KR101881596B1

KR101881596B1 - 인 원자 변형된 핵산의 합성 방법

Info

Publication number: KR101881596B1
Application number: KR1020117015346A
Authority: KR
Inventors: 다케시 와다; 마모루 시미즈
Original assignee: 웨이브 라이프 사이언시스 재팬 인코포레이티드
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2018-07-24
Also published as: US10329318B2; SG171914A1; US20160347780A1; CA2744987C; JP2015044842A; US20110294124A1; JP2012510460A; RU2572826C2; CN102282155B; KR20110126588A; AU2009323766B2; WO2010064146A2; CA2744987A1; JP6038860B2; US9695211B2; RU2015151857A; US20180111958A1; WO2010064146A3; EP2370451B1; EP2370451A2

Abstract

본 발명은 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 인 원자 변형된 핵산의 합성 방법을 개시한다. 본원의 방법은 화학적으로 적당한 H-포스포네이트 부분을 뉴클레오시드/뉴클레오티드와 함께 포함하는 비키랄 분자의 비대칭 반응을 통해 부분입체이성질체 고순도의 골격 변형된 핵산을 제공한다.

Description

인 원자 변형된 핵산의 합성 방법 {METHOD FOR THE SYNTHESIS OF PHOSPHOROUS ATOM MODIFIED NUCLEIC ACIDS}

키랄 X-포스포네이트 부분(moiety)을 포함하는 인 원자-변형된 핵산의 합성 방법이 본원에 기술된다. 본원에 기술된 방법은 화학적으로 안정한 H-포스포네이트 부분을 포함하는 비키랄(achiral) 분자와 뉴클레오시드/뉴클레오티드와의 비대칭 반응을 통하여 높은 부분입체이성질체 순도의 골격-변형된 핵산을 제공한다.

올리고뉴클레오티드는 치료, 진단, 연구, 및 새로운 그리고 나노물질 적용분야에 유용하다. 자연 그대로의 DNA나 RNA 서열을 이용하는 것은 뉴클레아제에 대한 이들의 안정성에 의해 제한된다. 게다가, 시험관내 연구들은 결합 친화도, 상보적인 RNA에 대한 서열 특이적 결합, 뉴클레아제에 대한 안정성과 같은 안티센스 뉴클레오티드의 특성이 인 원자의 배열에 의해 영향을 받는다는 것을 보여왔다. 그러므로, 인에서 입체선택적이며, 외인성 또는 내인성의 상보적인 DNA/RNA 서열에 대해 친화도를 유지하면서 분해에 대해 원하는 안정성을 나타내는 올리고뉴클레오티드를 생산하기 위한 방법이 본 기술분야에 요구된다. 고체 지지체(solid support) 상에서 또는 용액 중에서 용이하게 합성되며, 올리고뉴클레오티드의 당이나 핵염기 상의 광범위한 합성 변형을 허용하는 화합물들이 요구된다.

인 원자 변형된 중합체성 및 올리고머성 핵산의 입체선택적 합성이 본원에 기술되며, 이는 일부 구체예에서 고체 지지체 상에서 수행된다.

발명의 요약

본 발명의 하나의 양상에서, 비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함하는 분자 및 5'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드를 반응시켜 축합된 중간체를 형성하는 단계; 및 축합된 중간체를 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 핵산으로 전환시키는 단계를 포함하는, 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 핵산의 합성 방법을 제공한다.

일부 구체예에서, 비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함하는 분자 및 5'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드를 반응시켜 축합된 중간체를 형성하는 단계 단일용기내 반응인 방법을 제공한다.

일부 구체예에서, 상기 방법은 화학식 1의 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 핵산을 제공한다.

[화학식 1]

화학식 1의 화합물의 일부 구체예에서, R¹은 -OH, -SH, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -P(O)(R^e)₂, -HP(O)(R^e), -OR^a 또는 -SR^c이다. Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이다. R^a는 차단 부분이다. R^c는 차단 그룹이다. 각 경우의 R^d는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴, 카바메이트, -P(O)(R^e)₂, 또는 -HP(O)(R^e)이다. 각 경우의 R^e는 독립적으로, 수소, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y²-, 알케닐-Y²-, 알키닐-Y²-, 아릴-Y²-, 또는 헤테로아릴-Y²-, 또는 양이온이고, 이 양이온은 Na⁺¹, Li⁺¹, 또는 K⁺¹이다. Y²는 O, NR^d, 또는 S이다. 각 경우의 R²는 독립적으로, 수소, -OH, -SH, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -OR^b, 또는 -SR^c이고, 여기서, R^b는 차단 부분이다. 각 경우의 Ba는 독립적으로, 차단된 또는 차단되지 않은 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민, 우라실 또는 변형된 뉴클레오베이스이다. 각 경우의 X는 독립적으로, 알킬, 알콕시, 아릴, 알킬티오, 아실, -NR^fR^f, 알케닐옥시, 알키닐옥시, 알케닐티오, 알키닐티오, -S^-Z⁺, -Se^- Z⁺, 또는 -BH₃ ^- Z⁺이다. 각 경우의 R^f는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 아릴이다. Z⁺는 암모늄 이온, 알킬암모늄 이온, 헤테로방향족 이미늄 이온, 또는 헤테로시클릭 이미늄 이온이고, 이의 임의의 것은 1급, 2급, 3급 또는 4급이고, 또는 Z는 1가 금속 이온이다. R³는 수소, 차단 그룹, 고형 지지체에 연결된 연결 부분 또는 핵산에 연결된 연결 부분이고; n은 1 내지 약 200의 정수이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 화학식 1의 화합물의 각각의 X-포스포네이트 부분은 ³¹P NMR 분광법 또는 역상 HPLC로 측정한 바와 같이 부분입체이성질체적으로 98% 초과 순수하다. 본 방법의 일부 구체예에서, 각각의 X-포스포네이트 부분은 R _P 배열을 갖는다. 상기 방법의 다른 구체예에서, 각각의 X-포스포네이트 부분은 S _P 배열을 갖는다. 상기 방법의 다른 구체예에서, 각각의 X-포스포네이트는 독립적으로, R _P 배열 또는 S _P 배열을 갖는다.

상기 방법의 추가 구체예에서, 비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함하는 분자는 화학식 2의 화합물이다.

[화학식 2]

화학식 2에서, R¹은 -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -P(O)(R^e)₂, -HP(O)(R^e), -OR^a, 또는 -SR^c이다. Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이다. R^a는 차단 부분이다. R^c는 차단 그룹이다. 각 경우의 R^d는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴, 카바메이트, -P(O)(R^e)₂, 또는 -HP(O)(R^e)이다. 각 경우의 R^e는 독립적으로, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y²-, 알케닐-Y²-, 알키닐-Y²-, 아릴-Y²-, 또는 헤테로아릴-Y²-이다. Y²는 O, NR^d, 또는 S이다. R²는 수소, -NR^dR^d, N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -OR^b, 또는 -SR^c이고, 여기서, R^b는 차단 부분이다. Ba는 차단된 또는 차단되지 않은 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민, 우라실 또는 변형된 뉴클레오베이스이다. Z⁺는 암모늄 이온, 알킬암모늄 이온, 헤테로방향족 이미늄 이온, 또는 헤테로시클릭 이미늄 이온이고, 이의 임의의 것은 1급, 2급, 3급 또는 4급이고, 또는 1가 금속 이온이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 본 방법은 또한 키랄 시약을 포함한다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, 키랄 시약은 화학식 3의 화합물이다.

[화학식 3]

W₁ 및 W₂는 독립적으로, -NG⁵-, -O-, 또는 -S-이다. G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵는 독립적으로, 수소, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로시클릴, 헤테로아릴, 또는 아릴이고, 또는 G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 2개는 G⁶와 함께 약 20개 이하의 고리 원자의 포화, 부분 불포화 또는 불포화된 카보시클릭 또는 헤테로원자 함유 고리를 형성하고, 이 고리는 모노시클릭 또는 폴리시클릭, 융합 또는 비융합되고, 여기서, G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 4개 이하는 G⁶이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 5'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드는 화학식 4의 화합물이다.

