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Sila-Analogues A 2, B 2 and C 2 of the drug mephenhydramine from the class of benzhydryl ethers were synthesized for the first time by the steps shown in scheme 1, and they and their precursors I-V characterized by their physical {table 1) and chemical properties, and their structures confirmed by NMR, n1ass and infrared spectroscopy (tables 3-5). Their physiological effects were investigated a.nd compared -with those of the parent carbon compounds (section 5).
Sila-ana.logues A 2 and B 2 of two drugs from the benzhydryl ether class, chlorphenoxamine and clofenetamine, were synthesized for the first time by the steps shown in scheme 1. They and their precursors I-VI v;rere characterized by their physical (Table 1) and chemical properties and their structures confirmed by n.m.r., mass and infrared spectroscopy (Tab]es 2-5). Their physiological effects were invest.igated and compared with those of the carbon analogues (Chapter 5).
Sila-analogues A 2, B 2 and C 2 of the drug mebrophenhydramine from the class of benzhydryl ethers -were synthesized for the first time by the steps shown in scheme 1, and they and their precurso:rs I-Ill were characterized by their physical (Table 1) and chemical properties, a.nd their structures confirmed by NMR, mass and infrared spectroscopy (Tables 3-5). The histaminolytic and anticholinergic effects of A 2 and C 2 were investigated and compared with some structure-activity relationships of analogue carbon compounds.
Sila-Analogues B 2 and A 2 of the spasmolytic ciclonium bromide (B 1) respectively the corresponding free base A 1 were synthesized for the first time according to the reaction steps sho·wn in scheme 1, and they and their precursors I and II were characterized by ph;ysical (Table 1} and chemical properties and their structures confirmed by NMR, and mass spectroscopy (Tables 2 and 3}. The pharmacological effects of A 2 and B 2 were investigated and compared with those of the parent carbon compound B 1 (chapter 5).
Derivatives A and B of the two sila-antihistam.ines silamephenhydramine and sila-chlorphenoxamine were synthesized for the first time by the steps shown in scheme 1. They and their precursors III and IV were characterized by their physical (Table 1) and chemical properties and their structures confirmed by NMR and mass spectroscopy (Tables 2 and 3). Their pharmacological effects were investigated and compared with those of the corresponding sila-antihistamines.
Isoelectronic derivatives (A and B) and a homolog (C) of the two sila-antihistamines sila-clofenetamine and silamebrophenhydramine were synthesized for the first time by the steps shown in scheme 1. They and their unknown precursors II-IV were characterized by their physical (Table 1) and chemical properties and their structures confinned by lH-NMR and rnass spectroscopy (Tables 2 and 3). The pharrnacological effects of A and B were investigated and compared with those of the corresponding 0-isosteric sila-antihistarnines (Chapter 5).
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.
Silylation of cellulose
(1977)
Ethane-l:2-diol and propane-l:3-diol reaet with 1: 1:3:3-tetramethyl-l:3-dichlorodisiloxane forming the corresponding rings. However, no ring compounds could be traced tbrough the reaction between butane-l :4-diol, glycerol and the dichlorodisiloxane respectively, where only polymeric compounds are formed. The silylation products of the di- and trihydroxy alcohols, as model compounds, has confirmed that the ring formation during silylation of cellulose with dichlorodisiloxane is uncertain.
Die Darstellung der Verbindungen 3a (sowie 3b) und 10, die sich vom 1-(4-Chlorphenyl)-1-(2~ diethylaminoethoxy)silacyclohexan (Sila-Chlorphencyclan, II a) ableiten, wird beschrieben. Die Verbindung 3 b wurde pharmakologisch und toxikologisch untersucht. Die biologischen Eigen· schaften von 3b wurden mit denen von Ila (sowie Chlorphencyclan) und seinem Hydrochiarid Ilb verglichen.
Die Umsetzung von Diphenyl-vinylsilan mit zyklischen sekundären Aminen (z.B. Morpholin) in Gegenwart der entsprechenden Lithium-amide führt zu einer Substitution des an Silicium gebundenen H-Atoms durch eine Aminogruppe und zu einer Addition des Amins an die Vinylgruppe. 2-Thienylphenyl- vinylsilan reagiert jedoch zusätzlich unter Spaltung der Si-e-Bindung und Aminosubstitution der 2-Thienylgruppe.
