Synthese selektiver Muskarin M3-Rezeptor Antagonisten

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung
1.1 Einführung zu GPCRs
1.2 Strukturbetrachtungen des M2- und M3-Rezeptors

2. Aufgabenstellung

3. Eigene Ergebnisse
3.1 Syntheseübersicht
3.2 Synthese des mit Quinuclidinol veresterten Paracyclophanderivats (14)
3.2.1 Bromierung von Paracyclophan (1)
3.2.2 Synthese der α-Hydroxyester (2, 4, 5) mit Brom-Paracyclophan
3.3 Synthese des mit Quinuclidinol veresterten Naphthylderivats (8)
3.3.1 Synthese des α-Hydroxyesters aus Brom-Methoxynaphtalin (6)
3.3.2 Umesterung mit Quinuclidinol zur Endverbindung (8)
3.4 Synthese des mit Quinuclidinol veresterten Biphenylderivats (11)
3.4.1 Synthese von Brom-Methoxybiphenyl (9)
3.4.2 Synthese des α-Hydroxyesters (10) aus Brom-Methoxybiphenyl
3.4.3 Umesterung des α-Hydroxyesters mit Quinuclidinol zur Endverbindung (11)
3.5 Synthese des mit Quinuclidinol veresterten Ethinderivats (13)
3.6 Rezeptorbindungsstudien

4. Zusammenfassung und Ausblick

5. Experimenteller Teil
5.1 Allgemeine Angaben
5.1.1 Arbeitsmaterialien
5.1.2 Analysemethoden
5.2 Synthesen
5.2.1 (3R)-quinuclidin-3-yl-2-(1,4(1,4)-dibenzenacyclohexa-phane- 12-yl)-2-hydroxy-2-phenylacetate (14)
5.2.2 (3R)-quinuclidin-3-yl-2-hydroxy-2-(6-methoxynaphthalen-2-yl)-2-phenylacetate (8)
5.2.3 (3R)-quinuclidin-3-yl-hydroxy-2-(4’-methoxy-[1,1’-biphenyl]- 4-yl)-2-phenylacetate (11)
5.2.4 (3R)-Quinuclidin-3-yl-2-hydroxy-2-phenylbut-3-ynoate (13)

6. Literaturverzeichnis

7. Abkürzungsverzeichnis

8. Strukturverzeichnis

9. Abbildungsverzeichnis

10. Tabellenverzeichnis

1. Einleitung

1.1 Einführung zu GPCRs

G-Protein gekoppelte Rezeptoren (GPCR) sind die größte Klasse von Membranproteinen im menschlichen Genom und eine wichtige Targetklasse für derzeitige Medikamente.[1][2]

Sie folgen alle demselben strukturellen Aufbauprinzip aus sieben transmembranären α-Helices (TM), die über drei intrazelluläre und drei extrazelluläre Schleifen (ICL und ECL) miteinander verbunden sind. Bei Aktivierung durch einen endogenen oder exogenen Liganden wird eine Signalkaskade induziert, an deren erster Stelle das trimere G-Protein steht. Dieses koppelt an den ICL 3, wird gespalten und migriert entlang der Innenseite der Membran zum Effektorsystem.[3]

Eine interessante Gruppe sind die muskarinergen Acetylcholin Rezeptoren (mAChR), die namentlich von deren endogenen Liganden Acetylcholin und vom exogenen Agonisten Muscarin[4] abgeleitet sind. Neben der Expression im ZNS ist deren Präsenz im pullmonalen System von großem Interesse. Sie werden mit Atemwegserkrankungen, wie der chronisch obstruktive Lungenerkrankungen (COPD) und Asthma in Verbindung gebracht.[5]

Diese Rezeptoren können in die Subklassen M1-M5 unterteilt werden. M1, M3 und M5 sind Gq/11 und M2, M4 sind Gi/o gekoppelt. Von den in menschlichen Atemwegen exprimierten Rezeptoren M1-M4, ist der M3-Rezeptor hauptsächlich auf den glatten Muskelzellen zu finden[5] und stellt das Haupttarget für Medikamente dar. Ziel ist es, in der Therapie von COPD selektiv den Subtyp M3 zu blockieren, um eine Bronchialverengung zu vermeiden. Simultanes Blockieren des präsynaptischen M2-Rezeptors führt zu einer abgeschwächten Wirkung[6], da dieser ein Autorezeptor ist.[2]