[화학식 4]

각 경우의 R²는 독립적으로, 수소, -NR^dR^d, N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -OR^b, 또는 -SR^c이고, 여기서, R^b는 차단 부분이다. Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이다. R^c는 차단 그룹이다. 각 경우의 R^d는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴, 카바메이트, -P(O)(R^e)₂, 또는 -HP(O)(R^e)이다. 각 경우의 R^e는 독립적으로, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y²-, 알케닐-Y²-, 알키닐-Y²-, 아릴-Y²-, 또는 헤테로아릴-Y²-이다. Y²는 O, NR^d, 또는 S이다. 각 경우의 Ba는 독립적으로, 차단된 또는 차단되지 않은 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민, 우라실 또는 변형된 뉴클레오베이스이다. m은 0 내지 n-1의 정수이다. n은 1 내지 약 200의 정수이다. O_A는 트리틸 부분, 실릴 부분, 아세틸 부분, 아실 부분, 아릴 아실 부분, 고형 지지체에 연결된 연결 부분 또는 핵산에 연결된 연결 부분에 연결된다. J는 O이고, D는 H이고, 또는 J는 S, Se, 또는 BH₃이고, D는 키랄 리간드 C_i 또는화학식 A의 부분이다.

[화학식 A]

화학식 A에서, W₁ 및 W₂는 독립적으로, NHG⁵, OH, 또는 SH이다. A는 수소, 아실, 아릴, 알킬, 아르알킬, 또는 실릴 부분이다. G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵는 독립적으로, 수소, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로시클릴, 헤테로아릴, 또는 아릴이고, 또는 G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 2개는 G⁶와 함께 약 20개 이하의 고리 원자의 포화, 부분 불포화 또는 불포화된 카보시클릭 또는 헤테로원자 함유 고리를 형성하고, 이 고리는 모노시클릭 또는 폴리시클릭, 융합 또는 비융합되고, 여기서, G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 4개 이하는 G⁶이다.

본 발명의 또 다른 구체예에서, 본 방법은 또한, 축합 시약 C_R을 제공하고, 이로써 비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함하는 분자는 키랄 시약과 반응하여 키랄 중간체를 형성하는 것을 포함한다.

상기 방법의 추가 구체예에서, 축합 시약 C_R은 Ar₃PL₂, (ArO)₃PL₂,

이다.

Z¹, Z², Z³, Z⁴, Z⁵, Z⁶, Z⁷, Z⁸, Z⁹ 및 Z¹⁰는 독립적으로, 알킬, 아미노알킬, 시클로알킬, 헤테로시클릭, 시클로알킬알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시, 아릴옥시, 또는 헤테로아릴옥시이고, 또는 여기서, 임의의 Z² 및 Z³, Z⁵ 및 Z⁶, Z⁷ 및 Z⁸, Z⁸ 및 Z⁹, Z⁹ 및 Z⁷, 또는 Z⁷ 및 Z⁸ 및 Z⁹는 함께, 3 내지 20원 지환식 또는 헤테로시클릭 고리를 형성한다. Q^-는 반대 음이온이고, L은 이탈 그룹이고, w는 0 내지 3의 정수이다. Ar은 아릴, 헤테로아릴이고/이거나, Ar 그룹 중 하나는 폴리머 지지체에 부착된다. 본 방법의 일부 구체예에서, 축합 시약 C_R의 반대 이온은 Cl^-, Br^-, BF₄ ^-, PF₆ ^-, TfO^-, Tf₂N^-, AsF₆ ^-, ClO₄ ^-, 또는 SbF₆ ^-이고, 여기서, Tf는 CF₃SO₂이다. 상기 방법의 다른 구체예에서, 축합 시약 C_R의 이탈 그룹은 F, Cl, Br, I, 3-니트로-1,2,4-트리아졸, 이미다졸, 알킬트리아졸, 테트라졸, 펜타플루오로벤젠, 또는 1-히드록시벤조트리아졸이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 축합 시약은 포스겐, 트리클로로메틸 클로로포르메이트, 비스(트리클로로메틸)카보네이트 (BTC), 옥살릴 클로라이드, Ph₃PCl₂, (PhO)₃PCl_2, N,N'-비스(2-옥소-3-옥사졸리디닐)포스핀성 클로라이드 (BopCl), 1,3-디메틸-2-(3-니트로-1,2,4-트리아졸-1-일)-2-피롤리딘-1-일-1,3,2-디아자포스폴리디늄 헥사플루오로포스페이트 (MNTP), 또는 3-니트로-1,2,4-트리아졸-1-일-트리스(피롤리딘-1-일)포스포늄 헥사플루오로포스페이트 (PyNTP)이다.

본 방법의 추가 구체예에서, 본 방법은 또한, 활성 시약 A_R을 제공하는 것을 포함한다. 하나의 구체예에서, 활성 시약 A_R은 하기이다:

상기 식에서, Z¹¹, Z¹², Z¹³, Z¹⁴, Z¹⁵, Z¹⁶, Z¹⁷, Z¹⁸, Z¹⁹, Z²⁰, 및 Z²¹는 독립적으로, 수소, 알킬, 아미노알킬, 시클로알킬, 헤테로시클릭, 시클로알킬알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시, 아릴옥시, 또는 헤테로아릴옥시이고, 또는 여기서, 임의의 Z¹¹ 및 Z¹², Z¹¹ 및 Z¹³, Z¹¹ 및 Z¹⁴, Z¹² 및 Z¹³, Z¹² 및 Z¹⁴, Z¹³ 및 Z¹⁴, Z¹⁵ 및 Z¹⁶, Z¹⁵ 및 Z¹⁷, Z¹⁶ 및 Z¹⁷, Z¹⁸ 및 Z¹⁹, 또는 Z²⁰ 및 Z²¹는 함께, 3 내지 20원 지환식 또는 헤테로시클릭 고리를 형성하고, 또는 5 또는 20원 방향족 고리를 형성하고; Q^-는 반대 이온이다. 구체예에서, 활성 시약 A_R의 반대 이온은 Cl^-, Br^-, BF₄ ^-, PF₆ ^-, TfO^-, Tf₂N^-, AsF₆ ^-, ClO₄ ^-, 또는 SbF₆ ^-이고, 여기서, Tf는 CF₃SO₂이다. 하나의 구체예에서, 활성 시약 A_R은 이미다졸, 4,5-디시아노이미다졸 (DCI), 4,5-디클로로이미다졸, 1-페닐이미다졸리늄 트리플레이트 (PhIMT), 벤즈이미다졸리늄 트리플레이트 (BIT), 벤즈트리아졸, 3-니트로-1,2,4-트리아졸 (NT), 테트라졸, 5-에틸티오테트라졸, 5-(4-니트로페닐)테트라졸, N-시아노메틸피롤리디늄 트리플레이트 (CMPT), N-시아노메틸피페리디늄 트리플레이트, N-시아노메틸디메틸암모늄 트리플레이트이다. 다른 구체예에서, 활성 시약 A_R은 4,5-디시아노이미다졸 (DCI), 1-페닐이미다졸리늄 트리플레이트 (PhIMT), 벤즈이미다졸리늄 트리플레이트 (BIT), 3-니트로-1,2,4-트리아졸 (NT), 테트라졸, 또는 N-시아노메틸피롤리디늄 트리플레이트 (CMPT)이다.

구체예에서, 활성 시약 A_R은 N-시아노메틸피롤리디늄 트리플레이트 (CMPT)이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 반응은 비양자성 유기 용매에서 수행된다. 상기 방법의 다른 구체예에서, 용매는 아세토니트릴, 피리딘, 테트라히드로푸란, 또는 디클로로메탄이다. 상기 방법의 다른 구체예에서, 상기 비양자성 유기 용매가 염기성이 아닐 때, 염기는 반응 단계에서 존재한다. 본 방법의 일부 구체예에서, 염기는 피리딘, 퀴놀린, 또는 N,N-디메틸아닐린이다. 본 방법의 일부 구체예에서, 염기는 하기이다:

상기 식에서, Z²² 및 Z²³는 독립적으로, 알킬, 아미노알킬, 시클로알킬, 헤테로시클릭, 시클로알킬알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시, 아릴옥시, 또는 헤테로아릴옥시이고, 또는 여기서, 임의의 Z²² 및 Z²³는 함께, 3 내지 10원 지환식 또는 헤테로시클릭 고리를 형성한다. 본 방법의 일부 구체예에서, 염기는 N-시아노메틸피롤리딘이다. 본 방법의 일부 구체예에서, 비양자성 유기 용매는 무수이다. 상기 방법의 다른 구체예에서, 무수 비양자성 유기 용매는 새롭이 증류된다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, 새로이 증류된 무수 비양자성 유기 용매는 피리딘이다. 본 발명의 다른 구체예에서, 새로이 증류된 무수 비양자성 유기 용매는 아세토니트릴이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 축합된 중간체의 화학식 1의 화합물로의 전환 단계는 축합된 중간체를 변형하여 화학식 5의 화합물을 생성하는 단계를 포함한다.

