Description of the behavior of dichloroalkanes-containing solutions with three [bXmpy][4] isomer, using the experimental information of thermodynamic properties, 1H-NMR spectral and the COSMO-RS methodology

[EN]This work studies the binaries of 1-butyl-X-methylpyridinium tetrafluoroborate [bXmpy][BF4] (X = 2, 3, and 4) with four 1,ω-dichloroalkanes, ω = 1−4, using the results obtained for the mixing properties hE and v E at two temperatures. The three isomers of the ionic liquid (IL) are weakly miscible with the 1,ω-dichloroalkanes when ω ≥ 5 and moderately soluble for ω = 4. The vE s of all the binaries present contractive effects, v E < 0, which are more pronounced with increasing temperature; the variation in vE with ω is positive, although this changes after ω = 4 due to problems of immiscibility

Synthese, Tritierung, 99m Tc-Markierung und Evaluierung von Benzamid-Derivaten zur Visualisierung der D 2, D 3-Rezeptoren

Die Diagnose und Therapie von neurodegenerativen Krankheiten, wie beispielsweise Morbus Parkinson besitzt in der heutigen Gesellschaft eine immer größere Bedeutung. Über moderne, bild¬gebende nuklear¬medizinische Verfahren wie SPECT und PET ist es mit geeigneten Radioliganden möglich, Morbus Parkinson vor dem Auftreten von Symptomen zu diagnostizieren. Ein wichtiger Ansatzpunkt zur Diagnose von Morbus Parkinson ist die Visualisierung der postsynaptischen Dopamin-Rezeptoren über radioaktiv (11C, 18F, 123I) markierte Benz¬amid-Derivate. Auf Grundlage der (S)-Pyrolidin-2,3-dimethoxy-Benzamid-Struktur des 18F-Liganden Fallypride wurden verschiedene 99mTc-markierte Benzamid-Derivate als potentielle Radio¬liganden zur Parkinson-Diagnostik entwickelt. Um das Potential von Metall-konjugierten Benzamiden abschätzen zu können, wurden zunächst einfache Vergleichssubstanzen entwickelt. Diese sollten die Einführung eines Chelators simulieren und wurden hierfür hinsichtlich ihrer in vitro-Bindungsaffinitäten zu den Dopamin-, Serotonin- und adrenergen Rezeptoren evaluiert. Die zunächst entwickelten Derivate mit unterschiedlichen Kettenlängen zur Kopplung des Chelators zeigten für die Propylkette Affinitäten im nanomolaren Bereich. Im Anschluss sollten basierend auf diesen Ergebnissen vier verschiedene Chelatoren (Carbony-Cyclopentadienyl, Amido-Cyclopentadienyl, 2-Pyridyl-Imin und N2S2) über eine Propylkette an die 5-Position der Benzamidgrundstruktur gekoppelt werden. Die geplante Synthese des Carbonyl-Cyclopentadienyl-Derivates gelang jedoch nicht. Für die weiteren Chelatoren (Amido-Cyclopentadieny, 2-Pyridyl-Imin und N2S2) konnten die jeweiligen Markierungs¬vorläufer und Rhenium-Komplexe dargestellt werden, die ebenfalls hinsichtlich ihrer Bindungs¬affinitäten evaluiert wurden. Die erzielten Affinitäten zeigten, dass eine Über¬tragung der Affinitäten der einfachen Vergleichssubstanzen auf die komplexeren Metall-Benzamide nicht möglich war. Insbesondere der N2S2-Rhenium-Komplex besitzt nur noch geringe Affinität (490 - 900 nM) zu den D2- und D3-Rezeptoren. Die mittel-affinen 2-Pyridyl-Imin- und Amdio¬cyclopentadien-Komplexe wurden mit 99mTc markiert und die Markierungsausbeute hinsichtlich Reaktionstemperatur, Markierungs-vorläuferkonzentration und Heizmethoden optimiert. Dabei konnte der Imin-Komplex quantitativ mittels fac-[99mTc(CO)3(H2O)3]+ in 30 Minuten bei 45°C markiert werden. Der Amido-Cyclopentadien-Komplex konnte über die Umsetzung des Ferrocen-Markierungsvorläufer mit Mn(CO)5Br und [99mTcO4]- in Ausbeuten von bis zu 60 % markiert werden. Im Anschluss an die Markierungen wurden die 99mTc-Komplexe über HPLC isoliert und in in vitro-Auto¬radiographien von Rattenhirnschnitten weiter evaluiert. Die erhaltenen Ergebnisse bestätigten die für die Rhenium-Komplexe erzielten Affinitäten und zeigten keine spezifische Anreicherung in bestimmten Hirnarealen. Aus diesen Ergebnissen kann ge¬schlossen werden, dass die dargestellten 99mTc-Benzamide aufgrund mangelnder Affinitäten und einer hohen unspezifischen Bindung keine geeigneten Liganden zur Darstellung der D2- und D3- Rezeptoren sind. Um die dargestellten 99mTc-Benzamide mit [18F]Fallypride vergleichen zu können, wurde zusätzlich [3H]Fallypride dargestellt. Hierfür wurde zunächst der Nor-Markierungsvor¬läufer synthetisiert und die Markierungsausbeute optimiert. Die finale Umsetzung mit [3H]Methylnosylat ergab nach HPLC-Aufreinigung 15 mCi [3H]Fallypride mit einer radio¬chemischen Reinheit von >99,5 %. Erste Autoradiographien zeigten eine hohe Anreicherung des Liganden im Striatum, verbunden mit einer sehr niedrigen unspezifischen Bindung.

