasa, éste actúa sobre moléculas que contienen el grupo nitro (R-NO2), produciendo 
un intermediario radical anión (R-NO2•-).19 Este radical reacciona con oxígeno molecular, el cual lo 
reduce parcialmente, regenera el fármaco y produce el radical anión superóxido. Como se observa en 
el Esquema 1, el radical anión superóxido (O2•-) reacciona con la superóxido dismutasa para catalizar 
su conversión a O2 y H2O2.20 El anión superóxido (O2•-) y el peróxido de hidrógeno (H2O2), en presencia 
de Fe+3, forma el radical libre hidroxil (HO•-), (Reacción Haber-Weiss). Este radical libre reacciona con 
lípidos, proteínas y ADN provocándoles daños irreversibles. El mecanismo de acción de Bnz, al igual 
que Nfx, inicia con la reacción catalizada por la enzima nitroreductas, la cual produce los metabolitos 
reducidos del Benznidazol. Éstos se encuentran involucrados en la formación de enlaces covalentes 
con las macromoléculas (lípidos, proteínas y ácidos nucleicos).21 
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22 
Síntesis y actividad tripanocida de nuevos derivados del bencimidazol 
 
 
Esquema 1.Mecanismo de acción de Nifurtimox y Benznidazol 
 
Las células de los mamíferos se defienden de los radicales libres producidos por Nfx, utilizando dos 
tipos de mecanismos: enzimáticos con las catálisis de superóxido dismutasa, catalasas glutatión 
peroxidasa y glutation-S-transferasa;22y no enzimáticos, en los cuales participan compuestos 
reductores, ejemplo de ellos son, α-tocoferol, β-carotenos, glutatión reducido y metalotioneínas.23 En 
contraste, en el parásito el mecanismo más viable de defensas contra radicales libres, es el uso de 
sustancias reductoras como: glutatión reducido y tripanotiona (características de los 
trypanosomátidos), ver Figura 4. Siendo este compuesto indispensable para la regeneración del 
glutatión reducido en el parásito.24 
 
 
Figura 4. Especies químicas encargadas de control radicales libres en T. cruzi. a) Glutatión (1). b) 
glutatión en su forma reducida (2). c) Tripanotiona (3), la cual contiene dos moléculas de glutatión 
conectados por una espermidina (poliamina). 
 
2.7. Dianas farmacológicas de los agentes tripanocidas 
El proceso actual del desarrollo de un fármaco frecuentemente es basado en la identificación de 
dianas farmacológicas o “targets” biológicos involucrados en la patogénesis de la enfermedad y en el 
encuentro de candidatos a fármacos que actúan sobre estos targets. Para apoyar en el diseño de 
fármacos trpanocidas, la Organización Mundial de la Salud ha desarrollado una base de datos25 de 
posibles dianas farmacológicas,26 ver Tabla 3. 
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23 
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Tabla 3. Principales Diana farmacológicas de Trypanosoma cruzi 
Ruta Metabólica objetivo Función Enzima u organelo celular inhibido 
Proteasas o peptidasa Múltiple funciones. 
Cisteín-peptidasas, Serin-peptidasas, Treonin-
peptidasas. 
Biosíntesis de Esterol 
Esencial para la composición estructural 
de las membranas, mitocondria y 
citoplasma. 
Esterol 14-dimetilasa, Escualeno epoxidasa, 
Farnesil difosfato s|intasa, Farnesil transferasa, 
Δ-24(25) esterol metiltransferasa. 
Vía Glucolítica Producción de energía. 
Triosafosfato Isomerasa, Hexoquinasa, 
fosfofructoquinasa. 
Biosíntesis de Lípidos Esencial en las membranas celulares. Alquil-lisofosfolípidos, Glicoesfingolípidos. 
Metabolismo 
dependiente de 
grupos tiol (RSH). 
Mecanismo de defensa contra estrés 
oxidativo. 
Tripanotiona reductasa, Tripanotiona sintetasa, 
Triparedoxina peroxidasa. 
Familia de proteínas 
quinasas 
Producción de energía. Arginina quinasa, fosfatidilinositol-3-quinasa. 
Síntesis de 
nucleótidos 
Precursores de síntesis de material 
genético. 
Purina fosforibosil transferasa, Di-hidrofolato 
reductasa, Pteridina reductasa. 
Transferencia de 
ácido siálico 
Transferencia de ácido a partir de 
glicoconjugados de hospedero e 
incorporación en moléculas de mucina 
ligadas a membrana del parásito. 
Trans-sialidasa 
ADN topoisomerasas Replicación del ADN de T. cuzi. 
ADN topoisomerasa I 
ADN topoisomerasa II 
 