1.2 Strukturbetrachtungen des M2- und M3-Rezeptors

Aufgrund der starken strukturellen Ähnlichkeit mit dem M2-Rezeptor, gibt es bisher für COPD keine M3-Rezeptor selektiven Medikamente. Die Aminosäuresequenz der beiden Subtypen weist einen hohen Konservierungsgrad auf. Die ICLs 1 und 3, sowie die ECLs 1-3 sind sich in ihrer Tertiästruktur sehr ähnlich, obwohl hier die Sequenz weniger konserviert ist.[7] Mittels kristallographischer Untersuchungen mit verschiedenen Antagonisten bzw. inversen Agonisten (3-Quinuclidinylbenzylat (QNB), Tiotropium) als Liganden wurde die orthosterische Bindestelle veranschaulicht. Des Weiteren konnten Wechselwirkungen des gebundenen Liganden mit den Seitenketten der TM 3, 4, 5, 6 und 7 nachgewiesen werden.[6][8] Nicht nur die Tertiärstrukturen dieser Helices sind identisch, sondern auch die (konservierten) Aminosäuresequenzen. Es kommt zu ionischen Wechselwirkungen zwischen dem Liganden und den Seitenketten von N5076.52 und D1473.32 (hochgestellte Nummern gemäß der Ballesteros-Weinstein Nomenklatur). Zusätzlich wird ein so genannter Tyrosindeckel aus den Resten der AS Y1483.33, Y5066.51 und Y5297.39 gebildet, welcher den Liganden von Wasser im extrazellulären Raum abschirmt.[7]

Ein bedeutsamer Unterschied in der Struktur der Rezeptoren liegt im ausgeprägten ECL 2. Die mit dem Liganden interagierende AS Phe181 im M2-Rezeptor ist durch das kleinere Leu225 im M3-Rezeptor ersetzt.[8] Dies führt zu einer Vergrößerung der Bindetasche[7] und veränderter Ligand-Rezeptor Wechselwirkungen, da Leucin kein π-System besitzt.

Bei Studien der Rezeptordynamik zeigt sich der ECL 2 im M2-Rezeptor flexibler als im M3-Rezeptor. Bei der Wegbewegung des ECL 2 von der orthosterischen Bindetasche wird Tyr3.33 zur TM4 gedreht und die Bindetasche wird in den beiden Rezeptoren unterschiedlich verändert.[7] Dadurch ist für den Liganden im M3-Rezeptor die Energiebarriere zum Verlassen des Rezeptors höher.

Diese strukturellen Unterschiede können als mögliche Angriffspunkte für neuartige Wirkstoffe verwendet werden, indem die neu synthetisierten Verbindungen der Größe und den Wechselwirkungsmöglichkeiten des Rezeptors angepasst werden.

2.Aufgabenstellung

Ziel der Arbeit ist die Synthese verschiedener, potentiell selektiver M3-Antagonisten, basierend auf der Struktur von 3-Quinuclidinylbenzylat (QNB), durch Variation der Reste.[9]

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Abbildung 1: Strukturgerüst mit Derivaten der Zielverbindungen

Es wird ein zwei- bzw. dreistufiges Synthesemuster angewendet. Bei den dreistufigen Synthesen wird im ersten Schritt eine bromierte Verbindung hergestellt. Die bromierten Verbindungen des zweistufigen Schemas sind kommerziell erhältlich. Der Rest R1 wird durch die bromierten Moleküle definiert, dabei ist R1 = -[2.2]Paracyclophan, -2-Metoxynaphthalen, -4-Methoxy-1,1‘-biphenyl, -Ethin. Die Verbindungen sind sterisch anspruchsvoll gewählt, um die vergrößerte Bindetasche des M3-Rezeptors gegenüber dem M2-Rezeptor auszunutzen. Das Ethin Produkt soll als Vorstufe für eine weitere Klick-Reaktion mit sterisch anspruchsvollen Aziden dienen.

Der nächste Schritt ist eine Organometall-Reaktion mit n-Butyllithium oder erfolgt über die Bildung eines Grignard-Reagenzes. Die eingesetzten α-Ketoester definieren den Rest R2 = -Phenyl.

Im letzten Schritt erfolgt eine Umesterung mit (3R)-Quinuclidinol, um ein tertiäres Amin zu generieren. Dieses kann unter physiologischen Bedingungen protoniert werden und mit der geladenen Seitenkette des D 1473.32 im M3-Rezeptor eine Salzbrücke bilden.[7] Dies stellt eine hoch konservierte Struktur-Aktivitäts-Beziehung (SAR) unter den aminergen GPCRs dar.

