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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.
Durch Racematspaltung mit L-( + )- bzw. o-(-}-Weinsäure wurden die Enantiomere des Sila-Procyclidins (R}-1 b und (S}-1 b erhalten (>97% ce (NMR), 99.7% ee {DSC)]. Daraus wurden die Hydrochloride (R}-2b und (S)-lb und durch Umsetzung mit CH31 die Enantiomerc des Sila-Tricyclamol-iodids (R)-3b und (S}-3b [>96% ee (NMR)] hergestelll Die optisch aktiven Silanoie sind in k:ristalliner Form und in inerten Lösungsmitteln konfigurationsstabil. während sie in wässeriger Lösung raoemisieren (3 b schneller als 111). In. Analogie zur Stereoselektivität der antimuskarin. iscben Wirkung der Enantiomere der Kohlenstoff-Analoga Procyclidin (la) und Tricyclamol-iodid (3a) besitzen die (R)Enantiomere von 1 b und 311 eine größere Affinität zu den ilealen M2&- und atrialen M2ar-Muskarinrezeptorcn des Meerschwein,;, cbens als die (S)-Antipoden. Alle Silicium-Verbindungen sind stärker antiinuskarinisch wirksam als ihre Kohlenstoff-Analoga, deren Stereoselektivität jedoch stärker ausgeprägt ist. Die Unterschiede in der A1Tmität von (R}-1 b und (S)-1 b zu den ilealen und atrialen Muskarinrezeptoren bestätigen das Konzept der Heterogenität musk:arinis.cher M 2-Rezeptoren (M 2\(_\alpha\): atrialer Typ; M2\(_\beta\): ilealer Typ).
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The synthesis and the thermal behaviour of the (methylphenylsilyl)methyl carbonates \(CH_3(C_6H_5)Si(H)CH_2OC(O)X (6: X = OCH_3; 7: X = Cl; 8: X = N(CH_3)_2)\) is described. 8 rearranges in toluene solution at 100 °C quantitatively to give the carbam oyloxysilane \(C_6H_5(CH_3)_2SiOC(O)N(CH_3)_2\) (11), whereas neat 6 and 7 at 135 °C undergo quantitative formation of \(C_6H_5(CH_3)_2SiOCH_3\) (12) and \(C_6H_5(CH_3)_2SiCl\) (13), respectively. The formation of 12 and 13 is explained by a rearrangement reaction (by analogy to the rearrangement of 8), follow ed by a decarboxylation. The thermally induced transformations 6 →12, 7 →13, and 8 →11 were found to be first-order reactions with half-lifes of ~2.6 h (135 °C, neat), ~4.5 h (135 °C, neat), and ~3.7 h (100 °C, in toluene), respectively.
A new in situ preparation of trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate (3) is described: 3 is generated by a thermally induced rearrangement of (dimethylsilyl)methyl trifluoromethanesulfonate (2), which can be prepared by reaction of (CH\(_3\))\(_2\)Si(H)CH\(_2\)OH (1) with (CF\(_3\)SO\(_2\))\(_2\)O. Starting with C\(_6\)H\(_5\)(CH\(_3\))Si(H)CH\(_2\)OH (5), the derivative (methylphenylsilyl)methyl trifluoromethanesulfonate (6) can be obtained by a similar method. Its thermally induced rearrangement Ieads to dimethylphenylsilyl trifluoromethanesulfonate (7). The rearrangements 2---> 3 and 6---> 7 were found to be first-order reactions with half-lifes at 80 oc of 0.75 and 1.7 h, respectively.
In the course of systematic investigations on sila-substituted parasympatholytics the diphenyl(2-aminoethoxymethyl)silanols 3b and 4b (and its carbon analogue 4a) were synthesized and characterized by their physical and chemical properties. In the solid state 4a and 4b form strong O-H---N hydrogen bonds, which are intramolecular (4a) and intermolecular (4b), respectively. 4a and 4b were found to be weak antimuscarinic agents (4b >4a) and strong papaverine-like spasmolytics (4a ≈4b).
The 2,2,5,5-tetraorganyl-1,4-dioxa-2,5-disilacyclohexanes 2a-2c were prepared by condensation of the corresponding (hydroxymethyl)diorganylsilanes 1 a-1 c. The constitution of the heterocycles was confirmed by elemental analyses, cryoscopic measurements, mass spectrometry, and NMR-spectroscopic \((^1H, ^{13}C)\) investigations. The molecular structure of 2 b was determined by X-ray diffraction analysis.