[화학식 5]

화학식 5에서, R¹은 -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -P(O)(R^e)₂, -HP(O)(R^e), -OR^a, 또는 -SR^c. Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이다. R^a는 차단 부분이다. R^c는 차단 그룹이다. 각 경우의 R^d는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴, 카바메이트, -P(O)(R^e)₂, 또는 -HP(O)(R^e)이다. 각 경우의 R^e는 독립적으로, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y²-, 알케닐-Y²-, 알키닐-Y²-, 아릴-Y²-, 또는 헤테로아릴-Y²-이다. Y²는 O, NR^d, 또는 S이다. 각 경우의 R²는 독립적으로, 수소, -NR^dR^d, N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -OR^b, 또는 -SR^c이고, 여기서, R^b는 차단 부분이다. 각 경우의 Ba는 독립적으로, 차단된 또는 차단되지 않은 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민, 우라실, 또는 변형된 뉴클레오베이스이다. 각 경우의 J는 S, Se, 또는 BH₃이다. v는 1의 정수이다. O_A는 고형 지지체에 연결된 연결 부분 또는 핵산에 연결된 연결 부분에 연결된다. A는 아실, 아릴, 알킬, 아르알킬, 또는 실릴 부분이다. G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵는 독립적으로, 수소, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로시클릴, 헤테로아릴, 또는 아릴이고, 또는 G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 2개는 G⁶와 함께 약 20개 이하의 고리 원자의 포화, 부분 불포화 또는 불포화된 카보시클릭 또는 헤테로원자 함유 고리를 형성하고, 이 고리는 모노시클릭 또는 폴리시클릭, 융합 또는 비융합되고, 여기서, G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 4개 이하는 G⁶이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 축합된 중간체의 화학식 1의 화합물로의 전환 단계는 축합된 중간체를 캡핑하는 단계 및 캡핑된 축합 중간체를 변형하여 화학식 5의 화합물을 생성하는 단계를 포함한다.

[화학식 5]

화학식 5에서, R¹은 -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -P(O)(R^e)₂, -HP(O)(R^e), -OR^a, 또는 -SR^c. Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이다. R^a는 차단 부분이다. R^c는 차단 그룹이다. 각 경우의 R^d는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴, 카바메이트, -P(O)(R^e)₂, 또는 -HP(O)(R^e)이다. 각 경우의 R^e는 독립적으로, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y²-, 알케닐-Y²-, 알키닐-Y²-, 아릴-Y²-, 또는 헤테로아릴-Y²-이다. Y²는 O, NR^d, 또는 S이다. 각 경우의 R²는 독립적으로, 수소, -NR^dR^d, N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -OR^b, 또는 -SR^c이고, 여기서, R^b는 차단 부분이다. 각 경우의 Ba는 독립적으로, 차단된 또는 차단되지 않은 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민, 우라실, 또는 변형된 뉴클레오베이스이다. 각 경우의 J는 S, Se, 또는 BH₃이다. v는 2 내지 n-1의 정수이다. O_A는고형 지지체에 연결된 연결 부분 또는 핵산에 연결된 연결 부분에 연결된다. A는 아실, 아릴, 알킬, 아르알킬, 또는 실릴 부분이다. G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵는 독립적으로, 수소, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로시클릴, 헤테로아릴, 또는 아릴이고, 또는 G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 2개는 G⁶와 함께 약 20개 이하의 고리 원자의 포화, 부분 불포화 또는 불포화된 카보시클릭 또는 헤테로원자 함유 고리를 형성하고, 이 고리는 모노시클릭 또는 폴리시클릭, 융합 또는 비융합되고, 여기서, G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 4개 이하는 G⁶이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 본 방법은 또한, (a) 화학식 5의 화합물의 R¹을 탈차단하여 화학식 4의 화합물 (여기서, m은 적어도 1이고, J는 S, Se, 또는 BH3이고, D는 화학식 A의 부분임)을 생성하는 단계; (b) 제10항의 방법 (여기서, 축합된 중간체의 전환 단계는 축합된 중간체를 캡핑하는 단계 및 캡핑된 축합 중간체를 변형하여 화학식 5의 화합물 (여기서, v는 2 초과 및 약 200 미만임)을 생성하는 단계를 포함함)을 사용하여 화학식 4의 화합물을 반응시키는 단계; 및 (c) 임의로, 단계들 (a) 및 (b)을 반복하여 화학식 5의 화합물 (여기서, v는 3 초과 및 약 200 미만임)을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 방법의 다른 구체예에서, 본 방법은 또한, 화학식 5의 화합물을 화학식 1의 화합물로 전환하는 단계를 포함하고, 여기서, 각각의 Ba 부분은 탈차단된다. R¹은 -OH, -SH, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -P(O)(R^e)₂, -HP(O)(R^e), -OR^a 또는 -SR^c이다. Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이다. R^a는 차단 부분이다. R^c는 차단 그룹이다. 각 경우의 R^d는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴, 카바메이트, -P(O)(R^e)₂, 또는 -HP(O)(R^e)이다. 각 경우의 R^e는 독립적으로, 수소, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y²-, 알케닐-Y²-, 알키닐-Y²-, 아릴-Y²-, 또는 헤테로아릴-Y²-, 또는 양이온이고, 이 양이온은 Na⁺¹, Li⁺¹, 또는 K⁺¹이다. Y²는 O, NR^d, 또는 S이다. 각 경우의 R²는 독립적으로, 수소, -OH, -SH, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -OR^b, 또는 -SR^c이고, 여기서, R^b는 차단 부분이다. R³은 H이다. 각 경우의 X는 독립적으로, -S^-Z⁺, -Se^- Z⁺, 또는 -BH₃ ^- Z⁺이다. Z⁺는 암모늄 이온, 알킬암모늄 이온, 헤테로방향족 이미늄 이온, 또는 헤테로시클릭 이미늄 이온이고, 이의 임의의 것은 1급, 2급, 3급 또는 4급이고, 또는 Z는 1가 금속 이온이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 축합된 중간체의 화학식 1의 화합물로의 전환 단계는 축합된 중간체를 산성화하여 화학식 4의 화합물을 생성하는 단계를 포함하고, 여기서, m은 적어도 1이고, J는 O이고, D는 H이다. 본 방법의 일부 구체예에서, 축합된 중간체는 화학식 A'의 부분을 포함한다.

[화학식 A']

A는 수소이고, G¹ 및 G²는 독립적으로, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로아릴, 또는 아릴이고, G³, G⁴, 및 G⁵는 독립적으로, 수소, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로시클릴, 헤테로아릴, 또는 아릴이고, 또는 G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 2개는 G⁶와 함께 약 20개 이하의 고리 원자의 포화, 부분 불포화 또는 불포화된 카보시클릭 또는 헤테로원자 함유 고리를 형성하고, 이 고리는 모노시클릭 또는 폴리시클릭, 융합 또는 비융합되고, 여기서, G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 4개 이하는 G⁶이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 본 방법은 또한, (a) 제10항의 방법 (여기서, 축합된 중간체의 화학식 1의 화합물로의 전환 단계는 축합된 중간체를 산성화하여 화학식 4의 화합물(여기서, m은 적어도 2 및 약 200 미만이고; J는 O이고, D는 H임)을 생성하는 단계를 포함함)을 사용하여 화학식 4의 화합물 (여기서, m은 적어도 1이고, J는 O이고, D는 H임)을 반응시키는 단계, 및 (b) 임의로, 단계 (a)를 반복하여 화학식 4의 화합물(여기서, m은 2 초과 및 약 200 미만임)을 생성하는 단계를 포함한다.