Sila-Chlorphencyclan (8b), ein Sila-Analogon des Chlorphencyclans (8a), die Derivate 7 und 9, deren Ammoniumsalze 11, 12, 13 und 14b, das Hydrolyseprodukt 10 sowie die Vorstufen 3-6 wurden erstmalig dargestellt. Die neuen Verbindungen wurden in ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften charakterisiert, ihre Struktur wurde sichergestellt. Chlorphencyclan, Sila-Chlorphencyclan und einige seiner Derivate wurden vergleichend pharmakologisch und toxikologisch untersucht.
Sila-Analogon des Rythmols
(1980)
Sila-Rythmol (llb), ein Sila-Analogon des Antiarrhythmieums Rythmol (lla), wurde erstmalig dargestellt. llb sowie die Vorstufen und Nebenprodukte 4, 5, 6, 7, 9b und lOb wurden in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften charakterisiert und in ihrer Struktur sichergestellt. Die pharmakologischen und toxikologischen Eigenschaften der Analoga lla und llb wurden vergleichend untersucht.
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.
Sila-Tiemoniumiodid (16b), ein Sila-Analogon des Anticholinergicums Tiemoniumiodid (16a), und das Sila-Analogon 14b der entsprechenden Tiemonium-Base 14a wurden erstmalig synthetisiert.14b und 16b sowie die Vorstufen 10-13 und 15 wurden in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften charakterisiert und in ihrer Struktur durch Elementaranalysen sowie \(^1\)H-NMR- und Massenspektren sichergestellt. Die spasmolytischen Eigenschaften der Paare 14a/14b und 16a/16b wurden am isolierten Meerschweinchendarm vergleichend untersucht.
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.
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.
Das Sila-Dimetacrin (3a), ein Sila-Analogon des Psychopharmakons Dimetacrin (2), und sein N,N-Diethylderivat 3 b sowie sein 3-Chlorderivat 3 c wurden, von den o-Halogenanilinen 4 a- c ausgehend, über die teilweise unbekannten Stufen 5 a- c bis 10a- d synthetisiert, in ihren Eigenschaften beschrieben und in ihrer Struktur über Elementaranalysen, \(^1\)H-NMR- und Massenspektren sichergestellt. Die Synthese des Zwischenproduktes Bis(2-bromphenyl)amin (9a) konnte optimiert werden.
The synthesis of the (hydroxymethyl)diorganylsilanes R\(^1\)R\(^2\)Si(H)CH\(_2\)OH (4a: R\(^1\) = R\(^2\) = CH\(_3\), 2-silaisobutanol; 4b: R\(^1\) = CH\(_3\), R\(^2\) == C\(_6\)H\(_5\); 4c: R\(^1\) == R\(^2\) = C\(_6\)H\(_5\))is achieved bythereactionof R\(^1\)R\(^2\)Si(Cl)CH\(_2\)Cl (2a-c) with AcOH/NEt\(_3\) to R\(^1\)R\(^2\)Si(OAc)CH\(_2\)OAc (Ja-c), followed by treating with LiAlH\(_4\) and hydrolysis.