Abschließend werden die synthetisierten Verbindungen auf ihre biologische Aktivität und Selektivität am M3-Rezeptor getestet.

3. Eigene Ergebnisse

3.1 Syntheseübersich

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Abbildung 2: Schematische Übersicht aller durchgeführten Reaktionen

3.2 Synthese des mit Quinuclidinol veresterten Paracyclophanderivats (14)

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Abbildung 3: Endverbindung 14

3.2.1 Bromierung von Paracyclophan (1)[15]

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Abbildung 4: Elektrophile aromatische Substitution von Paracyclophan

Für die Bromierung des Paracyclophan 15 wird Eisenpulver in Dichlormethan suspendiert und eine Brom-Dichlormethan-Lösung hinzugegeben. Dies führt zur in situ Bildung des benötigten Katalysators Eisen(III)chlorid. Durch die Zugabe von Verbindung 15 und der restlichen Bromlösung wird eine elektrophile aromatische Substitution durchgeführt. Das Reaktionsprodukt wird extrahiert und aufgereinigt.

Mit Hilfe eines Protonen-Spektrums kann die Struktur bestätigt werden. Das zum Bromsubstituenten ortho-ständige H-Atom ist deutlich nach δ = 7.16 ppm Tieffeld verschoben. Die restlichen aromatischen Protonen sind im Bereich δ = 6.43-6.57 ppm zu finden, mit doppelter Duplett- oder Multiplettaufspaltung. Im aliphatischen Bereich liegen alle Signale als Multipletts vor. Dieser Bereich erstreckt sich von δ = 2.80-3.22 ppm. Auch hier ist ein Signal nach δ = 3.43-3.52 ppm Tieffeld verschoben. Hierbei handelt es sich um das gestaffelte Proton, relativ zum Bromsubstituenten.

Ein Massenspektrum validiert das Produkt mit einem Verhältnis m/z = 286.2 (M+). Ein zusätzlich aufgenommenes 13C-NMR dient zur weiteren Charakterisierung.

3.2.2 Synthese der α-Hydroxyester (2, 4, 5) mit Brom-Paracyclophan

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Abbildung 5: Übersicht über Organometall-Reaktionen

Um im nächsten Schritt die α-Hydroxyester 2, 4 und 5 zu synthetisieren, werden zwei verschieden Varianten getestet.

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Abbildung 6: Hydroxy-Paracyclophan 3

Bei Synthesevariante 1 wird Brom-Paracyclophan 1 unter Argon in Tetrahydrofuran gelöst und auf -78 °C gekühlt. Anschließend wird n-Butyllithium zugetropft und 25 min gerührt, so dass sich die Organometall-Verbindung bilden kann. Danach werden die entsprechenden α-Ketoester 16, 17 und 18 so zugetropft, dass die Temperatur unter -70 °C bleibt. Durch langsames Erwärmen wird selektiv das reaktivere Keton angegriffen und nicht der Ester. Es wird mit wässriger Ammoniumchlorid-Lösung gequenched, die neu gebildete Verbindung extrahiert und flashchromatographisch aufgereinigt.

Nur das Quenchen bei tiefer Temperatur liefert ein neues Produkt, die Hydroxy-Verbindung 3.[10]

Synthesevariante 2 ist eine Grignard-Reaktion. Magnesiumspäne werden mit Iodmethan unter Schutzgas in Tetrahydrofuran vorgelegt. Eine Lösung aus Verbindung 1 in Tetrahydrofuran wird zu einem Viertel zugegeben und die Reaktion durch punktuelles Erhitzen gestartet. Die restliche Lösung wird zugetropft und 1.5 h unter Rückfluss gerührt. Eine Reaktionskontrolle mittels DC zeigt, dass sich keine Grignard-Verbindung bildet. Die Reaktion wird an dieser Stelle abgebrochen.