본 방법의 일부 구체예에서, 산성화는, 퓨린 또는 피리미딘 부분을 축합된 중간체로부터 제거하지 않으면서 축합된 중간체를 화학식 4의 화합물로 전환하는데 효과적인 브뢴스테드 또는 루이스 산의 양을 첨가하는 것을 포함한다. 상기 방법의 다른 구체예에서, 산성화는 유기 용매에서 1% 트리플로오로아세트산, 유기 용매에서 3% 디클로로아세트산, 또는 유기 용매에서 3% 트리클로로아세트산을 첨가하는 것을 포함한다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, 산성화는 또한, 양이온 스캐빈져를 첨가하는 것을 포함한다. 본 방법의 일부 구체예에서, 양이온 스캐빈져는 트리에틸실란 또는 트리이소프로필실란이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 축합된 중간체의 화학식 1의 화합물로의 전환 단계는 또한, 축합된 중간체를 산성화 단계 전에 R¹을 탈차단하는 것을 포함한다.

상기 방법의 다른 구체예에서, 본 방법은 또한, 화학식 4의 화합물을 변형하여 X 부분을 도입하고, 이로써 화학식 1의 화합물 (여기서, R³는 차단 그룹 또는 고형 지지체에 연결된 연결 부분임)을 생성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 구체예에서, 본 방법은 또한, X 변형된 화합물을 처리하여 화학식 1의 화합물 (여기서, R¹은 -OH, -SH, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -P(O)(R^e)₂, -HP(O)(R^e), -OR^a 또는 -SR^c임)을 생성하는 단계를 포함한다. Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이다. R^a는 차단 부분이다. R^c는 차단 그룹이다. 각 경우의 R^d는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴, 카바메이트, -P(O)(R^e)₂, 또는 -HP(O)(R^e)이다. 각 경우의 R^e는 독립적으로, 수소, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y²-, 알케닐-Y²-, 알키닐-Y²-, 아릴-Y²-, 또는 헤테로아릴-Y²-, 또는 양이온이고, 이 양이온은 Na⁺¹, Li⁺¹, 또는 K⁺¹이다. Y²는 O, NR^d, 또는 S이다. 각 경우의 R²는 독립적으로, 수소, -OH, -SH, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -OR^b, 또는 -SR^c이고, 여기서, R^b는 차단 부분이다. 각각의 Ba 부분은 탈차단된다. R³은 H이다. 각 경우의 X는 독립적으로, 알킬, 알콕시, 아릴, 알킬티오, 아실, -NR^fR^f, 알케닐옥시, 알키닐옥시, 알케닐티오, 알키닐티오, -S^-Z⁺, -Se^- Z⁺, 또는 -BH₃ ^- Z⁺이다. 각 경우의 R^f는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 아릴이다. Z⁺는 암모늄 이온, 알킬암모늄 이온, 헤테로방향족 이미늄 이온, 또는 헤테로시클릭 이미늄 이온이고, 이의 임의의 것은 1급, 2급, 3급 또는 4급이고, 또는 Z는 1가 금속 이온이다. n은 1 초과 및 약 200 미만이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 상기 변형 단계는 붕소화제, 황 친전자체, 또는 셀레늄 친전자체를 사용하여 수행된다.

본 방법의 일부 구체예에서, 황 친전자체는 하기 식들 중 하나로 표시되는 화합물이다:

S₈ (식 B), Z²⁴-S-S-Z²⁵, 또는 Z²⁴-S-X-Z²⁵.

Z²⁴ 및 Z²⁵는 독립적으로, 알킬, 아미노알킬, 시클로알킬, 헤테로시클릭, 시클로알킬알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시, 아릴옥시, 헤테로아릴옥시, 아실, 아미드, 이미드, 또는 티오카보닐이고, 또는 Z²⁴ 및 Z²⁵는 함께, 3 내지 8원 지환식 또는 헤테로시클릭 고리를 형성하고, 이 고리는 치환 또는 비치환될 수 있고; X는 SO₂, O, 또는 NR^f이고; R^f는 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 아릴이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 황 친전자체는 화학식 B, C, D, E, 또는 F의 화합물이다:

[화학식 B]

[화학식 C]

[화학식 D]

[화학식 E]

[화학식 F]

.

본 방법의 일부 구체예에서, 셀레늄 친전자체는 하기 식들 중 하나로 표시되는 화합물이다:

Se (식 G), Z²⁶-Se-Se-Z²⁷, 또는 Z²⁶-Se-X-Z²⁷

Z²⁶ 및 Z²⁷는 독립적으로, 알킬, 아미노알킬, 시클로알킬, 헤테로시클릭, 시클로알킬알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시, 아릴옥시, 헤테로아릴옥시, 아실, 아미드, 이미드, 또는 티오카보닐이고, 또는 Z²⁶ 및 Z²⁷는 함께, 3 내지 8원 지환식 또는 헤테로시클릭 고리를 형성하고, 이 고리는 치환 또는 비치환될 수 있고; X는 SO₂, S, O, 또는 NR^f이고; R^f는 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 아릴이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 셀레늄 친전자체는 화학식 G, H, I, J, K, 또는 L의 화합물이다.

[화학식 G]

[화학식 H]

[화학식 I]

[화학식 J]

[화학식 K]

[화학식 L]

.

본 방법의 일부 구체예에서, 붕소화제는 보란-N,N-디이소프로필에틸아민 (BH₃·DIPEA), 보란-피리딘 (BH₃·Py), 보란-2-클로로피리딘 (BH₃·CPy), 보란-아닐린 (BH₃·An), 보란-테트라히드로푸란 (BH₃·THF), 또는 보란-디메틸설파이드 (BH₃·Me₂S)이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 상기 변형 단계는 실릴화제, 그 다음 황 친전자체, 셀레늄 친전자체, 붕소화제, 알킬화제, 알데히드, 또는 아실화제를 사용하여 수행된다.

본 방법의 일부 구체예에서, 실릴화제는 클로로트리메틸실란 (TMS-Cl), 트리이소프로필실릴클로라이드 (TIPS-Cl), t-부틸디메틸실릴클로라이드 (TBDMS-Cl), t-부틸디페닐실릴클로라이드 (TBDPS-Cl), 1,1,1,3,3,3-헥사메틸디실라잔 (HMDS), N-트리메틸실릴디메틸아민 (TMSDMA), N-트리메틸실릴디에틸아민 (TMSDEA), N-트리메틸실릴아세트아미드(TMSA), N,O-비스(트리메틸실릴)아세트아미드(BSA), 또는 N,O-비스(트리메틸실릴)트리플로오로아세트아미드(BSTFA)이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 황 친전자체는 하기 식들 중 하나로 표시되는 화합물이다: S₈ (식 B), Z²⁴-S-S-Z²⁵, 또는 Z²⁴-S-X-Z²⁵, 여기서, Z²⁴ 및 Z²⁵는 독립적으로, 알킬, 아미노알킬, 시클로알킬, 헤테로시클릭, 시클로알킬알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시, 아릴옥시, 헤테로아릴옥시, 아실, 아미드, 이미드, 또는 티오카보닐이고, 또는 Z²⁴ 및 Z²⁵는 함께, 3 내지 8원 지환식 또는 헤테로시클릭 고리를 형성하고, 이 고리는 치환 또는 비치환될 수 있고; X는 SO₂, O, 또는 NR^f이고; R^f는 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 아릴이다.

[화학식 B]

[화학식 C]

[화학식 D]

[화학식 E]

[화학식 F]

.

본 방법의 일부 구체예에서, 셀레늄 친전자체는 하기 식들 중 하나로 표시되는 화합물이다: Se (식 G), Z²⁶-Se-Se-Z²⁷, 또는 Z²⁶-Se-X-Z²⁷, 여기서, Z²⁶ 및 Z²⁷는 독립적으로, 알킬, 아미노알킬, 시클로알킬, 헤테로시클릭, 시클로알킬알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시, 아릴옥시, 헤테로아릴옥시, 아실, 아미드, 이미드, 또는 티오카보닐이고, 또는 Z²⁶ 및 Z²⁷는 함께, 3 내지 8원 지환식 또는 헤테로시클릭 고리를 형성하고, 이 고리는 치환 또는 비치환될 수 있고; X는 SO₂, S, O, 또는 NR^f이고; R^f는 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 아릴이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 셀레늄 친전자체는 화학식 G, H, I, J, K, 또는 L의 화합물이다:

[화학식 G]

[화학식 H]

[화학식 I]

[화학식 J]

[화학식 K]

[화학식 L]

.