(C\(_6\)H\(_5\))\(_2\)Si(H)CH\(_2\)X (1 a: X = Cl; 1 b: X = I) und C\(_6\)H\(_5\)(CH\(_3\))Si(H)CH\(_2\)CI (10) reagieren mit LiOCH\(_2\)CH\(_2\)N(CH\(_3\))\(_2\) (2b) zu den Alkoxysilanen (C\(_6\)H\(_5\))\(_2\)Si(CH\(_3\))OCH\(_2\)CH\(_2\)N(CH\(_3\))\(_2\) (5) bzw. C\(_6\)H\(_5\)(CH\(_3\))\(_2\)SiOCH\(_2\)CH\(_2\)N(CH\(_3\))\(_2\) (12). Die Bildung dieser unerwarteten Reaktionsprodukte wird durch einen nucleophilen Angriff des Alkoxids am Si-Atom gedeutet. dem sich eine intramolekulare 1 ,2-Hydridverschiebung vom Si zum C und Eliminierung von Cl e anschließt. Mit weichen Basen, wie z. B. I (-) und (-)SCH\(_2\)CH\(_2\)N(CH\(_3\))\(_2\), wurden dagegen "normale" Substitutionsreaktionen am C-Atom der SiCH\(_2\)Cl-Gruppe beobachtet
Es wurden Silanale RR'R"SiOH 7 dargestellt, die Carbinolen RR'R"COH 1 (R = CH\(_3\) , R' = CH\(_3\) , CH = CH\(_2\) , C\(_2\)H\(_5\) , R" = CH\(_2\)C\(_6\)H\(_5\) , CH\(_2\)CH\(_2\)C\(_6\)H\(_5\)) mit starker Duftwirkung im Bereich blumiger Noten (Maiglöckchen-Hyazinthe-Rose) analog waren. Ihr Syntheseweg verläuft über die Reaktionsschritte (3) mit teilweise bisher unbekannten Zwischenstufen 6. Die Sila-Riechstoffe 7 sind in Intensität und Duftbereich den Carbinolen 1 ähnlich, doch ist allgemein eine Verschiebung der Duftnote von Maiglöckchen zu Hyazinthe zu beobachten.
Die Synthese der Organosilicium· Verbindungen 3 a- d wird erstmalig beschrieben. Sie wurden durch ihre physikalischen, chemischen und pharmakologischen Eigenschaften charakterisiert. Ja- d wirken als uKurzzeit-Muskelrelaxantien", deren Entgiftung durch Hydrolyse der Si- OeBindungen (Sollbruchstellen) erfolgt.
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.
Die (Acyloxymethyl)diorganylsilane R\(^1\)R\(^2\)Si(H)CH\(_2\)OC(O)R\(^3\) (2a- d) unterliegen einer thermisch induzierten Umlagerung zu den entsprechenden Acyloxy(methyl)diorganylsilanen R\(^1\)R\(^2\)Si(CH\(_3\))OC(O)R\(^3\) (3a- d). Diese Reaktion beinhaltet formal einen Austausch des am Silicium gebundenen Wasserstoffs mit dem am Kohlenstoff gebundenen Acyloxy-Rest. Bezüglich der 1,2- Wasserstoff-Verschiebung konnte experimentell ein intramolekularer Prozeß bewiesen werden.
15 new C/Si-analogue pairs (C-compounds and sila- or disila-substituted derivatives, respectively), which are structurally related to nifedipine, have been synthesized. These and some further C/Si-pairs have been investigated comparatively with respect to their physicochemical and pharmacological properties. Using reversed-phase thin-layer chromatography it was shown that both the sila- and disila-analogues are more Iipophilic than the corresponding C-compounds. With respect to the in vitra spasmolytic potencies the Si-compounds show approximately similar structure-activity relationships to their carba-analogues. However, in some cases marked differences in in vivo effects (cardiovascular and antihypertensive activity) could be demonstrated.
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).
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.
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.
Acetyldimethylphenylsilan (2) reagiert bei Raumtemperatur mit TBAF · 3H\(_2\)O in THF bzw. mit KF in DMSO/H\(_2\)O zu [(CH\(_3\))\(_2\)SiO]\(_x\) und 1-Phenylethanol (3), welches mit praktisch quantitativer Ausbeute isoliert werden kann. Dieses Reaktionsverhalten von 2 gegenüber F\(^-\) weicht drastisch ab von dem in der Literatur beschriebenen Verhalten einiger Aroyl- und Heteroaroyltrimethylsilane. Ein Reaktionsmcchanismus, der u.a. eine 1,2-Phenylverschiebung und eine BrookUmlagerung beinhaltet, wird zur Diskussion gestellt.
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.
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).
Enantioselective reduction of acetyldimethylphenylsilane by Trigonopsis variabilis (DSM 70714)
(1987)
Growing and resting cells of the yeast Trigonapsis variabilis (DSM 70714) can be used for the enantioselective reduction of the organosilicon compound acetyldimethylphenylsilane (J) to give optically active (R)-(1-hydroxyethyl)dimethylphenylsilane [(R)-2] in good yields. The enantiomeric purity of the isolated product was determined tobe 62-86% ee depending on the substrate concentration used. Both substrate and product caused an inhibition of the reaction at concentrations higher than 0.35 and 0.5 g/1, respectively. Besides, higher substrate and product concentrations led to increased formation of the by-product 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-diphenyldisiloxane. Considering the limiting substrate and product concentrations, it was possible to use the same biomass at least 5 times without significant loss of enzyme activity. 3-Methyl-3-phenyl-2-butanone (5) and acetyldimethylphenylgermane (7), which represent carbon and germanium analogues of 1, were also found to be accepted as substrates by Trigonapsis variabilis (DSM 70714). The reduction rates of the silicon {1) and germanium compound {7) were much higher than the transformation rate of the corresponding carbon analogue 5.