A continuación se describen las dianas farmacológicas más importantes de T. cruzi, así como algunas 
moléculas con actividad inhibitoria de estos “targets” y su actividad tripanocida: 
 
 
2.7.1. Trypanosomatida peptidasas: Cruzipaína y agentes tripanocidas 
La especie Trypanosoma tiene un largo y variado número de peptidasas intra y extracelulares que 
tienen funciones importantes en el ciclo de vida del parásito, incluyendo absorción, penetración, 
supervivencia intracelular, replicación, diferenciación, infectividad, evasión inmunológica y nutrición. A 
la fecha algunas proteasas han sido purificadas y caracterizadas, destacando las endopeptidasas 
cruzipaína. Esta enzima también conocida como cruzaína o T. cruzi cisteína peptidasa es expresada 
en los diferentes estadios del parásito. Una de sus funciones es inducir la producción de un péptido 
proinflamatorio. La cruzipaína es una glicoproteína sulfatada, la cual no solo es estudiada como target 
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24 
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sino también como candidata para el desarrollo de vacunas.27 Se han desarrollado inhibidores 
selectivos del tipo: 
 
1) Compuestos que contienen Tiosemicarbazonas 
Se diseñaron compuestos relacionados con el grupo tiosemicarbazonas, los cuales presentaron 
actividad tripanocida. En el esquema 2 se muestran las moléculas que mostraron inhibición de la 
enzima cruzaína (4 y 5).28 Con el objetivo de aumentar la inhibición de la enzima y el parásito se 
realizaron optimizaciones, se encontró que la presencia de heterocíclico de 5 miembros potenciaba los 
inhibidor (6-8) hasta concentraciones del rango nanomolar, compuesto 9.29 
 
 
Esquema 2. Optimización del núcleo de tiosemicarbazona en la inhibición de cruzaína. 
 
Debido a la presencia de átomos donadores de densidad electrónica en el grupo Tiosemicarbazona, 
este puede formar complejos metálicos estables. Se ha estudiado la inhibición de amastigote 
intracelular y epimastigote extracelular con complejos de Sb, Pd, Re, Ru, V y Cu. Logrando en la 
mayoría de los casos un bloqueo más efectivo en la proliferación del parásito, que el mismo 
compuesto orgánico sin acomplejar, ver Figura 5. Sin embargo, el principal problema con estos 
compuestos es el incremento de la toxicidad.30 
 
 
Figura 5. Ejemplo de complejos metálicos de antimonio (10)31, rutenio (11)32 y cobre (12)33, además de 
su capacidad inhibitoria del epimastigote de T. cruzi. 
 
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25 
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2) Compuestos que contienen Tiazolidinas 
Continuando con la evaluación de las propiedades antiparasitarias de las tiosemicarbazonas, se 
investigaron sus análogos cíclicos: las tiazolidinas. Se encontró que derivados del grupo tiazolidin-4-
ona presentaron actividad inhibitoria de la enzima cruzaína y del parásito, ver Figura 6. Cabe 
mencionar que los derivados hidrazonotiazolidin-4-ona (13 y 14) presentaron un mejor perfil de 
citotoxicidad en comparación que sus bioisósteros las tiosemicarbazonas.34 Cuando el heterociclo 
tiazolidin-4-ona fue remplazado por el grupo tiazol se observó la pérdida de la actividad inhibitoria de la 
enzima cruzaína y una reducción considerable de la actividad antiparasitaria.35 
 
 
Figura 6. Derivados hidrazonotiazolidin-4-ona: (A) Tiazoilhidrazona34 y (B) Iminotiazolidin-4-ona35 con 
actividad de inhibitoria de la cruzaína y T. cruzi. 
 
2.7.2. Nitroreductasas y agentes tripanocidas 
Se han localizado dos grupos de Nitroreductasas, las tipo I independientes de oxígeno y las tipo II 
dependientes de oxígeno, es decir, su actividad resulta de la producción de especies reactivas de 
oxígeno (anión superóxido). La selectividad de Nifurtimox hacia T. cruzi es asociada a la expresión de 
estas enzimas.36 Por tanto se han desarrollado análogos sintéticos de Nfx y Bnz, los cuales son 
pequeñas moléculas que contienen el grupo nitro, el anillo de triazol (15 y 16)37 o furano (17 y 18)38, 
ver Figura 7. 
 
