Estrogene üben eine Vielzahl von Effekten auf Wachstum, Differenzierung und Funktion verschiedener Gewebe des Menschen aus. Neben dem physiologischen Liganden des Estrogenrezeptors (Estradiol) sind viele weitere Verbindungen mit agonistischer bzw. antagonistischer Wirkung bekannt. Dazu gehören auch (4R,5S)/(4S,5R)-4,5-Diaryl-2-imidazoline, die an der estrogenabhängigen MCF-7-2a Zelllinie agonistische Wirkung aufweisen. Ein Ziel der Arbeit war es den Einfluss der Einführung von Alkylresten in N1 bzw. C2 Position des Imidazolinrings zu untersuchen. Zusätzlich wurden 4,5-Diaryl-2 imidazoline mit basischen Seitenketten, die auch in selektiven Erstrogenrezeptormodulatoren vorkommen, synthetisiert. (4R,5R)/(4S,5S)-4,5-Diaryl-2-imidazoline wurden hergestellt, um den Einfluss der Konfiguration der beiden Stereozentren auf die pharmakologische Wirkung festzustellen. Da bekannt ist, dass 2-Imidazoline im wässrigen Milieu zu Amiden hydrolysieren wurde die Stabilität ausgewählter Verbindungen mit einer HPLC-Methode (RP-Säule; Fließmittel: Methanol/Puffer pH 3) verfolgt. Es konnte gezeigt werden, dass 4,5-Diaryl-2 imidazoline unter den Bedingungen der Zellversuche (pH 7.4; 37 Grad Celsius) zu 1-Amido-2-amino-1,2-diarylethanen hydrolysieren. Dabei verlief die Hydrolyse bei am Imidazolinring nicht alkylierten Verbindungen am Schnellsten. Alkylierung an N1 bzw. C2 führte zu einer deutlichen Abnahme der Hydrolysegeschwindigkeit. Strukturuntersuchungen anhand von NMR- und Molecular Modeling-Untersuchungen ergaben für alle Imidazoline einen nahezu planaren Aufbau des Imidazolinrings. Der für die Rezeptorbindung wichtige O O-Abstand beträgt bei 4,5-Diaryl-2-imidazolinen nur ca. 6 A und ist damit deutlich geringer als der Abstand beim relativ planaren Estradiol (10.9 A). Trotz dieser stark unterschiedlichen Raumstruktur zeigten einige 4,5-Diaryl-2-imidazoline eine agonistische Wirkung an der MCF-7-2a Zelllinie. Wirkung am Estrogenrezeptor wurde erst bei Verbindungen mit Chlorsubstituenten in den Aromaten erreicht, wobei (4R,5S)/(4S,5R)-konfigurierte Imidazoline eine stärkere Wirkung erzielten als die entsprechenden diastereomeren Imidazoline. Innerhalb der (4R,5S)/(4S,5R)-Konfiguration erwies sich die C-Alkylierung als negativ in Bezug auf die Wirkung. Alle C-alkylierten Imidazoline waren schwächer wirksam als die entsprechenden nicht alkylierten Verbindungen. Dagegen führte N-Alkylierung zu einer deutlichen Steigerung der Wirkung. (4R,5S)/(4S,5R)-N-Ethyl-4,5-bis(2-chlor-4-hydroxyphenyl)-2-imidazolin (86) erreichte mit einem EC50 von 1.5 x 10-10 M die stärkste Wirkung und ist nur etwa 200 mal schwächer wirksam als Estradiol. Die Einführung basischer Seitenketten führte bei allen Verbindungen zu einem Verlust der agonistischen Wirkung, wobei keine antagonistische Wirkung erzielt wurde. Da die Imidazoline aufgrund ihrer unterschiedlichen Raumstruktur nicht analog zu Estradiol an den Rezeptor binden können, wurden sie als Typ-II-Estrogene bezeichnet und es wurde ein Bindungsstellenmodel postuliert. Außerdem wurden erste Versuche zum Einfluss von ausgewählten Verbindungen auf die TGF-β Signalkaskade durchgeführt. Mit Migrationsexperimenten konnte gezeigt werden, dass ein Tetrahydroimidazol (62) die durch TGF-β induzierte Migration von Keratinozyten hemmen kann.
Estrogens exert a number of effects on growth, differentiation and function of different human tissues. Beneath the physiologic ligand of the estrogen receptor (estradiol) many other compounds with either agonistic or antagonistic effects are known. (4R,5S)/(4S,5R)-4,5-diaryl-2-imidazolines are one of them, having agonistic effects at the estrogen positive MCF-7-2a cell line. One intention of this thesis was to determine the influence of the introduction of alkyl substituents into the imidazoline ring at N1 or C2. Additionally 4,5-diaryl-2-imidazolines bearing basic side chains, which are also found in selective estrogen receptor modulators, were synthesized. (4R,5R)/(4S,5S)-4,5-diaryl-2imidazolines were synthesized to find the importance of the configuration of both chiral carbons on the pharmacological action. 2-Imidazolines are known to hydrolyze to amides in aqueous solution. Therefore the stability of chosen compounds was analyzed with an HPLC method (RP column; mobile solvent: methanol/buffer pH 3). It could be shown, that 4,5-diaryl-2-imidazolines hydrolyze to 1-amido-2 amino-1,2-diarylethans at in vitro conditions (pH 7.4, 37 degrees Celsius). Thereby hydrolysis of not alkylated compounds processed the fastest. Alkylation at N1 or C2 led to a definite reduction of hydrolysis rate. Structural studies with NMR and molecular modeling methods showed a nearly planar structure of the imidazoline ring for all compounds. The O-O-distance, which is very important for receptor binding, amounts to 6 A for 4,5-diaryl-2-imidazolines and is strongly decreased compared to that of the nearly planar estradiol (10.9 A). Despite these different spacial structure some 4,5-diaryl-2imidazolines displayed agonistic effects on the MCF-7-2a cell line. Activity at the estrogen receptor was achieved with compounds bearing chlorine substituents in the aromatic rings only. (4R,5S)/(4S,5R)-configured imidazolines showed better effects than the appropriate diastereomeric imidazolines. Within (4R,5S)/(4S,5R)-configured imidazolines C-alkylation turned out to be negative in matters of action. Each C-alkyl imidazoline was less active than the appropriate not alkylated compound. In contrast N-alkylation led to a clear augmentation of agonistic action. (4R,5S)/(4S,5R)-N-Ethyl-4,5-bis(2-chlorine-4-hydroxyphenyl)-2-imidazoline (86) is with an EC50 of 1.5 x 10-10 M the most potent imidazoline known to date. It is just 200 times less active than estradiol. Introduction of basic side chains led to a complete loss of agonistic action for all compounds. Antagonism was not observed for any compound. According to their different spacial structure imidazolines are not able to bind analogous to estradiol to the estrogen receptor. Therefore they were classified as type-II-estrogens and a binding site model was postulated. Furthermore preliminary investigations on the influence on the TGF-β signaling cascade of chosen com-pounds were carried out. Migration experiments showed that a tetrahydroimidazol (62) could inhibit migration of keratinocytes, which was induced by TGF-β.