본 방법의 일부 구체예에서, 알킬화제는 알킬 할라이드, 알케닐 할라이드, 알키닐 할라이드, 알킬 설포네이트, 알케닐 설포네이트, 또는 알키닐 설포네이트이다. 상기 방법의 다른 구체예에서, 알데히드는 (파라)-포름알데히드, 알킬 알데히드, 알케닐 알데히드, 알키닐 알데히드, 또는 아릴 알데히드이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 아실화제는 화학식 M 또는 N의 화합물이다.

[화학식 M]

[화학식 N]

G⁷은 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클릭, 시클로알킬알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시, 아릴옥시, 또는 헤테로아릴옥시이고; M은 F, Cl, Br, I, 3-니트로-1,2,4-트리아졸, 이미다졸, 알킬트리아졸, 테트라졸, 펜타플루오로벤젠, 또는 1-히드록시벤조트리아졸이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 상기 변형 단계는 할로겐화 시약과의 반응, 그 다음 친핵체와의 반응으로 수행된다. 본 방법의 일부 구체예에서, 할로겐화 시약은 CCl₄, CBr₄, Cl₂, Br₂, I₂, 설푸릴 클로라이드 (SO₂Cl₂), 포스겐, 비스(트리클로로메틸)카보네이트 (BTC), 황 모노클로라이드, 황 디클로라이드, 클로르아민, CuCl₂, N-클로로석신이미드 (NCS), CI₄, N-브로모석신이미드 (NBS), 또는 N-아이오도석신이미드 (NIS)이다. 상기 방법의 다른 구체예에서, 친핵체는 NR^fR^fH, R^fOH, 또는 R^fSH이고, 여기서, R^f는 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 아릴이고, NRfRfH의 Rf 중 적어도 하나는 수소가 아니다.

본 방법의 일부 구체예에서, 키랄 시약은 화학식 3의 화합물이고, 여기서, W₁는 NHG⁵ 및 W₂는 OH이다. 본 방법의 일부 구체예에서, 키랄 시약은 화학식 O 또는 화학식 P이다.

[화학식 O]

[ 화학식 P]

.

본 방법의 일부 구체예에서, 키랄 시약은 화학식 Q 또는 화학식 R이다.

[화학식 Q]

[화학식 R]

.

본 방법의 일부 구체예에서, R^A는 치환 또는 비치환된 트리틸 또는 치환된 실릴이다. 본 발명의 다른 구체예에서, R^A는 치환 또는 비치환된 트리틸 또는 치환된 실릴이다. 상기 방법의 다른 구체예에서, R^b는 치환 또는 비치환된 트리틸, 치환된 실릴, 아세틸, 아실, 또는 치환된 메틸 에테르이다.

본 방법의 일부 구체예에서, R³는 차단 그룹이고, 이 그룹은 치환된 트리틸, 아실, 치환된 실릴, 또는 치환된 벤질이다. 상기 방법의 다른 구체예에서, R³는 고형 지지체에 연결된 연결 부분이다.

본 방법의 일부 구체예에서, Ba 부분의 차단 그룹은 벤질, 아실, 포르밀, 디알킬포름아미디닐, 이소부티릴, 페녹시아세틸, 또는 트리틸 부분이고, 이의 임의의 것은 비치환 또는 치환될 수 있다. 본 방법의 일부 구체예에서, R¹은 -N₃, -NR^dR^d, 알키닐옥시, 또는 -OH이다. 본 방법의 일부 구체예에서, R¹은 -N₃, -NR^dR^d, 알키닐옥시, 또는 -OH이다. 상기 방법의 다른 구체예에서, R²은 -NR^dR^d, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 또는 헤테로아릴-Y¹-이고, 형광 또는 생분자 연결 부분로 치환된다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, R²은 -NR^dR^d, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 또는 헤테로아릴-Y¹-이고, 형광 또는 생분자 연결 부분로 치환된다.

본 방법의 일부 구체예에서, R²에 대한 치환기는 형광 부분이다. 상기 방법의 다른 구체예에서, R²에 대한 치환기는 바이오틴 또는 아비딘. 본 발명의 또 다른 구체예에서, R²에 대한 치환기는 형광 부분이다. 본 방법의 일부 구체예에서, R²에 대한 치환기는 바이오틴 또는 아비딘. 상기 방법의 다른 구체예에서, R²은 -OH, -N₃, 수소, 할로겐, 알콕시, 또는 알키닐옥시이다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, R²은 -OH, -N₃, 수소, 할로겐, 알콕시, 또는 알키닐옥시이다.

상기 방법의 일부 구체예에서, Ba는 5-브로모우라실, 5-아이오도우라실, 또는 2,6-디아미노퓨린이다. 상기 방법의 다른 구체예에서, Ba는 형광성 부분 또는 생체분자 결합 부분으로 치환되어 변형된다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, Ba는 형광성 부분 또는 생체분자 결합 부분으로 치환되어 변형된다. 상기 방법의 일부 구체예에서, Ba 상의 치환체는 형광성 부분이다. 상기 방법의 다른 구체예에서, Ba 상의 치환체는 바이오틴 또는 아비딘이다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, Ba 상의 치환체는 형광성 부분이다. 상기 방법의 일부 구체예에서, Ba 상의 치환체는 바이오틴 또는 아비딘이다.

상기 방법의 일부 구체예에서, Z는 피리디늄 이온, 트리에틸암모늄 이온, N,N-디이소프로필에틸암모늄 이온, 1,8-디아자비시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 이온, 나트륨 이온, 또는 칼륨 이온이다. 상기 방법의 다른 구체예에서, Z는 피리디늄 이온, 트리에틸암모늄 이온, N,N-디이소프로필에틸암모늄 이온, 1,8-디아자비시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 이온, 나트륨 이온, 또는 칼륨 이온이다. 상기 방법의 일부 구체예에서, X는 알킬, 알콕시, -NR^fR^f, -S^-Z⁺, 또는 -BH₃ ^-Z⁺이다. 상기 방법의 다른 구체예에서, X는 알킬, 알콕시, -NR^fR^f, -S^-Z⁺, 또는-BH₃ ^-Z⁺이다.

상기 방법의 구체예에서, 황 친전자체(electrophile)는 화학식 F, 화학식 E 또는 화학식 B이다. 상기 방법의 일부 구체예에서, 황 친전자체는 화학식 F, 화학식 E 또는 화학식 B이다. 상기 방법의 다른 구체예에서, 셀레늄 친전자체는 화학식 G 또는 화학식 L이다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 셀레늄 친전자체는 화학식 G 또는 화학식 L이다. 상기 방법의 일부 구체예에서, 붕소화제(boronating agent)는 보란-N,N-디이소프로필에틸아민(BH₃·DIPEA), 보란-2-클로로피리딘(BH₃·CPy), 보란-테트라하이드로퓨란(BH₃·THF), 또는 보란-디메틸설파이드(BH₃·Me₂S)이다. 상기 방법의 다른 구체예에서, 할로겐화제(halogenating agent)는 CCl₄, CBr₄, Cl₂, 설퍼릴 클로라이드(SO₂Cl₂), 또는 N-클로로숙신이미드(NCS)이다. 상기 방법의 또 다른 구체예에서, 축합 시약(condensing reagent)은 비스(트리클로로메틸)카보네이트(BTC), Ph₃PCl₂, 또는 N,N'-비스(2-옥소-3-옥사졸리디닐)포스피닉 클로라이드(BopCl)이다.