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)].
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\(_6\)).
Synthese und Eigenschaften von (Hydroxymethyl)dimethylgerman und (Hydroxymethyl)diphenylgerman
(1988)
Die (Hydroxymethyl)diorganylgermane (CH\(_3\))\(_2\)Ge(H)CH\(_2\)OH und (C\(_6\)H\(_5\))\(_2\)Ge(H)CH\(_2\)OH wurden - ausgehend von GeCl\(_4\) - durch eine jeweils vierstufige Synthese mit einer Gesamtausbeute von 15 bzw. 32% dargestellt (GeCl\(_4\) ---+ Cl\(_3\)GeCH\(_2\)Cl -> R \(_2\)Ge(Cl)CH \(_2\)Cl ->R \(_2\)Ge(OAc)CH\(_2\)OAc--) R \(_2\)Ge(H)CH\(_2\)OH; R = CH\(_3\) bzw. C\(_6\)H\(_5\) ). Die chemische Reaktivität der Germane (CH\(_3\))\(_2\)Ge(H)CH\(_2\)OH und (C\(_6\)H\(_5\))\(_2\)Ge(H)CH\(_2\)OH wird durch deren Ge-H- und 0-H-Bindung bestimmt.
Thirty strains of microorganisms (bacteria, yeasts, fungi and green algae) were tested as resting free cells for their ability to transform acetyldimethylphenylsilane (1) enantioselectively into (R)-(1-hydroxyethyl) dimethylphenylsilane [(R)-2]. The biotransformations were monitared by GC (packed OV-17 column), and the enantiomeric purities of the products isolated were determined by HPLC (cellulose triacetate column, UV detection). All microorganisms tested were found to reduce 1 enantioselectively to give (R)-2. Under the test conditions used, the yeast Trigonapsis variabilis (DSM 70714) was found to 1 exhibif the highest specific activity (1.5 mg product x g cell wet mass\(^{-1}\) x min\(^{-1}\) ), whereas the highest enantioselectivities were observed for the bacteria Acinetobacter ca lcoaceticus (ATCC 31012) (>95% ee), Brevfbacterium species (ATCC 21860) (90% ee) and Corynebacterium dioxydans (ATCC 21766) (>95% ee), the yeast Candida humico la (OSM 70067) (90% ee), the fungus Cunninghame lla e legans (ATCC 26269) (94% ee), as well as the cyanobacterium Synechococcus leopoliensis (94% ee).· From the green algae tested, Chlamydomonas reinhardii showed the highest.enantioselectivity (85% ee).
The present study was designed to further charaeterize the presynaptie musearlnie M\(_1\)-reeeptor responsible for the inhibition of neuragenie eontraetions in the isolated rabbit vas deferens. Eleetrically induced twiteh eontraetions of this preparation were inhibited by the M\(_1\)-agonist, MeN-A-343, and by some of its analogs: 4-ehloro-phenyl derivative> MeN-A-343 > trans-olefinie analog> cis-olefinie analog. The same rank order of potency was observed for these agonists to raise the blood pressure of pithed rats by stimulation of M\(_1\)-receptors in sympathetie ganglia. A highly signifieant eorrelation was found between the antimusearinie potencies of atropine, pirenzepine and a series of 9 antagonists strueturally related to the ganglionie M\(_{1\beta}\)-receptor selective compounds, hexocyclium and hexahydro-difenidol, to antagonize the MeN-A-343-indueed inhibition of twitch eontraetions in rabbit vas deferens or the musearine-indueed depolarization in rat isolated superior eerVieal ganglia. It is suggested that the presynaptie musearlnie receptor that mediates inhibition of neuragenie contraetions in rabbit vas deferens is of the ganglionic M\(_{1\beta}\)-type.