 
Figura 7. Análogos sintéticos de Nfx que contiene los heterociclos de triazol y furano con actividad 
tripanocida. 
 
2.7.3. Síntesis de nucleótidos: Dihidrofolato reductasa (DHFR) y agentes tripanocidas 
DHFR es una enzima clave en el metabolismo del folato, puesto que el folato es necesario en el 
proceso de división celular para sintetizar timina. El análisis estructural detallado de DHFR del parásito 
y DHFR de humano muestra diferencias entre ambas, convirtiendo la DHFR de T. cruzi en un blanco 
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26 
Síntesis y actividad tripanocida de nuevos derivados del bencimidazol 
 
atractivo para el desarrollo de fármacos selectivos. Actualmente se sabe que inhibidores de DHFR, ver 
Figura 8, como la trimetoprima (20) y pirimetamina (21) poseen un baja actividad en contra de DHFR 
de T. cruzi y una nula selectividad, mientras que el metotrexato(19) muestra la inhibición de la enzima 
en concentraciones en nanomolar y una alta selectividad.39 
 
 
Figura 8. Metotrexato posee una eficiente actividad inhibidor de DHFR, mientras que Trimetoprima y 
Pirimetamina posee una nula actividad inhibitoria de DHFF. 
 
2.7.4. Metabolismo dependiente de grupos tiol (RSH): Tripanotiona reductasa (TryR) y agentes 
tripanocidas 
TryR es una enzima dependiente de NADPH, de la familia de las oxidoreductasas y cataliza las 
transformación tripanotiona disulfuro (2) a tripanotiona ditiol (3). Los tripanosomátidos usan el sistema 
catalizado por TryR (TpSSTp ↔ 2TpSH) en respuesta al estrés oxidativo, en ausencia de catalasa y 
glutatión peroxidasa. La enzima glutatión reductasa de los mamíferos es homologa a TryR, aunque 
hay diferencias significativas en la estructura de sus sitios catalíticos.40 Utilizando la estrategia de 
reposicionamiento de fármacos, consistente en la búsqueda de un nuevo perfil farmacológico para una 
sustancia conocida. Se encontró que la indatralina (22) y los derivados (23-26), ver Esquema 3, 
presentaron actividad inhibitoria contra TryR entre 2.2 y 4.4 µM.41 
 
 
Esquema 3. Indatralina y derivados que actúan como inhibidores de la tripanotiona reductasa 
de T. cruzi. 
 
2.7.5. Biosíntesis de Esterol: Farnesil difosfato sintetasa (FPPS) y agentes tripanocidas 
La enzima FPPS cataliza la condensación de isopentil difosfato y dimetilalil difosfato resultando en la 
formación de geranil difosfato y fanersil difosfato, ambos son precursores para la biosíntesis de 
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27 
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derivados isoprenoides (e.g esterol, dolicol) y para la prenilación de proteínas. Bisfosfonatos como 
alendronato (27) y risedronato (28) son considerados como inhibidores de FPPS de T. cruzi, ver Figura 
9. 42 
 
 
Figura 9. Ácidos fosfonicos inhibidores de la enzima FPPS. 
 
2.7.6. ADN Topoisomerasa de T. cruzi y agentes tripanocidas 
Las enzimas topoisomerasas I y II han llamado la atención de la comunidad científica debido a que 
desempeñan un papel esencial en la replicación del ADN de T. cruzi, en particular, en el proceso de 
replicación de las cadenas de mini-círculos y maxi-círculos del ADN de kinetoplasto (kADN). El 
planteamiento de moléculas que inactiven a estas enzimas representa éxito en el desarrollo de nuevos 
fármacos tripanocidas.43 Existen algunos fármacos antineoplásicos que inhiben estos blancos, por 
ejemplo: las antraciclinas, camptotecina (29 y 30), acridinas y fluoroquinolonas, ver Figura 10, los 
cuales presentaron buenos resultados contra la formas trypomastigote de T. cruzi.44 
 
 
Figura 10. Antineoplásicos derivados de la camptotecina inhibidores de la topoisomerasa I de T. cruzi. 
 