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Tabelle 1: Übersicht aller Ansätze mit 4-Bromo-[2,2]-Paracyclophan

Bei den Ansätzen 1, 4, 5 und 6 können im 1H-NMR stets nur die Edukte nachgewiesen werden. Das isolierte Produkt von Ansatz 3 weist ein ähnliches Protonen-Spektrum wie Verbindung 1 auf, welches durch ein Duplett bei δ = 5.53 ppm abweicht. Dabei handelt es sich um das o -Ar-H relativ zum OH-Substituenten von Verbindung 3. In einem zusätzlich gemessenen COSY Spektrum kann das Molekül über die Kopplungen eindeutig bestimmt werden. Über das Kopplungsmuster des orthoständigen Wasserstoffatoms, relativ zur OH-Gruppe, können alle H-Atome des dreifachsubstituierten Rings identifiziert werden. Das Multiplett des exo-H-Atoms der Methylengruppe, das sich ebenfalls in Orthoposition zur OH-Gruppe befindet, ist stark nach δ = 3.29-3.37 ppm Tieffeld verschoben. Dies kann durch die direkte räumliche Nähe des Sauerstoffs zu der Methylengruppe erklärt werden. Im Gegensatz dazu ist das endo-Wasserstoffatom derselben Methylengruppe weit im Hochfeld als Multiplett bei 2.62-2.68 ppm zu finden.

Die Hydroxylierung eines aromatischen Systems ist entweder mit hohen Temperaturen (T = 400 °C)[11] zusammen mit Schwefelsäure oder mit einer reaktiven Sauerstoffspezies, zum Beispiel einem Hydroxyl-Radikal, möglich.[10] Da die Temperatur aller Ansätze maximal Raumtemperatur beträgt, muss es sich um eine reaktive Sauerstoffspezies handeln. Die hohe Reaktivität der Hydroxyl-Radikale ist nötig, um die Brom-Kohlenstoffbindung homolytisch zu spalten. Anschließend wird der Ring durch ein Hydroxyl-Radikal angegriffen.

Als Quelle solcher Radikale ist Wasserstoffperoxid denkbar. Alle Reagenzien und Lösungsmittel dieser Versuchsreihe werden mit Merckoquant Peroxid-Teststreifen[12] auf Spuren von Wasserstoffperoxid überprüft. Funktionsprinzip des Tests ist die Übertragung eines Sauerstoffatoms der zu testenden Substanz auf einen organischen Redoxindikator, was in einem blauen Oxidationsprodukt resultiert. Bei der Testung des α-Ketoesters 16 ist eine deutliche Blaufärbung zu beobachten, der Test ist somit positiv. Vermutlich ist diese Verunreinigung der Grund für die entstandenen Nebenprodukte.

Da keiner der Ansätze den gewünschten α-Hydroxyester liefert, wird eine Umesterung zu Endverbindung 14 nicht weiter verfolgt.

3.3 Synthese des mit Quinuclidinol veresterten Naphthylderivats (8)

3.3.1 Synthese des α-Hydroxyesters aus Brom-Methoxynaphtalin (6)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7: Organometall-Reaktion von 19

Man setzt die Naphtyl-Verbindung 19 mit Magnesiumspänen in Tetrahydrofuran unter Argon zu einer Grignard-Verbindung um. Die Lösung wird auf -60 °C gekühlt und der α-Ketoester 17, gelöst in Tetrahydrofuran, hinzu getropft. Es wird langsam auf -22 °C erwärmt und mit gesättigter, wässriger Ammoniumchlorid-Lösung gequenched. Es wird mit Chloroform extrahiert und gereinigt. Das 1H-NMR zeigt die zu erwartenden aromatischen Protonen des Naphthyls. Allerdings sind die fünf aromatischen Wasserstoffatome von Verbindung 17 nicht zu erkennen. Im Gegenzug dazu ist ein Singulett bei δ = 1.67 ppm, dessen Integral sechs H-Atome repräsentiert, zu finden. Dies lässt darauf schließen, dass nicht der α-Ketoester, sondern Aceton angegriffen wurde. Dieser Rückschluss wird durch eine LC-MS Analyse bestätigt. Aceton wurde zum Reinigen der Kolben verwendet und nicht vollständig entfernt. Das Produkt ist das Acetonaddukt 7.[16]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 8: Acetonaddukt 7

Im zweiten Ansatz wird das Naphthylderivat 19 unter Schutzgas in Tetrahydrofuran gelöst, auf -78 °C gekühlt und n-Butyllithium zugegeben. Nach 30 min wird der α-Ketoester 17 dazu getropft, langsam erwärmt und bei -10 °C mit gesättigter, wässriger Ammoniumchlorid-Lösung gequenched. Es wird mit Chloroform extrahiert und flashchromatographisch aufgereinigt.

Das 1H-NMR zeigt die Wasserstoffatome des Naphthyl-Gerüsts. Zusätzlich sind bei δ = 7.32-7.44 ppm die Protonen des Phenylrings zu sehen. Eine ESI-MS belegt die Existenz des Produkts mit einem Verhältnis m/z = 345.4 (M+23+). Das entspricht der Masse des Moleküls addiert mit der Masse eines Natriumatoms.