Synthese und Testung von COX-1-, COX-2- und 5-LOX-Inhibitoren zur topischen Anwendung

Das Ziel der Dissertation war die Synthese und pharmakologische Charakterisierung von COX-1-, COX-2- und 5-LOX-Inhibitoren, die zur Behandlung entzündlicher Dermatosen für die topische Anwendung geeignet sein sollten. Hierfür wurden zwei Strukturklassen - die sogenannten Imidazothiazole und die Chalcone-Derivate - entworfen und synthetisiert sowie in verschiedenen in vitro-Testsystemen auf ihre pharmakologische Wirksamkeit untersucht. rnDie Leitsubstanz der ersten Strukturklasse wurde in Anlehnung an die Struktur von Licofelon entworfen. Licofelon ist ein dualer COX/LOX-Inhibitor, der für die Indikation Osteoarthritis eingesetzt werden soll. Durch den Austausch einzelner Substituenten an den Phenylringen wurde die Leitstruktur schrittweise verändert, um die Wirksamkeit zu optimieren. Die Substituentenvariation erfolgte anhand des sogenannten Topliss-Schemas. Bei der zweiten Substanzklasse wurde durch Kombination zweier antiinflammatorisch wirksamer Molekülgruppen - mit dem Ziel eines synergistischen Effekts - eine Grundstruktur entwickelt, die zur Optimierung der Wirksamkeit derivatisiert wurde. Als Komponenten dienten 4,5-Bis(4-methoxyphenyl)-1H-imidazol-2-thiol (Z11) und ein Chalcon. Z11 ist sowohl in der Literatur als auch in vorangegangen Arbeiten des Arbeitskreises als dualer COX/LOX-Inhibitor beschrieben. Chalcone besitzen eine 1,3-Diphenylpropenon-Partialstruktur und können über einen der beiden Phenylringe mit Z11 verknüpft werden. In der Literatur wurde vielfach über die vielfältigen pharmakologischen Eigenschaften der Chalcone berichtet; im Rahmen dieser Arbeit stand deren antiinflammatorische Eigenschaft im Vordergrund. rnZur Beurteilung der Effektivität und Toxizität der Substanzen wurden diese anschließend pharmakologisch charakterisiert werden. Hierfür standen verschiedene in vitro-Testsysteme zur Verfügung, die Aufschluss über die COX-1-, COX-2- und 5-LOX-Inhibition der synthetisierten Substanzen gaben. Des Weiteren wurden die Substanzen auf eine mögliche inhibitorische Aktivität gegenüber TNF- untersucht. Da die Entwicklung der Testverbindungen mit dem Ziel der topischen Anwendung erfolgte, wurde eine log P-Wert-Bestimmung durchgeführt, um eine Aussage über die Lipophilie der Verbindungen treffen zu können.rn

Glykopolymere für biomedizinsche Anwendungen : Synthese von mannosylierten N-(2-Hydroxyprpyl)methacrylamid Polymersystemen für die Adressierung von Zellen des Immunsystems