본 발명의 또 다른 실시형태에서, 시료 내 표적 분자를 확인 또는 검출하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 표적 분자를 함유할 것으로 의심되는 시료를 본 발명의 방법에 따라 합성된 화학식 1의 핵산 센서 분자와 접촉시키는 단계를 포함하고, 여기에서 신호 생성 단위에 의해 생성된 신호의 변화가 상기 시료 내 상기 표적의 존재를 나타낸다. 상기 핵산 센서 분자는 상기 표적 분자와 특이적으로 결합한다. 일부 구체예에서, 복수의 핵산 센서 분자가 존재한다. 일부 구체예에서, 상기 복수의 핵산 센서 분자는 다른 표적 분자에 특이적으로 결합하는 핵산 센서 분자들을 포함한다. 일부 경우, 상기 방법은 신호 생성 단위에 의해 생성된 신호의 변화를 정량화하여 시료 내 표적 분자의 양을 정량화하는 것을 추가로 포함한다. 상기 신호 생성 단위는 형광, 표면 플라즈몬 공명, 형광 소멸, 화학 발광, 간섭법(interferometry), 또는 굴절율 검출을 포함하는 임의의 종류의 신호를 검출하나 이에 제한되지는 않는다.

검출될 시료는 환경 시료, 생물학적 위험물질, 유기 시료, 약물, 독소, 풍미, 향기, 또는 생체 시료이다. 상기 생체 시료는 세포, 세포 추출물, 세포 용해물, 조직, 조직 추출물, 체액, 혈청, 혈액 또는 혈액 제제이다. 상기 방법의 일부 구체예에서, 표적 분자의 존재는 병적 상태의 존재를 나타낸다. 상기 방법의 일부 구체예에서, 표적 분자의 존재는 바람직한 분자의 존재를 나타낸다.

본 발명의 또 다른 실시형태에서, 핵산 주형으로부터 핵산의 원하는 영역을 증폭시키기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 (a) 관심있는 공통 서열에 상보적인 고정 뉴클레오티드 서열의 영역을 갖는 복수의 제1 PCR 프라이머를 제공하는 단계; (b) 복수의 제2 PCR 프라이머를 제공하는 단계; (c) 복수의 제1 PCR 프라이머 및 복수의 제2 PCR 프라이머를 이용하는 PCR을 통하여 핵산 주형을 조건 하에서 증폭하는 단계를 포함하고, 여기에서 복수의 제1 프라이머의 하위세트는 실질적으로 주형 내에서 어디에 존재하든 간에 관심있는 공통서열에 결합하고, 복수의 제2 프라이머의 하위세트는 제1 프라이머로부터 제거된 위치에서 주형에 결합하여, 제1 프라이머와 제2 프라이머가 측부에 있는 핵산 영역이 특이적으로 증폭되며, 여기에서 복수의 제1 PCR 프라이머 및/또는 제2 PCR 프라이머는 본 발명의 방법에 따라 생성된 화학식 1의 핵산 분자이다.

일부 구체예에서, 상기 주형은 게놈 DNA이다. 일부 구체예에서, 상기 주형은 진핵 게놈 DNA이다. 일부 구체예에서, 상기 주형은 인간 게놈 DNA이다. 일부 구체예에서, 상기 주형은 원핵 DNA이다. 일부 구체예에서, 상기 주형은 DNA로서, 클론된 게놈 DNA, DNA의 하위게놈 영역, 염색체, 또는 하위염색체 영역이다. 일부 구체예에서, 상기 주형은 RNA이다.

참조에 의한 통합

본 명세서에서 개시된 모든 문헌 및 특허 출원은 각각의 문헌 또는 특허 출원이 구체적으로 그리고 개별적으로 참고로서 통합되어 있다고 나타낸 것과 같은 동일한 정도로 전체가 참조로서 본원에 통합되어 있다.

본 발명의 신규 특징이 첨부된 청구항에 자세하게 제시되어 있다. 본 발명의 특징 및 장점은 본 발명의 원리가 이용된 예시적인 구체예를 제시하는 하기 상세한 설명, 및 첨부된 도면을 참고하여 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1. (S _P)-4tt (CDCl₃)의 ¹H NMR 스펙트럼
도 2. (S _P)-4tt (CDCl₃)의 ³¹P NMR 스펙트럼
도 3. (R _P)-4tt (CDCl₃)의 ¹H NMR 스펙트럼
도 4. (R _P)-4tt (CDCl₃)의 ³¹P NMR 스펙트럼
도 5a. (S _P)-5tt의 조 UPLC^® 프로파일
도 5b. Ph3PCl2 대신에 BTC를 사용하는 (S _P)-5tt의 조 UPLC^® 프로파일
도 6a. (S _P)-5tt의 조 UPLC^® 프로파일
도 6b. PH3PCL2 대신에 BTC를 사용하는 (S _P)-5tt의 조 UPLC^® 프로파일
도 7a. (R _P)-5tt의 조 UPLC^® 프로파일
도 7b. (R _P)-5tt의 조 UPLC^® 프로파일
도 8. (R _P)-5tt의 조 UPLC^® 프로파일
도 9a. (S _P)-5ct의 조 UPLC^® 프로파일
도 9b. (S _P)-5ct의 조 UPLC^® 프로파일
도 10a. (R _P)-5ct의 조 UPLC^® 프로파일
도 10b. (R _P)-5ct의 조 UPLC^® 프로파일
도 11. (S _P)-5at의 조 UPLC^® 프로파일
도 12. (R _P)-5at의 조 UPLC^® 프로파일
도 13. (S _P)-5gt의 조 UPLC^® 프로파일
도 14. (R _P)-5gt의 조 UPLC^® 프로파일
도 15a. (S _P)-5tt의 조 UPLC^® 프로파일
도 15b. (S _P)-5tt의 조 UPLC^® 프로파일
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도 16b. (S _P)-5tt의 조 UPLC^® 프로파일
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도 17b. (R _P)-5tt의 조 UPLC^® 프로파일
도 18. (S _P)-5ct의 조 UPLC^® 프로파일
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도 20a. (S _P)-5at의 조 UPLC^® 프로파일
도 20b. (S _P)-5at의 조 UPLC^® 프로파일
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도 28. (R _P)-8tt의 조 UPLC^® 프로파일
도 29A. All-(S _P)-[T_PS]₃T의 조 UPLC^® 프로파일
도 29B. All-(S _P)-[T_PS]₃T의 MALDI TOF-MS 스펙트럼
도 30A. (S _P, R _P, S _P)-[T_PS]₃T의 조 UPLC^® 프로파일
도 30B. (S _P, R _P, S _P)-[T_PS]₃T의 MALDI TOF-MS 스펙트럼
도 31A. (RP, SP, RP)-[T_PS]₃T의 조 UPLC^® 프로파일
도 31B. (R _P, S _P, R _P)-[T_PS]₃T의 MALDI TOF-MS 스펙트럼
도 32A. All-(R _P)-[T_PS]₃T의 조 UPLC^® 프로파일
도 32B. All-(R _P)-[T_PS]₃T의 MALDI TOF-MS 스펙트럼
도 33A. (S _P)-9u_Mu의 조 UPLC^® 프로파일
도 33B. (S _P)-9u_Mu의 MALDI TOF-MS 스펙트럼
도 34A. (R _P)-9uMu의 조 UPLC^® 프로파일
도 34B. (R _P)-9u_Mu의 MALDI TOF-MS 스펙트럼
도 35A. (S _P)-10uFu의 조 UPLC^® 프로파일
도 35B. (S _P)-10u_Fu의 MALDI TOF-MS 스펙트럼
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도 36B. (R _P)-10u_Fu의 MALDI TOF-MS 스펙트럼
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도 37B. (S _P)-11nt의 MALDI TOF-MS 스펙트럼
도 38A. (R _P)-11nt의 조 UPLC^® 프로파일
도 38B. (R _P)-11nt의 MALDI TOF-MS 스펙트럼

정의

달리 언급하지 않는 한, 명세서와 청구항을 포함하는 본원에 사용된 하기 용어들은 하기에 제시된 정의를 갖는다. 명세서와 첨부된 청구항에 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않는 한, 복수물을 포함함에 유의하여야 한다. 달리 나타내지 않는 한, 질량 분광학, NMR, HPLC, 단백질 화학, 생화학, 재조합 DNA 기법 및 약리학의 통상적인 방법이 사용된다. 본원에서, "또는"이나 "및"의 사용은 달리 언급하지 않는 한, "및/또는"을 의미한다. 나아가, 용어 "포함하는" 뿐만 아니라 다른 형태, 즉 "포함하다"와 "포함된"의 사용은 한정하는 것이 아니다.

