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Die quartären Ammoniumsalze 1-10 einiger bioaktiver Sila-benzhydryläther wurden erstmalig durch Reaktion der entsprechenden freien Basen A-E mit CH\(_3\)J, CH\(_3\)Br bzw. CH\(_3\)Cl in CH\(_3\)CN dargestellt. Die Strukturen von 1-10 wurden durch Elementaranalysen und 1 H-NMR-Spektren bestätigt. Die pharmakologischen Effekte einiger Verbindungen wurden sowohl mit den Eigenschaft der entsprechenden freien Basen als auch mit einigen Struktur-Wirkungsbeziehungen analoger Kohlenstoffverbindungen verglichen.
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Sila-Pridinol (2 b), ein Sila-Analogon des Anticholinergicums Pridinol (2a), wurde auf zwei verschiedenen Wegen dargestellt. Die Kristall- und Molekülstrukturen von 2 a und 2 b wurden röntgenstrukturanalytisch bestimmt. 2a bildet im festen Zustand intramolekulare Wasserstoffbrückenbindungen aus, während sich in kristallinem 2 b zentrosymmetrische, durch intermolekulare H-Brückenbindungen verknüpfte cyclische Dimere finden. IR- und \8^1\)H-NMR-spektroskopische sowie kryoskopische Untersuchungen ergaben Informationen über die Strukturen von 2a und 2 b in verschiedenen Lösungsmitteln. - Die pharmakologischen und toxikologischen Eigen" schaften von 2a und 2b wurden unter dem Gesichtspunkt bekannter Struktur-Wirkungs-Beziehungen vergleichend untersucht. 2 b erwies sich als ein etwa fünfmal so starkes Anticholincrgicum wie 2a.
Die Organophosphorsäureester la-4a und ihre Sila-Analoga lb-4b des Typs R\(^1\)R\(^2\)P(O)( p-OC\(_6\)H\(_4\)ElMe\(_3\)) (EI = C, Si) wurden synthetisiert. Die Kohlenstoff-Verbindungen 1 a- 4a zeigen hinsichtlich ihrer Anticholinesterase-Aktivität die gleichen Struktur-Wirkungs-Beziehungen wie die Silicium-Verbindungen 1 b- 4 b. Letztere sind jeweils wirksamer als die entsprechenden C-Analoga.
Die Synthese der (2-Aminoethyl)cycloalkylphenylsilanole Sb (Sila-Trihexyphenidyl), 6b (SilaCycrimin), 7 b (Sila-Procyclidin) und Sb wird beschrieben. Sb- Sb wurden - ausgehend von Cl\(_2\)(C\(_6\)H\(_5\))SiCH = CH\(_2\) (9) - durch eine fünfstufige Reaktionsfolge mit einer Gesamtausbeute von 32- 40% erhalten. Am isolierten Ileum des Meerschweinchens wurden die C/Si-Paare Sa, b- 8a, b vergleichend auf ihre antimuskarinische Aktivität geprüft. Die durch die Sila-Substilution von Sa-8a erreichte Zunahme der Affinität zum Muskarinrezeptor ist deutlich weniger ausgeprägt als bei den strukturverwandten C/Si-Paaren I a, b- 4a, b.
Single crystal X-ray studies on bis[3,4,5,6-tetrabromo-1 ,2-benzenediolato(2- )](pyrrolidiniomethyl)silicate acetonitrile solvate [(C6Br40 2hSiCH2(H)NC4H8 · CH3CN; monoclinic, P2t/c, a = 808.5(4), b = 1533.0(8), c = 2212.6(1) pm, ß = 97.67(2)0 , Z = 4] revealed a zwitterionic structure with a pentacoordinate, formally negatively charged silicon atom and a positively charged ammonium moiety. The silicon atom is surrounded by four oxygen atoms and one carbon atom in a trigonalbipyramidal fashion, with the carbon atom in an equatorial position. The structure is displaced by 7.0% from the trigonal bipyramid towards the square pyramid. The zwitterion and the CH3CN molecule form intermolecular N-H · · · N hydrogen bonds.