2.7.7. Enzimas de la vía Glucolítica 
Una característica importante del metabolismo de T. cruzi es su dependencia de la glucólisis, ya que 
es su única fuente de energía (producción de ATP), la cual es indispensable para su supervivencia 
celular. Por tanto, las enzimas de esta vía representan excelentes dianas farmacológicas para la 
búsqueda de moléculas que puedan inhibir selectivamente y afectar su función metabólica.45 
 
En 1977 Fred Opperdoes y Piet Borst observaron que en general los Kinetoplatos (Trypanosomas y 
Leshmania) contienen las primeras siete enzimas de la glucólisis en un organelo separado, el cual 
denominaron glicosoma. A diferencia de otras células eucariotas donde la glucólisis se lleva a cabo 
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28 
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completamente en el citoplasma. Esta diferencia en la glucólisis entre el parásito y su hospedero 
también favorecería en el desarrollo de moléculas inhibidoras selectivas de esta ruta metabólica.46 
 
 
Figura 11. Glucólisis en sangre de Trypanosoma. 
 
2.7.7.1. Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa de T. cruzi (TcGAPDH) 
La TcGAPDH es una enzima tetramérica que cataliza la conversión del sustrato gliceraldehído-3-
fosfato en 1,3-bisfosfoglicerato, en presencia del cofactor NAD+ y fosfato inorgánico, ver Figura 11. 
Dentro de las enzimas de la vía Glucolítica, la TcGAPDH presenta diferencias estructurales con 
respecto a la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa de su hospedero humano.47 Debido a lo anterior, 
la TcGAPDH ha sido objetivo de estudio de la química medicinal dando como resultado el 
descubrimiento de numerosos inhibidores de origen tanto natural como sintéticos, con una diversidad 
de estructuras químicas. Dentro de estas destacan algunos derivados de productos naturales del tipo 
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cumarinas (31)48, flavonoides (32)49 y ácidos anarcádicos (33)50. También algunos compuestos 
análogos a la purina (34)49 obtenidos de planteamiento racional y los intermediarios reactivos de 
nitrógeno, óxido nítrico (NO), nitrosyl (HNO), peroxinitrito (ONOO-),51 ver Figura 12. 
 
 
Figura 12. Inhibidores de las enzima Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa de T. cruzi. 
 
 
2.7.7.2. Enzimas de la vía Glucolítica: Triosafosfato isomerasa de T. cruzi (TcTIM) 
La triosafosfato isomerasa de T. cuzi (TcTIM) está implicada en la producción de ATP durante la 
conversión de glucosa a piruvato, y por tanto es esencial para el mantenimiento de la vida bajo 
condiciones aeróbicas del parásito. TcTIM ha sido propuesta como una diana farmacológica para el 
diseño de inhibidores selectivos y encontrar un fármaco contra la enfermedad de chagas.52,53 La 
triosafosfato isomerasa (TIM) cataliza la isomerización del gliceraldehído-3-fosfato (GAP) y la 
dihidroxiacetona fosfato (DHAP), en el quinto paso de la glucólisis, ver Figura 11. 
 
Estructuralmente las TIMs son homodímeros, donde cada monómero está formado por 250 y 251 
aminoácidos respectivamente y cada uno consta de un dominio estructural denominado barril TIM o 
(beta/alfa)8, el cual consiste en ocho hojas plegadas β en paralelo, circundadas por ocho hélices α 
formando un especie de barril compacto, ver Figura 13. La interface, región que une ambos 
monómeros, está formada por alrededor de 32 residuos. Mientras que la interface en TcTIM ocupa una 
porción significante del área superficie molecular de cada monómero de aproximadamente 1496 Å.54 
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30 
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Figura 13. Izquierda: Vista superior del barril TIM de la triosa fosfato isomerasa. Centro: Vista lateral 
del mismo barril TIM. Derecha: Forma dimérica de la TIM (código PDB 8TIM). 
 
Se ha observado que la TIM es activa solo estando en su forma dimérica,55 por lo tanto, el uso de 
moléculas pequeñas que interactúen con la interface de la TIM pueden inducir modificaciones de la 
estructural cuaternaria y alterar la integridad de los diméros y provocar la inactivación de la enzima. La 
triosafosfato isomerasa de humano (HsTIM) y la TcTIM presentan 68-74% de identidad estructural 
entre ambas enzimas, especialmente en el sitio catalítico.56 En contraste, la identidad de los 32 
residuos de la interface de TcTIM y HsTIM es de 52% aproximadamente.57 Por lo que teóricamente es 
posible encontrar moléculas que exhiban alta especificidad por la interface de la enzima TIM de T. 
cruzi. 
 