용어 "핵산"은 폴리- 또는 올리고-리보뉴클레오티드(RNA) 및 폴리- 또는 올리고-데옥시리보뉴클레오티드(DNA); 핵염기 및/또는 변형된 핵염기의 N-글리코시드 또는 C-글리코시드로부터 유래된 RNA 또는 DNA; 당 및/또는 변형된 당으로부터 유래된 핵산; 및 인산 다리(bridge) 및/또는 변형된 인-원자 다리로부터 유래된 핵산을 포함한다. 상기 용어는 핵염기, 변형된 핵염기, 당, 변형된 당, 인산 다리 또는 변형된 인 원자 다리의 임의의 조합을 함유하는 핵산을 포함한다. 예로는 리보오스 부분을 함유하는 핵산, 데옥시-리보오스 부분을 함유하는 핵산, 리보오스 및 데옥시리보오스 부분 모두를 함유하는 핵산, 리보오스 및 변형된 리보오스 부분을 함유하는 핵산을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 접두사 폴리-는 약 1 내지 약 10,000개의 뉴클레오티드 단량체 단위를 함유하는 핵산을 지칭하며, 접두사 올리고-는 약 1 내지 약 200개의 뉴클레오티드 단량체 단위를 함유하는 핵산을 지칭한다.

용어 "핵염기(nucleobase)"는 서열 특이적 방식으로 하나의 핵산 가닥을 또 다른 상보적인 가닥에 결합시키는 수소-결합에 관여하는 핵산의 일부를 지칭한다. 가장 통상적인 자연적으로 발생하는 핵염기는 아데닌(A), 구아닌(G), 우라실(U), 시토신(C), 및 티민(T)이다.

용어 "변형된 핵염기"는 핵염기를 대체할 수 있는 부분을 지칭한다. 상기 변형된 핵염기는 핵염기의 공간 배열, 전자 특성, 또는 일부 다른 물리화학적 특성을 모방하며, 서열 특이적 방식으로 하나의 핵산 가닥을 또 다른 핵산 가닥에 결합시키는 수소-결합의 특성을 보유한다. 변형된 핵염기는 용해 거동, 세포내 효소에 의한 인식 또는 올리고뉴클레오티드 이중체(duplex)의 활성에 실질적으로 영향을 미치지 않으면서 5종의 자연적으로 발생하는 염기(우라실, 티민, 아데닌, 시토신, 또는 구아닌) 모두와 쌍을 이룰 수 있다.

용어 "뉴클레오시드"는 핵염기 또는 변형된 핵염기가 당 또는 변형된 당에 공유적으로 결합된 부분을 지칭한다.

용어 "당"은 닫힌 및/또는 열린 형태의 단당류를 지칭한다. 당은 리보오스, 데옥시리보오스, 펜토퓨라노스, 펜토피라노스, 및 헥소피라노스 부분을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.

용어 "변형된 당"은 당을 대체할 수 있는 부분을 지칭한다. 상기 변형된 당은 당의 공간 배열, 전자 특성, 또는 일부 다른 물리화학적 특성을 모방한다.

용어 "뉴클레오티드"는 핵염기 또는 변형된 핵염기가 당 또는 변형된 당에 공유적으로 연결된 부분을 지칭하며, 상기 당 또는 변형된 당은 인산 그룹 또는 변형된 인-원자 부분에 공유적으로 연결된다.

용어 "키랄 시약"은 키랄이거나 거울상으로 순수하고 핵산 합성에서 비대칭 유도에 사용될 수 있는 화합물을 지칭한다.

용어 "키랄 리간드" 또는 "키랄 보조체(chiral auxiliary)"는 키랄이거나 거울상으로 순수하며, 반응의 입체화학적 결과를 제어하는 부분을 지칭한다.

축합 반응에서, 용어 "축합 시약"은 반응성이 낮은 부위를 활성화시켜 친핵체에 의한 공격에 보다 민감하게 하는 시약을 지칭한다.

용어 "차단 부분(blocking moiety)"은 관능 그룹의 반응성을 일시적으로 감추는 그룹을 지칭한다. 상기 관능 그룹은 차단 부분의 제거에 의해 나중에 드러날 수 있다.

용어 "붕소화제", "황 친전자체", "셀레늄 친전자체"는 인 원자의 변형을 위해, 각각 BH₃, S, 및 Se 그룹을 도입하는데 사용되는 변형 단계에 유용한 화합물을 지칭한다.

용어 "부분"은 분자의 특정 단편 또는 관능 그룹을 지칭한다. 화학적 부분은 분자 내에 포매되거나 분자에 부착된 흔히 알려진 화학 물질(entity)이다.

용어 "고체 지지체"는 핵산의 합성적 대량 생산을 가능케 하며 필요시 다시 이용될 수 있는 임의의 지지체를 지칭한다. 본원에 사용된 바와 같이, 상기 용어는 핵산을 합성하기 위해 수행되는 반응 단계에 사용되는 매체(media)에 용해되지 않으며, 반응성 그룹을 포함하기 위해 유도체화되는 중합체를 지칭한다.

용어 "연결 부분(linking moiety)"은 말단 뉴클레오시드와 고체 지지체 사이에 또는 말단 뉴클레오시드와 또 다른 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 또는 핵산 사이에 임의로 위치한 임의의 부분을 지칭한다.

본원에 사용된 바와 같이, "치료" 또는 "치료하는" 또는 "완화하는" 또는 "개선시키는"은 본원에 상호교환적으로 사용된다. 이들 용어는 치료적 이득 및/또는 예방적 이득을 포함하나 이에 제한되지 않는 유익하거나 원하는 결과를 얻기 위한 접근법을 지칭한다. 치료적 이득은 치료될 기저 장애의 제거 또는 개선을 의미한다. 또한, 치료적 이득은 환자가 여전히 기저 장애로 고통받을 수 있음에도 불구하고 환자에서 개선이 관찰되도록 기저 장애와 관련된 생리학적 증상 중 하나 이상을 제거 또는 개선하여 달성된다. 예방적 이득을 위해, 조성물은 이러한 질환의 진단이 이뤄지지 않을 수 있음에도 불구하고 특정 질환이 생길 위험에 있는 환자, 또는 질환의 생리학적 증상 중 하나 이상을 보고하는 환자에게 투여될 수 있다.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "치료 효과"는 상기 기술된 치료적 이득 및/또는 예방적 이득을 포함한다. 예방 효과는 질환 또는 상태의 출현을 늦추거나 제거하는 것, 질환 또는 상태의 증상의 개시를 지연시키거나 제거하는 것, 질환 또는 상태의 진행을 늦추거나 정지시키거나 또는 역전시키는 것, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.

"알킬" 그룹은 지방족 탄화수소 그룹을 의미한다. 알킬 부분은 포화 알킬 그룹 (이는, 임의의 불포화 단위, 예를 들어, 탄소-탄소 이중결합 또는 탄소-탄소 삼중결합을 함유하지 않는다는 것을 의미한다)일 수 있고, 또는 알킬 부분은 불포화된 알킬 그룹 (이는, 적어도 하나의 불포화 단위를 함유하는 것을 의미한다)일 수 있다. 알킬 부분은, 포화 또는 불포화이든지, 분지된, 곧은 사슬일 수 있고, 또는 시클릭 부분을 포함한다. 알킬의 부착점은 고리의 일부가 아닌 탄소 원자이다.