Das Ziel dieser Arbeit lag darin mannosylierte Polymersysteme hauptsächlich auf der Basis von N-(Hydroxy)propylmethacrylat zu synthetisieren, um gezielt Zellen des Immunsystems zu adressieren. Dazu wurden zunächst verschiedene Reaktivesterpolymere auf der Basis von Pentafluorophenylmethacrylat (PFPMA) unter Verwendung der RAFT-Polymerisation mit enger Molekulargewichtsverteilung und unterschiedlichen Anteilen an LMA (Laurylmethacrylat) hergestellt.rnUm eine genaue Aussage über den Aufbau eines statistischen PFPMA-LMA Copolymers treffen zu können, wurde die Copolymerisation von PFPMA und LMA mittels Echtzeit 1H-NMR Kinetikmessungen untersucht. Dies ermöglichte es, die Copolymerisationsparameter zu berechnen und genaue Aussagen über den Aufbau eines statistischen PFPMA-LMA Copolymers zu treffen. Die so erhaltenen Reaktivesterpolymere wurden dann in einer polymeranalogen Reaktion unter Erhalt des Polymerisationsgrades in die gewünschten HPMA-Polymere umgewandelt. Um die quantitative Umsetzung ohne auftretende Nebenreaktionen zu untersuchen, wurden verschiedene Reaktionsbedingungen gewählt und unterschiedliche Analysemethoden verwendet. Damit konnte gezeigt werden, dass es möglich ist, über den Reaktivesteransatz qualitativ hochwertige amphiphile Polymersysteme herzustellen, die auf anderen Wegen schwer zu synthetisieren und charakterisieren sind. Ein weiterer Vorteil dieser Syntheseroute ist, dass gleichzeitig sowohl Marker für die Visualisierung der Polymere in vitro und in vivo, als auch Targetliganden für die Adressierung bestimmter Zellen eingeführt werden können. Dafür wurde hauptsächlich Mannose als einfache Zuckerstruktur angebunden, da bekannt ist, dass mannosylierte Polymersysteme von Zellen des Imunsystems aufgenommen werden. Zusätzlich konnten die mannosylierten Polymere mit hydrophobem Wirkstoff beladen werden, wobei die Stabilität von beladenen Mizellen anhand der Einlagerung eines hydrophoben radioaktiven Komplexes genauer untersucht werden konnte.rnAnschließende in vitro Experimente der mannosylierten Polymermizellen an dendritischen Zellen zeigten wie erwartet eine mannosespezifische und verstärkte Aufnahme. Für eine mögliche Untersuchung dieser Systeme in vivo mittels PET konnte gezeigt werden, dass es möglich ist HPMA Polymere radioaktiv zu markieren, wobei auch erste Markierungsversuche mit einem langlebigen Radionuklid für Langzeitbiodistributionsstudien durchgeführt werden konnte.rn

Absence of somatostatin SST(2) receptor internalization in vivo after intravenous SOM230 application in the AR42J animal tumor model

Among clinically relevant somatostatin functions, agonist-induced somatostatin receptor subtype 2 (sst(2)) internalization is a potent mechanism for tumor targeting with sst(2) affine radioligands such as octreotide. Since, as opposed to octreotide, the second generation multi-somatostatin analog SOM230 (pasireotide) exhibits strong functional selectivity, it appeared of interest to evaluate its ability to affect sst(2) internalization in vivo. Rats bearing AR42J tumors endogenously expressing somatostatin sst(2) receptors were injected intravenously with SOM230 or with the [Tyr(3), Thr(8)]-octreotide (TATE) analog; they were euthanized at various time points; tumors and pancreas were analyzed by immunohistochemistry for the cellular localization of somatostatin sst(2) receptors. SOM230-induced sst(2) internalization was also evaluated in vitro by immunofluorescence microscopy in AR42J cells. At difference to the efficient in vivo sst(2) internalization triggered by intravenous [Tyr(3), Thr(8)]-octreotide, intravenous SOM230 did not elicit sst(2) internalization: immunohistochemically stained sst(2) in AR42J tumor cells and pancreatic cells were detectable at the cell surface at 2.5min, 10min, 1h, 6h, or 24h after SOM230 injection while sst(2) were found intracellularly after [Tyr(3), Thr(8)]-octreotide injection. The inability of stimulating sst(2) internalization by SOM230 was confirmed in vitro in AR42J cells by immunofluorescence microscopy. Furthermore, SOM230 was unable to antagonize agonist-induced sst(2) internalization, neither in vivo, nor in vitro. Therefore, SOM230 does not induce sst(2) internalization in vivo or in vitro in AR42J cells and pancreas, at difference to octreotide derivatives with comparable sst(2) binding affinities. These characteristics may point towards different tumor targeting but also to different desensitization properties of clinically applied SOM230.