Los compuestos derivados de benzotiazoles fueron los primeros en ser descubiertos como inhibidores 
irreversibles de TcTIM. Cabe resaltar que este grupo, (35-38), ver Figura 14, inhibieron a la enzima 
TcTIM en más bajas concentraciones que a la enzima HsTIM,58 incluso uno de ellos (37) no inhibió a la 
HsTIM,59mostrando selectividad. 
 
Figura 14. Compuestos derivados del benzotiazol primero inhibidores de la TcTIM. 
 
También se ha probado la actividad inhibitoria de TcTIM con otros tipo de compuestos que 
previamente han presentado actividad tripanocida, por ejemplo: N-óxido benzoxadiazoles, furanos, 
tiofenos, quinoxalinas-1,4-dioxidos, fenazinas-5,9-dióxidos, N-óxido oxadiazoles, oxotiazoles, N-óxido 
imidazoles, indazoles, N-óxido 1,2,4-triazinas, 3,4-sustituidos-1,2,6-tiadiazinas y precursores sintéticos 
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Síntesis y actividad tripanocida de nuevos derivados del bencimidazol 
 
de estas últimas. De los cuales solo algunos derivados N-óxido benzoxadiazoles, furanos, tiofenos y N-
óxido oxadiazoles mostraron una CI50 entre 100 µM y 30 µM. Cabe destacar que los derivados de 3,4-
sustituidos-1,2,6-tiadiazinas (41 y 42), quinoxalinas-1,4-dióxidos (43), tiadiazoles (39) y oxotiazolidonas 
(40) mostraron un CI50 menor 30 µM, una nula inhibición de la TIM de humano a 100 µM y presentaron 
actividad tripanocida con la forma epimastigote con CI50 entre 22 – 50 µM, ver Figura 15.45 
 
Figura 15. Compuestos derivados de 1,2,6-tiadiazinas, quinoxalinas, tiadiazoles y oxotiazolidonas 
inhibidores de la TcTIM. 
 
En nuestro grupo de investigación se han sintetizado una gran variedad de derivados del bencimidazol 
con actividad antiparasitaria.60,61 Algunos de esos compuestos presentaron actividad como inhibidores 
de la TcTIM, tales derivados híbridos de los núcleos de bencimidazol y tiazol se muestran en la Figura 
16. Estos derivados presentaron porcentajes de inhibición dentro del rango de 5 a 52 % a una 
concentración de 200 µM.62 
 
Figura 16. Derivados del bencimidazol con actividad inhibitoria de la enzima TcTIM. 
 
 
 
 
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Justificación, Hipótesis y 
Objetivos 
 
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Síntesis y actividad tripanocida de nuevos derivados del bencimidazol 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPITULO 3. JUSTIFICACIÓN, 
HIPÓTESIS Y OBJETIVOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Posgrado Ciencias Químicas 
Justificación, Hipótesis y 
Objetivos 
 
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3. Justificación, Hipótesis y Objetivos 
 
3.1. JUSTIFICACIÓN 
Considerando la alta incidencia, los daños a la salud y la falta de un tratamiento eficaz en todas las 
fases de la enfermedad de Chagas, producida por el parásito T. cruzi, aunado a la carencia de 
fármacos seguros y la existencia de cepas resistentes a la actual quimioterapia, es importante realizar 
investigación básica con el propósito de contribuir en el desarrollo de nuevas moléculas activas que 
inhiban selectivamente dianas farmacológicas de rutas metabólicas primordiales del parásito en 
cualquier estadio. 
 
En este trabajo se planteó un conjunto de moléculas diseñadas para inhibir selectivamente la enzima 
triosafosfato isomerasa de T. cruzi, tomando como base los compuestos híbridos derivados de los 
núcleos de bencimidazol y tiazol (44-47) mostrados en la Figura 16. Se propone mejoras en la 
inhibición de la TcTIM al incluir como sustituyentes en la posición 2 pirazina, pirimidina, piridinas 
sustituidas y anilinas sustituidas, así como variaciones estructurales en las posiciones 5 y 6 del 
bencimidazol. 
 