Die Trennung der Enantiomere wird nicht durchgeführt.

3.3.2 Umesterung mit Quinuclidinol zur Endverbindung (8)

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Abbildung 9: Umesterung des α-Hydroxyester 6 mit dem tertiären Amin 20

Um Endverbindung 8 zu synthetisieren, wird eine Umesterung durchgeführt. Dazu wird das tertiäre Amin 20 mit Kaliumcarbonat unter Argon in Dimethylformamid gelöst und eine Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Verbindung 6 wird zugetropft und der Ansatz 3.5 h auf 120 °C gerührt. Es kommt zur Abspaltung von Methanol und Anlagerung von Quinuclidinol. Das Methanol wird nach und nach über eine Destillationsbrücke aus dem Reaktionsgemisch entfernt.

Die Endverbindung 8 ist im 1H-NMR nachzuweisen. Die ppm-Werte der aromatischen Wasserstoffatome decken sich mit denen der Vorstufe 6. Bei δ = 5.07-5.11 ppm ist das zum Ester benachbarte aliphatische Wasserstoffatom als breites Multiplett zu finden. Die aliphatischen Protonen sind nicht eindeutig zuzuordnen, da sich die Multipletts der einzelnen H-Atome überlagern. Für eine genaue Zuordnung wäre ein 2D-Spektrum nötig. Die Analyse mittels Massenspektrometrie verifiziert das Produkt. Ein zusätzlich gemessenes 13C-NMR dient zur weiteren Charakterisierung. Eine Trennung der Diastereomere wird aus Zeitgründen nicht vorgenommen.

3.4 Synthese des mit Quinuclidinol veresterten Biphenylderivats (11)

3.4.1 Synthese von Brom-Methoxybiphenyl (9) [17]

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Abbildung 10: Suzuki-Miyaura-Kupplung der Boronsäure 21 mit dem Dibrombenzol 22

Das Dibrombenzol 21 und die Boronsäure 22 werden zusammen mit einer Kaliumcarbonat-Lösung und Pd(Ph3)4 als Katalysator 16 h bei 120 °C gerührt. Es findet eine C-C Arylkopplung statt, welche Suzuki-Miyaura-Kopplung[9] genannt wird. Durch Zugabe einer gesättigten, wässrigen Natriumhydrogencarbonat-Lösung wird die Reaktion gequenched und mit Ethylacetat extrahiert.

Verbindung 9 kann im 1H-NMR nachgewiesen werden und wird durch eine massenspektrometrische Analyse mit m/z = 264 (M+1+) validiert.

3.4.2 Synthese des α -Hydroxyesters (10) aus Brom-Methoxybiphenyl

Im Folgendem wird Verbindung 10 analog zu Verbindung 6 synthetisiert. Aufarbeitung und Reinigung des Produkts erfolgt ebenfalls auf die bereits beschriebene Weise.

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Abbildung 11: Verbindung 10

Das 1H-NMR zeigt alle H-Atome des Biphenyls und des Phenylrests. Auch die Methoxy-Gruppen werden eindeutig detektiert. Eine massenspektrometrische Analyse verifiziert das Produkt mit einem Verhältnis m/z = 331.5 (M-17+). Dies entspricht der Masse des Moleküls ohne die OH-Gruppe, welche im Zuge der Ionisierung abgespalten worden ist. Eine Trennung der Enantiomere wird nicht vorgenommen.

3.4.3 Umesterung des α-Hydroxyesters mit Quinuclidinol zur Endverbindung (11)

Die abschließende Umesterung, sowie Aufarbeitung und Aufreinigung erfolgen auf dieselbe Weise wie bei Verbindung 8.

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Abbildung 12: Verbindung 11

Die ppm-Werte der aromatischen Wasserstoffe im 1H-NMR decken sich mit denen der Vorstufe 9. Auch der aliphatische Bereich weist die gleiche Struktur auf, wie Verbindung 8. Bei δ = 5.03-5.11 tritt das dem Ester benachbarte aliphatische Proton als breites Multiplett auf. Es wäre ebenfalls ein 2D-Spektrum nötig, um alle H-Atome eindeutig zuzuordnen. Zusätzlich wird das Produkt 11 im Massenspektrum mit einem Verhältnis von m/z = 444.5 (M+1+) detektiert und damit validiert. Zur weiteren Charakterisierung wurde ein 13C-NMR gemessen.