Syntheses and characterization of monomeric Mo(VI) complexes with bidentate phosphine oxide ligands and dimeric and tetrameric Mo(V) clusters with benzoic acid and phosphinic acid derivatives, containing MoO2, Mo2O2(μ-O)2 and Mo4O4(μ3-O)4

Mo(VI) oxo complexes have been persistently sought after as epoxidation catalysts. Further, Mo(V) oxo clusters of the form M4(µ3-X)4 (M = transition metal, X = O, S) have been rigorously studied due to their remarkable structures and also their usefulness as models for electronic studies. The syntheses and characterizations of new Mo(VI) and Mo(V) oxo complexes have been described in this dissertation. Two new complexes MoO2Cl2Ph2P(O)CH2COOH and MoO2Cl2Ph2P(O)C6H4tBuS(O) were synthesized from reactions of “MoO2Cl2” with ligands Ph2P(O)CH2COOH and Ph2P(O)C6H4tBuS(O). Tetrameric packing arrangements comprised of hydrogen bonds were obtained for the complex MoO2Cl2Ph2P(O)CH2COOH and the ligand Ph2P(O)CH2COOH. Further the stability of an Mo-O bond was preferred over the Mo-S bond even though this resulted in the formation of a more strained seven membered ring. Tetranuclear Mo(V) complexes of the form [Mo4(µ3-O)4(µ-O2PR2)4O4], (PR2 = PPh2, PMe2) were synthesized using reactions of MoO2(acac)2 with diphenyl and dimethyl phosphinic acids, in ethanol. In the crystal structure of these complexes four Mo=O units are interconnected by four triply bridging oxygen atoms and bridging phosphinate ligands. The complex exhibited fourfold symmetry as evidenced by a single 31P NMR peak for the P atoms in the coordinated ligands. Reaction of WO2(acac)2 with Ph2POOH in methanol resulted in a dimeric W(VI) complex [(CH3O)2(O)W(µ-O)( µ-O2PPh2)2W(O)(CH3O)2] which contained a packing disorder in its crystal structure. Similar reactions of MoO2(acac)2 with benzoic acid derivatives resulted in dimeric complexes of the form [Mo2O2(acac)2(µ-O)(µ-OC2H5)(µ-O2CR)] (R = C6H5, (o-OH)C6H4, (p-Cl)C6H4, (2,4-(OH)2)C6H3, (o-I)C6H4) and one tetrameric complex [Mo2O2(acac)2(µ-O)(µ-OC2H5)(µ-O2C)C6H4(p-µ-O2C)Mo2O2(acac)2(µ-O)(µ-OC2H5)] with terephthalic acid. 1H NMR proved very useful in the prediction of the formation of dimers with the substituted benzoic acids, which were also confirmed by elemental analyses. The reductive capability of ethanol proved instrumental in the syntheses of Mo(V) tetrameric and dimeric clusters. Synthetic details, IR, 1H and 31P NMR spectroscopy and elemental analyses are reported for all new complexes. Further, single crystal X-ray structures of MoO2Cl2Ph2P(O)CH2COOH, MoO2Cl2Ph2P(O)C6H4tBuS(O), [Mo4(µ3-O)4(µ-O2PR2)4O4], (PR2 = PPh2, PMe2), [(CH3O)2(O)W(µ-O)( µ-O2PPh2)2W(O)(CH3O)2] and [Mo2O2(acac)2(µ-O)(µ-OC2H5)(µ-O2CR)] (R = C6H5, (o-OH)C6H4) are also presented.

Synthesis and in vitro characterization of radioiodinatable benzodiazepines selective for type 1 and type 2 cholecystokinin receptors

Radiolabeled antagonists of specific peptide receptors identify a higher number of receptor binding sites than agonists and may thus be preferable for in vivo tumor targeting. In this study, two novel radioiodinated 1,4-benzodiazepines, (S)-1-(3-iodophenyl)-3-(1-methyl-2-oxo-5-phenyl-2,3-dihydro-1H-benzo[e][1,4]diazepin-3-yl)urea (9) and (R)-1-(3-iodophenyl)-3-(1-methyl-2-oxo-5-phenyl-2,3-dihydro-1H-benzo[e][1,4]diazepin-3-yl)urea (7), were developed. They were characterized in vitro as high affinity selective antagonists at cholecystokinin types 1 and 2 (CCK(1) and CCK(2)) receptors using receptor binding, calcium mobilization, and internalization studies. Their binding to human tumor tissues was assessed with in vitro receptor autoradiography and compared with an established peptidic CCK agonist radioligand. The (125)I-labeled CCK(1) receptor-selective compound 9 often revealed a substantially higher amount of CCK(1) receptor binding sites in tumors than the agonist (125)I-CCK. Conversely, the radioiodinated CCK(2) receptor-selective compound 7 showed generally weaker tumor binding than (125)I-CCK. In conclusion, compound 9 is an excellent radioiodinated nonpeptidic antagonist ligand for direct and selective labeling of CCK(1) receptors in vitro. Moreover, it represents a suitable candidate to test antagonist binding to CCK(1) receptor-expressing tumors in vivo.