 
 
 
 
3.2. HIPÓTESIS 
 
Los derivados del bencimidazol propuestos con grupos tiazol, pirazina, pirimidina, piridinas sustituidas 
y anilinas sustituidas, unidos por enlace tioacetamida en posición 2 o carboxamida en posición 5, 
tendrán una optimización en la actividad inhibitoria de la enzima triosafosfato isomerasa de T. cruzi con 
respecto a los compuestos plantilla utilizados para su diseño (44-47), en consecuencia poseerán una 
considerable actividad tripanocida. Además se espera que los compuestos propuestos sean selectivos 
hacia la TIM del parásito y por tanto su toxicidad en células de mamífero sea baja. 
 
 
 
 
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Objetivos 
 
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3.3. OBJETIVOS 
 
3.3.1. Objetivo General 
Sintetizar cinco grupos de compuestos derivados de bencimidazol, para evaluar su actividad inhibitoria 
en la enzima triosafosfato isomerasa de T. cruzi y su potencial como antiprotozoario. 
 
 
3.3.2. Objetivos Particulares 
 
1) Sintetizar los siguientes derivados del bencimidazol: 
 
a) Grupo 1A, Grupo 1B y Grupo 1C. 
 
 
C
o
m
p
u
e
s
to
 
Grupo 1A 
R1 
C
o
m
p
u
e
s
to
 
Grupo 1B 
R1 
C
o
m
p
u
e
s
to
 
Grupo 1C 
R1 
JM1 piridin-2-ilo JM8 6-cloropiridin-2-ilo JM14 3-clorofenilo 
JM2 piridin-4-ilo JM9 6-metilpiridin-2-ilo JM15 3-metilfenilo 
JM3 pirimidin-2-ilo JM10 6-carbamoilpiridin-2-ilo JM16 3-carbamoilfenilo 
JM4 pirazin-2-ilo JM11 5-nitropiridin-2-ilo JM17 4-nitrofenilo 
JM5 tiazol-2-ilo JM12 5-metoxipiridin-2-ilo JM18 4-metoxifenilo 
JM6 5-nitrotiazol-2-ilo JM13 5-cloropiridin-2-ilo JM19 4-clorofenilo 
JM7 fenilo JM20 2-metilfenilo 
 JM21 2-nitrofenilo 
 
 
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b) Grupo 2A y 2B 
 
C
o
m
p
. 
Grupo 2A, R1 
C
o
m
p
. 
Grupo 2B, R1 
JM22 piridin-2-ilo JM25 Fenilo 
JM23 6-cloropiridin-2-ilo JM26 4-metoxifenilo 
JM24 6-metilpiridin-2-ilo JM27 3-metilfenilo 
 
2) Desarrollar una ruta de síntesis viable para los derivados del bencimidazol propuesto s. 
 
3) Determinar las constantes físicas y llevar acabo la caracterización estructural de los compuestos 
sintetizados mediante el uso de técnicas espectroscópicas y espectrométricas. 
 
4) Evaluar la actividad inhibitoria de la enzima triosafosfato isomerasa de T. cruzi de los compuestos 
obtenidos. 
 
5) Determinar el CI50 de los mejores inhibidores de la enzima TcTIM y evaluar su selectividad midiendo 
la actividad inhibitoria de la enzima triosafosfato isomerasa de humano. 
 
6) Seleccionar aquellos compuestos con capacidad inhibitoria significante y selectiva de TcTIM para 
describir su actividad tripanocida en dos cepas del epimastigote de T. cruzi., y además evaluar su 
citotoxicidad en células de mamífero. 
 
7) Evaluar la actividad inhibitoria de los derivados del bencimidazol sintetizados contra Entamoeba 
histolytica, Giardia intestinalis y Trichomonas vaginalis mediante ensayos in vitro. 
 
8) Enriquecer la base de datos de compuestos antiparasitarios derivados del bencimidazol con el fin de 
establecer relaciones estructura-actividad que permitan el diseño de futuros compuestos 
antiprotozoarios. 
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CAPITULO 4. Metodología 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. METODOLOGÍA 
 
Este apartado comprende primeramente la descripción de la ruta sintética propuesta para la obtención 
de los compuestos JM1-27. Enseguida se describen las metodologías empleadas para la realización 
de las evaluaciones biológicas: ensayos enzimáticos y experimentos in vitro con los parásitos. 
 
En el Esquema 4 se presenta el análisis retrosintético para la obtención de los compuestos JM1-21 
(grupo1) y JM22-27 (grupo 2). Se observa que al realizar una desconexión en el grupo amida de los 
compuestos JM22-27 y después de varios intercambios de grupos funcional, se obtiene el compuesto 
6-cloro-2-mercapto-1H-bencimidazol-5-carboxilato de metilo