Auch hier wird auf eine Trennung der Diastereomere verzichtet.

3.5 Synthese des mit Quinuclidinol veresterten Ethinderivats (13)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 13: Organometall-Reaktion mit anschließender Umesterung zu Verbindung 13

Im ersten Schritt der Synthese von Endverbindung 13 wird eine Grignard-Reaktion nach dem im Punkt 3.2.2 bereits beschriebenem Schema durchgeführt. In diesem Fall ist das Grignard-Reagenz 23 kommerziell erhältlich und wird direkt als solches eingesetzt. Im Laufe der Reaktion wird sukzessive mehr 23 zugegeben, bis eine Produktbildung mittels DC nachgewiesen werden kann. Verbindung 12 wird äquivalent zu den Verbindungen 6 und 10 extrahiert und aufgereinigt.

Das 1H-NMR beweist eindeutig die Existenz des gewünschten Produkts. Es sind alle Signale eindeutig zuordbar. Das Alkin-Proton ist bei δ = 2.75 ppm zu finden. Ein Massenspektrum bestätigt die Bildung von Verbindung 12 mit einem Verhältnis m/z = 173.2 (M-17+). Diese entspricht der Masse des Moleküls ohne die OH-Gruppe, die im Zuge der Ionisation abgespalten wurde. Eine Trennung der Enantiomere wird auf dieser Stufe nicht vorgenommen.

Der zweite Schritt ist die ­­­– ebenfalls schon beschriebe – Umesterung mit Quinuclidinol. Die Reaktionsbedingungen, Aufarbeitung und Reinigung bleiben unverändert.

Die erwünschte Endverbindung 13 kann im 1H-NMR Spektrum nur in sehr geringen Spuren und in Gegenwart von vielen Nebenprodukten nachgewiesen werden. Eine mögliche Erklärung für die Entstehung der Nebenprodukte ist die Wahl eines nicht optimalen Lösungsmittels. Dimethylformamid ist im Vergleich zu n-Heptan[9] viel polarer und erhöht somit die Reaktivität des Ethin-Protons. Ein apolareres Lösungsmittel könnte zu einem besseren Reaktionsverlauf führen. Zusätzlich wäre der Einsatz einer Silyl-Schutzgruppe für das Alkin eine denkbare Option, um unerwünschte Nebenreaktionen zu inhibieren.

3.6 Rezeptorbindungsstudien

Im letzten Teil der Arbeit werden die Verbindungen 8 und 11 auf ihre biologische Wirksamkeit untersucht.

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Tabelle 2: Bindungsdaten von QNB, Verbindung 8 und 11, Ki in nM

In Tabelle 2 sind die Bindungsdaten von QNB, dem Naphthylderivat 8 und dem Biphenylderivat 11 aufgelistet. Die Verdrängungsstudien wurden mit den einzelnen Verbindungen unterschiedlich oft durchgeführt. Für QNB ist n = 4 (M1-M3), für das Naphthylderivat 8 ist n = 3 (M1-M3) und für das Biphenylderivat 11 ist n = 2 (M1, M2) und n = 3 (M3).

Die neu synthetisierten Verbindungen weisen eine sehr starke Affinität zu allen drei Subtypen auf. Die Ki-Werte liegen im subnanomolaren Bereich bzw. einstelligem nanomolaren Bereich. Folglich sind der Naphthyl- und der Biphenyl-Rest noch nicht zu groß für die orthosterische Bindestelle. Im Vergleich zu QNB sind 8 und 11 marginal selektiver, da ihre Affinität zum M3-Rezeptor um den Faktor drei höher ist als für den M2-Rezeptor. Dies könnte an der größeren Bindetasche des M3-Rezeptors liegen.[8] Doch auf Grund der höheren Flexibilität des ECL 2 im M2-Rezeptor ist die Bindestärke bei dem M2-Rezeptor immer noch sehr hoch[7], trotz der sterisch anspruchsvolleren Seitenkette des Phenylalanin. Eine zweite Beobachtung, die trotz der hohen Flexibilität des ECL 2 in beiden Rezeptoren einher geht, ist die Abnahme der Bindungsstärke mit der Zunahme der Größe des Restes R1. Der ECL 2 ist zwar sehr mobil, doch der transmembranäre Teil der orthosterischen Bindetasche hat eine vorgegebene Größe, die bei immer größeren Liganden unzureichend wird.

[...]