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l In an attempt to assess the structural requirements for the musearlnie receptor selectivity of hexahydro-diphenidol (hexahydro-difenidol) and hexahydro-sila-diphenidol (hexahydro-sila-difenidol), a serles of structurally related C/Si pairs were investigated, along with atropine, pirenzepine and methoctramine, for their binding affinities in NB-OK 1 cells as well as in rat heart and pancreas. 2 The action of these antagonists at musearlnie receptors mediating negative inotropic responses in guinea-pig atrla and ileal contractions has also been assessed. 3 Antagonist binding data indicated that NB-OK 1 cells (M\(_1\) type) as weil as rat heart (cardiac type) and pancreas (glandularjsmooth muscle type) possess different muscarinic receptor subtypes. 4 A highly significant correlation was found between the binding affinities of the antagonists to muscarinic receptors in rat heart and pancreas, respectively, and the affinities to muscarinic receptors in guinea-pig atria and ileum. This implies that the musearlnie binding sites in rat heart and the receptors in guinea-pig atrla are essentially similar, but different from those in pancreas and ileum. 5 The antimuscarinic potency of hexahydro-diphenidol and hexahydro-sila-diphenidol at the three subtypes was inftuenced differently by structural modifications (e.g. quaternization). Different selectivity profiles for the antagonists were obtained, which makes these compounds useful tools to investigate further muscarinic receptor heterogeneity. lndeed, the tertiary analogues hexahydrodiphenidol (HHD) and hexahydro-sila-diphenidol (HHSiD) bad an M\(_1\) = glandularjsmooth muscle > cardiac selectivity profile, whereas the quaternary analogues HHD methiodide and HHSiD methiodide were M\(_1\) preferring (M\(_1\) > glandularjsmooth muscle, cardiac).
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.
Die Kristall- und Molekülstrukturen der Akarizide Chlortrineophylstannan (Ia), Chlortris[ ( dimethylphenylsilyl)methyl]stannan (tb) und Trineophyl(1,2,4-triazol-1- yl)stannan-hemihydrat (2a · 0.5H\(_2\)0) wurden durch Einkristall-Röntgenstrukturanalysen bestimmt. Zu V ergleichszwecken wurde ausserdem die Struktur des 2,5-Dimethyl-2,5-diphenylhexans (Bineophyl, 4) untersucht. Die Knüpfung von drei sehr raumerfüllenden N eophyl-Resten an ein Zinnatom führt zu einer deutlichen Verzerrung der tetraedrischen Geometrie [ta: C-Sn-C 117.2°, C-Sn-Cl99.7°; 2a·0.5H20: C-Sn-C 116.9° (Mittelwert), C-Sn-N 100.2° (Mittelwert)]. Austausch der zentralen Kohlenstoffatome in den Neophyt-Substituenten von la durch Siliciumatome führt zu einer Verringerung des Raumbedarfs und dadurch zu einer erkennbaren Angleichung an die tetraedrische Geometrie [lb: C-Sn-C 113.3° (Mittelwert), C-Sn-Cl 105.3° (Mittelwert)].
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).
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 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.
The crystal structures of the (R)-enantiomer (2b) and the racemate (1 b) of (cyclohexyl)phenyl[2- (pyrrolidin-1-yl)ethyl]silanol (sila--procyclidine) have been determined by X -ray structural analysis. The absolute configuration of (2b) was established. (2b) crystallizes in the orthorhombic space group P2\(_1\)2\(_1\)2\(_1\), with a = 15.221 (1 ), b = 17.967(1 ), c = 6.463(1) A, and Z = 4. (1 b) crystallizes in the monoclinic space group P2\(_1\)/c, with a = 6.441 (1 ), b = 17.1 82(7), c = 16.707(4) A, ß = 1 03.86(2r, and Z = 4. The structures were refined to respective R factors of 0.044 and 0.058. The molecular conformation of sila-procyclidine is identical in the two different structures. lntermolecular 0-H • • • N hydrogen bonding is observed in both crystallattices.ln (1 b) (R)- and (S)-configurated molecules form centrosymmetric dimers, in (2b) the (R)-configurated molecules are linked into infinite chains parallel to the c axis. The (R)-configurated sila--procyclidine (2b) has higher affinity for ileal and atrial muscarinic receptors of the guinea pig than the (S)-configurated enantiomer (3b).