Fructose overconsumption causes dyslipidemia and ectopic lipid deposition in healthy subjects with and without a family history of type 2 diabetes

BACKGROUND: Both nutritional and genetic factors are involved in the pathogenesis of nonalcoholic fatty liver disease and insulin resistance. OBJECTIVE: The aim was to assess the effects of fructose, a potent stimulator of hepatic de novo lipogenesis, on intrahepatocellular lipids (IHCLs) and insulin sensitivity in healthy offspring of patients with type 2 diabetes (OffT2D)--a subgroup of individuals prone to metabolic disorders. DESIGN: Sixteen male OffT2D and 8 control subjects were studied in a crossover design after either a 7-d isocaloric diet or a hypercaloric high-fructose diet (3.5 g x kg FFM(-1) x d(-1), +35% energy intake). Hepatic and whole-body insulin sensitivity were assessed with a 2-step hyperinsulinemic euglycemic clamp (0.3 and 1.0 mU x kg(-1) x min(-1)), together with 6,6-[2H2]glucose. IHCLs and intramyocellular lipids (IMCLs) were measured by 1H-magnetic resonance spectroscopy. RESULTS: The OffT2D group had significantly (P < 0.05) higher IHCLs (+94%), total triacylglycerols (+35%), and lower whole-body insulin sensitivity (-27%) than did the control group. The high-fructose diet significantly increased IHCLs (control: +76%; OffT2D: +79%), IMCLs (control: +47%; OffT2D: +24%), VLDL-triacylglycerols (control: +51%; OffT2D: +110%), and fasting hepatic glucose output (control: +4%; OffT2D: +5%). Furthermore, the effects of fructose on VLDL-triacylglycerols were higher in the OffT2D group (group x diet interaction: P < 0.05). CONCLUSIONS: A 7-d high-fructose diet increased ectopic lipid deposition in liver and muscle and fasting VLDL-triacylglycerols and decreased hepatic insulin sensitivity. Fructose-induced alterations in VLDL-triacylglycerols appeared to be of greater magnitude in the OffT2D group, which suggests that these individuals may be more prone to developing dyslipidemia when challenged by high fructose intakes. This trial was registered at clinicaltrials.gov as NCT00523562.

Application of primary allyl amines afforded by the Baylis-Hillman adducts for heterocyclic synthesis: Generation of 5-benzyl-4(3H)-pyrimidinones and 2-benzylidene-2,3-dihydro-pyrrolizin-1-ones

The applications of the primary allyl amines afforded by the acetyl derivative of Baylis-Hillman adducts of acrylate for the synthesis of heterocycles using robust reactions are described. In the first strategy a one-pot synthesis of 5-benzyl-4(3H)-pyrimidinones have been achieved via N-formylation of the amines in the presence of neat formamide followed by ammonium formate-mediated cyclization. These pyrimidinones have been demonstrated to be excellent precursor to the 4-pyridinamine derivatives. In the second strategy the synthesis of 2-benzylidene-2,3-dihydro-pyrrolizin-1-ones have been accomplished via treatment of allyl amine with dimethoxyfuran followed by saponification and PPA-mediated intramolecular cyclization.

1,2-Bis(2-benzimidazolyl)-1,2-ethanediol, a chiral, tridentate, facially coordinating ligand

The ligand 1,2-bis(1H-benzimidazol-2-yl)-1,2-ethanediol, 1, and its methylated derivative 2 are readily synthesized from tartaric acid, and act as chiral, facially coordinating tridentate ligands, forming complexes of composition ML2 with octahedral transition metals. The copper(II) complexes show distorted 4 + 2 coordination with benzimidazoles occupying the equatorial sites and alcohol functions weakly binding in the axial sites. Nickel(II) complexes in three different states of protonation show regular octahedral geometry with the alcohols mutually cis. Deprotonation of the coordinated alcohol produces little structural change but the monodeprotonated complex forms a hydrogen bonded dimer. Magnetic measurements show the hydrogen bonded bridge to offer a pathway for weak antiferromagnetic coupling. UV-Visible spectroscopy shows the ligand to have a field intermediate between water and pyridine. The diastereoselectivity of complexation depends on the geometry: nickel(II) shows a weak preference for the homochiral complex, whereas copper(II) forms almost exclusively homochiral complexes.