Die Synthese des (Hydroxymethyl)[(trimethylsilyl)methyl]silans (3) sowie des hiervon abzuleitenden Acetats 4 und Chlorformiats 6 wird beschrieben. 4 und 6 unterliegen einer thermisch induzierten Umwandlung zu den difunktionellen Silanen 5 bzw. 8. Die Umwandlungen 4 -> 5 und 6 -> 8 erfolgen gemäß einer Kinetik 1. Ordnung mit Halbwertszeiten von 10.0 bzw. 3.6 h (135 ° C, in C\(_6\)D\(_6\)).
Sila-Procyclidin (1 b) sowie dessen Derivate 2b (Sila-Tribexyphenidyl), 3b und 4b (Sila-Cycrimin) wurden - ausgehend von Cl\(_3\)SiCH\(_2\)Cl - durch eine neue, sechsstufige Synthese mit einer Gesamtausbeute von 16 (lb), t9 (2b), 8 (3b) bzw. 7% (4b) dar· gestellt. - Vergleichende in-vivo-Untcrsuchungen (Maus, per-osApplikation) hinsichtlich der peripheren und zentralen auticholincrgen Wirkung haben gezeigt, daß die Silicium-Verbindung 1 b dem Kohlenstoff-Analogon Ia (Procyclidin) überlegen ist.
Die potentiell curarewirksamen Silicium-Verbindungen Sa, Sc, Sd, Sg, Sh und 9a-9d wurden dargestellt. \(^1\)H-NMR-spektroskopische Untersuchungen ergaben Informationen über die Konformationen von 5 a- Sc in Lösung. Die Kristall- und Molekülstruktur von 5 c wurde röntgenstrukturanalytisch bestimmt. Die muskelrelaxierenden Eigenschaften von S a- 5 h und 9 a-9 d wurden vergleichend an der Maus (i.v., LD50-Werte) untersucht. Die ermittelten Struktur-WirkungsBeziehungen werden in Hinblick auf die unterschiedlichen kovalenten Radien des Kohlenstoffund Siliciumatoms und die hieraus resultierenden N ... N-Abstände diskutiert.
Organosilicon compounds 8, 9 and 10 with potential curare-like action and their precursors 0, 6 and 7 were synthesized for the first time. 0-10 were characterized by their physical and chemical properties, and their structures were confirmed by analyses, IH NMR and mass spectroscopy (only for 0-7). The pharmacological and toxicological data of 8, 9 and 10 are reported.
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The zwitterionic spirocyclic \(\lambda_5\) -Silicates bis(3,4,5,6-tetrabromo- 1,2-benzenediolato(2- ))[2-(pyrrolidinio)ethyl]silicate (5; and its monohydrate 5 · H\(_2\)O) and bis[1,2-benzenediolato(2- )][( dimethylammonio)methyl]silicate (6) were synthesized by various methods including Si-C bond cleavage reactions. The crystal structures of 5, 5 · H\(_2\)O, and 6 were investigated by Xray düfraction. Furthermore, 5, 5 · H\(_2\)O, 6, and the related zwitterionic \(\lambda_5\)-spirosilicates 1 · 1/4 CH\(_3\)CN, 2 · CH\(_3\)CN, 3 · CH\(_3\)CN, and 4 were characterized by solid-state NMR spectroscopy (\(^{29}\)Si and \(^{15}\)N CP/MAS). The pentacoordinate silicon atoms of 5, 5 · H\(_2\)O (two crystallographically independent ZWitterions and two crystallographically independent water molecules), and 6 (two crystallographically independent zwitterions) are surrounded by four oxygen atoms and one carbon atom. The coordination polyhedrons around the silicon atoms of 5 and 6 can be described as distorted (5) or nearly ideal (6) trigonal bipyramids, the carbon atoms being in equatorial positions. 5 forms intramolecular and 6 intermolecular (--+ formation of dimeric units) N- H···O hydrogen bonds. The coordination polyhedrons around the two crystallographically independent silicon atoms of 5 · H\(_2\)O can be described as a nearly ideal and slightly distorted square pyramid, respectively, the carbon atoms being in the apical positions. In the crystal lattice of 5 · H\(_2\)O, intermolecular N-H···O and 0-H···O hydrogen bonds between the zwitterions and water molecules are observed. The results obtained by X-ray diffraction and solid-state NMR spectroscopy are consistent for each compound studied.