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.
The synthesis of the potent and highly selective silicon-containing antimuscarinic agent o-methoxysila- hexocyclium methyl sulfate and its corresponding tertiary amine (isolated as the dihydrochloride) is described. The quarternary compound is an omethoxy derivative of sila-hexocyclium methyl sulfate, which represents one of the tools currently used in experimental pharmacology for the subclassification of muscarinic receptors. The omethoxy derivative, the pharmacological profile of which differs substantially from tbat of the nonmethoxy compound, is also recommended as a tool for the investigation of muscarinic receptor heterogeneity.
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).
In an attempt to assess the structural requirements of hexahydro-sila-difenidol for potency and selectivity, a series of analogues modified in the amino group and the phenyl ring were investigated for their affinity to muscarinic M1- (rabbit vas deferens), Mr (guinea-pig atria) and Mr (guinea-pig ileum) receptors. All compounds were competitive antagonists in the three tissues. Their affinities to the three muscarinic receptor subtypes differed by more than two orders of magnitude and the observed receptor selectivities were not associated with high affinity. The pyrrolidino and hexamethyleneimino analogues, compounds substituted in the phenylring with a methoxy group or a chlorine atom as weil as p-fluoro-hexahydro-difenidol displayed the same affinity profile as the parent compound, hexahydro-sila-difenidol: M1 = M3 > M2 • A different selectivity patternwas observed for p-fluoro-hexahydro-sila-difenidol: M3 > M1 > M2 • This compound exhibited its highest affinity for M3-receptors in guinea-pig ileum (pA 2 = 7.84), intermediate affinity for M1-receptors in rabbit vas deferens (pA 2 = 6.68) and lowest affinity for the Mrreceptors in guinea-pig atria (pA 2 = 6.01). This receptor selectivity profile of p-fluoro-hexahydro-sila-difenidol was confirmed in ganglia (M1), atria (M2 ) and ileum (M 3 ) of the rat. Furthermore, dose ratios obtained with either pirenzepine (Mt) or hexahydrosila- difenidol (M2 and M3) and the p-fluoro analogue used in combination suggested that the antagonism was additive, implying mutual competition with a single population of muscarinic receptor subtypes. These results indicate that p-fluoro-hexahydro-sila-difenidol represents a valuable tool for characterization of muscarinic receptor subtypes.
Five different musearlnie receptor subtypes ean be distinguished by the differenees in their amino aeid sequence, the eoupled signal transduetion system, pharmaeologieal binding properties and aetivation of ionie fluxes. The present study served to eharaeterize the binding profile of musearlnie receptors in human eolon eareinoma eells (HT-29) using seleetive musearlnie antagonists. The affinities of the compounds were eompared with their poteney to inhibit cholinergieally-aetivated phosphoinositide metabolism. Pirenzepine displaced [\(^3\)H]N-methyl-scopolamine binding and inhibited inositolphosphate (IP) release with potencies typieal of those of non-M\(_1\) receptors. The M\(_3\) subtype-selective antagonists sila-hexocyelium and hexahydro-sila-difenidol bad high affinity to the musearlnie reeeptors in HT-29 cells (K0 = 3.1 nM and 27 nM, respectively) and inhibited IP release at nanomolar concentrations. The M\(_2\) receptor antagonists, AF-DX 116 and methoctramine, had low antimusearinic poteneies. Our results demonstrate that HT-29 human colon earcinoma cells contain an apparently pure population of M\(_3\) receptors. These cells could serve as a model system for further investigations coneerning regulatory and signal transduction mechanisms associated with glandular muscarinic M\(_3\) receptors.
(R)-1,1-Dimethyl-1-sila-cyclohexan-2-ol [(R)-2] was prepared by enantioselective microbial reduction of 1,1-dimethyl-1-sila-cyclohexan-2-one (1) with growing cells of the yeast Kloeckera corticis (ATCC 20109). At a substrate concentration of 0.5 g/1 (temperature 27° C, incubation time 16 h), (R}-2 was obtained on a preparative scale in 60% yield and with an enantiomeric purity of 92% ee. Repeated recrystallization of the biotransformation product from n-hexane raised the enantiomeric purity to 99% ee.