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Das zwitterionische Tctratluoro[2-(pyrrolidinio) ethyl]silicat (4) wurde durch Reaktion von Trimethoxy( 2-pyrrolidinoethyl)silan (5) mit Fluorwasserstoff in einem Ethanol/Flußsäure-Gemisch bei 0 °C synthetisiert. Die Kristall- und Molekülstruktur von 4 wurde bei - 100 °C mittels einer Einkristall-Röntgenstrukturanalyse untersucht. Außerdem wurde 4 durch NMR-Untersuchungen in Lösung charakterisiert (CD\(_3\)CN: \(^1\)H, \(^{13}\)C).
The trimethylsilylalkyl acetoacetates 1 b and 2 b as well as their carba analogues 1 a and 2 a have been reduced microbiologically by Kloeckera corticis (ATCC 20109), leading to the corresponding ( + )-3(S)-hydroxybutanoates 3b, 4b, 3a, and 4a. The enantiomeric purity was found to be 80% (3a, 3b, 4b) and 65% (4a), respectively. The reduction of lb and 2b is - to our knowledge - the first example for a controlled microbiological transformation of organosilicon substrates.
The potentially curare-like silicon compounds 8a- 8f were synthesized and investigated with respect to their structure-activity relationships. The conformations of the compounds in the solid state and in solution were studied by X-ray diffraction analysis (8a- 8e) and IR NMR spectroscopy (8a- 8f), respectively. The muscle relaxing properties of 8a- 8f were investigated on the mouse. The observed structure-activity relationships are not in accordance with the classical "14 Å model" for neuromuscular blocking agents.
Die Synthese des selektiven Antimuskarinikums Cyclohexylpheny\{3-piperidinopropyl)sila· nol (1 b) wird beschrieben. 1 b wurde - ausgehend von (3·Chlorpropyl)trimethoxysilan - durch eine vierstufige Reaktionsfolge erhalten und als Hydrochlorid 2b mit einer Gesamtausbeute von etwa 45°/o isoliert. - 1 b ist aufgrund seiner großen pharmakologischen Se· lektivität zu einer Standardsubstanz in der experimentellen Pharmakologie bei der Differenzierung von Muskarinrezeptoren geworden.
Sila-Hexocyclium-methylsulfat (7b), ein Silicium-Analogon des therapeutisch eingesetzten Antimuscarinileums Hexocyclium-methylsulfat (7a), wurde durch eine sechsstufige Synthese - ausgehend von (CH\(_3\)0)\(_3\)SiCH\(_2\)Cl - dargestellt (Gesamtausbeute 16%). Außerdem wurden die hiervon abzuleitende freie Base 9b (fünfstufige Synthese, ausgehend von (CH\(_3\)0)\(_3\)SiCH\(_2\)O; Gesamtausbeute 29%) und das strukturverwandte (Aminomethyl)silanol 13 (dreistufige Synthese, ausgehend von cyclo-C\(_6\)H\(_{11}\)(C\(_6\)H\(_5\))Si(OCH\(_3\))CH\(_2\)Cl, Gesamtausbeute 46$) synthetisiert. 7b ist ein hochwirksames und selektives Antimuscarinikum, das in der experimentellen Pharmakologie aufgrund seines bemerkenswerten Selektivitätsprofils zur Klassifizierung von Subtypen muscarinischer Rezeptoren eingesetzt wird.