"알킬" 부분은 1 내지 10개의 탄소 원자 (본 명세서 어디에서도, 수치 범위, 예컨대 "1 내지 10"은 주어진 검위의 각 정수를 의미하고; 예를 들어, "1 내지 10개의 탄소 원자"는, 알킬 그룹이 1개의 탄소 원자, 2개의 탄소 원자, 3개의 탄소 원자 등, 10개 이하의 탄소 원자로 이루어질 수 있다는 것을 의미하지만, 본 정의는 수지 범위가 지정되지 않은 용어 "알킬"의 생성을 또한 포함한다)를 가질 수 있다. 알킬은 분지된 및 곧은 사슬 모두의 알킬 그룹을 포함한다. 본 명세서에 기재된 화합물의 알킬 그룹은 "C₁-C₆ 알킬" 또는 유사한 명칭으로서 지칭될 수 있다. 단지 예로써, "C₁-C₆ 알킬"은 알킬 사슬에서 1, 2, 3, 4, 5 또는 6개의 탄소 원자가 있다는 것을 나타내고,, 즉 알킬 사슬은 메틸, 에틸, 프로필, iso-프로필, n-부틸, iso-부틸, sec-부틸, 및 t-부틸로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 전형적인 알킬 그룹은, 비제한적으로, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 3급 부틸, 펜틸, 헥실, 알릴, 시클로프로필메틸, 시클로부틸메틸, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸 등을 포함한다. 하나의 측면에서, 알킬은 C₁-C₆ 알킬이다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "아릴"은 방향족 고리를 의미하고, 여기서, 고리를 형성하는 각각의 원자는 탄소 원자이다. 아릴 고리는 5, 6, 7, 8, 9, 또는 9개 초과의 탄소 원자에 의해 형성된다. 아릴 그룹은치환 또는 비치환된다. 하나의 측면에서, 아릴은 페닐 또는 나프탈레닐이다. 구조에 따라, 아릴 그룹은 모노라디칼 또는 디라디칼 (즉, 아릴렌 그룹)일 수 있다. 하나의 측면에서, 아릴은 C₆-C₁₀아릴이다.

"헤테로아릴" 또는 대안으로, "헤테로방향족"은 5- 내지 18-원 방향족 라디칼 (예를 들어, C₅-C₁₃ 헤테로아릴)을 의미하고, 이는 질소, 산소 및 황으로부터 선택된 하나 이상의 고리 헤테로원자를 포함하고, 모노시클릭, 바이시클릭, 트리시클릭 또는 테트라시클릭 고리계일 수 있다. 본 명세서에 어디에서도, 수치 범위, 예컨대 "5 내지 18"은 주어진 범위의 각 정수를 의미하고; 예를 들어, "5 내지 18개의 고리 원자"는, 헤테로아릴 그룹이 5개의 고리 원자, 6개의 고리 원자 등, 18개 이하의 고리 원자로 이루어질 수 있다는 것을 의미한다. N 함유 "헤테로방향족" 또는 "헤테로아릴" 부분은 방향족 그룹을 의미하고, 여기서, 고리의 골격 원자의 적어도 하나는 질소 원자이다. 폴리시클릭 헤테로아릴 그룹은 융합 또는 비융합될 수 있다. 헤테로아릴 라디칼에서의 헤테로원자(들)은 임의로 산화된다. 하나 이상의 질소 원자는, 존재하면, 임의로 4급화된다. 헤테로아릴은 임의의 고리(들) 원자를 통해 분자의 나머지에 부착된다. 헤테로아릴의 예는, 비제한적으로 하기를 포함한다: 아제피닐, 아크리디닐, 벤즈이미다졸릴, 벤즈인돌릴, 1,3-벤조디옥솔릴, 벤조푸라닐, 벤조옥사졸릴, 벤조[d]티아졸릴, 벤조티아디아졸릴, 벤조[b][1,4]디옥세피닐, 벤조[b][1,4]옥사지닐, 1,4-벤조디옥사닐, 벤조나프토푸라닐, 벤족사졸릴, 벤조디옥솔릴, 벤조디옥시닐, 벤족사졸릴, 벤조피라닐, 벤조피라노닐, 벤조푸라닐, 벤조푸라노닐, 벤조푸라자닐, 벤조티아졸릴, 벤조티에닐 (벤조티오페닐), 벤조티에노[3,2-d]피리미디닐, 벤조트리아졸릴, 벤조[4,6]이미다조[1,2-a]피리디닐, 카바졸릴, 신놀리닐, 시클로펜타[d]피리미디닐, 6,7-디히드로-5H-시클로펜타[4,5]티에노[2,3-d]피리미디닐, 5,6-디히드로벤조[h]퀴나졸리닐, 5,6-디히드로벤조[h]신놀리닐, 6,7-디히드로-5H-벤조[6,7]시클로헵타[1,2-c]피리다지닐, 디벤조푸라닐, 디벤조티오페닐, 푸라닐, 푸라자닐, 푸라노닐, 푸로[3,2-c]피리디닐, 5,6,7,8,9,10-헥사히드로시클로옥타[d]피리미디닐, 5,6,7,8,9,10-헥사히드로시클로옥타[d]피리다지닐, 5,6,7,8,9,10-헥사히드로시클로옥타[d]피리디닐, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 인다졸릴, 인돌릴, 인다졸릴, 이소인돌릴, 인돌리닐, 이소인돌리닐, 이소퀴놀릴, 인돌리지닐, 이속사졸릴, 5,8-메타노-5,6,7,8-테트라히드로퀴나졸리닐, 나프티리디닐, 1,6-나프티리디노닐, 옥사디아졸릴, 2-옥소아제피닐, 옥사졸릴, 옥시라닐, 5,6,6a,7,8,9,10,10a-옥타히드로벤조[h]퀴나졸리닐, 1-페닐-1H-피롤릴, 펜아지닐, 페노티아지닐, 펜옥사지닐, 프탈라지닐, 프테리디닐, 퓨리닐, 피라닐, 피롤릴, 피라졸릴, 피라졸롤[3,4-d]피리미디닐, 피리디닐, 피리도[3,2-d]피리미디닐, 피리도[3,4-d]피리미디닐, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 피롤릴, 퀴나졸리닐, 퀴녹사리닐, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 테트라히드로퀴놀리닐, 5,6,7,8-테트라히드로퀴나졸리닐, 5,6,7,8-테트라히드로벤조[4,5]티에노[2,3-d]피리미디닐, 6,7,8,9-테트라히드로-5H-시클로헵타[4,5]티에노[2,3-d]피리미디닐, 5,6,7,8-테트라히드로피리도[4,5-c]피리다지닐, 티아졸릴, 티아디아졸릴, 티아피라닐, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 트리아지닐, 티에노[2,3-d]피리미디닐, 티에노[3,2-d]피리미디닐, 티에노[2,3-c]피리디닐, 및 티오페닐 (즉, 티에닐). 본 명세서에서 달리 특정하여 언급되지 않으면, 헤테르아릴 부분은 하나 이상의 치환기에 의해 임의 치환되고, 이 치환기는 독립적으로, 알킬, 헤테로알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 아릴알킬, 헤테로아릴, 헤테로아릴알킬, 히드록시, 할로, 시아노, 니트로, 옥소, 티옥소, 트리메틸실라닐, -OR^a, -SR^a, -OC(O)R^a, -N(R^a)₂, -C(O)R^a, -C(O)OR^a, -C(O)N(R^a)₂, -N(R^a)C(O)OR^a, -N(R^a)C(O)R^a, -N(R^a)S(O)_tR^a (여기서, t는 1 또는 2이다), -S(O)_tOR^a (여기서, t는 1 또는 2이다), 또는 -S(O)_tN(R^a)₂ (여기서, t는 1 또는 2이다)이고, 각각의 R^a는 독립적으로, 수소, 알킬, 플루오로알킬, 카보시클릴, 카보시클릴알킬, 아릴, 아르알킬, 헤테로시클릴, 헤테로시클릴알킬, 헤테로아릴 또는 헤테로아릴알킬이다.

용어 "지환식"은 지방족 및 시클릭 모두인 모든 탄소부분을 의미한다. 지환식 그룹은 포화 또는 불포화될 수 있지만 방향족 특성을 갖지 않는 하나 이상의 모든 탄소 고리를 함유한다. 지환식 그룹은 치환 또는 비치환되고, 1 내지 10개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 하나의 측면에서, 지환식은 모노시클릭 시클로알칸이다. 또 다른 측면에서, 지환식은 바이시클릭 시클로알칸이다.

용어 "아르알킬"은 아릴 그룹으로 치환된 알킬 그룹을 의미한다. 적당한 아르알킬 그룹은 벤질, 피콜릴 등을 포함하고, 이들 모두는 임의 치환될 수 있다.

"아실 부분"은 알킬(C=O), 아릴(C=O), 또는 아르알킬(C=O) 그룹을 의미한다. 아실 부분은 개입 부분 (Y)를 가질 수 있고, 이 부분은 카보닐과 탄화수소 그룹 사이의 옥시, 아미노, 티오, 또는 셀레노이다. 예를 들어, 아실 그룹은 알킬-Y-(C=O), 아릴-Y-(C=O) 또는 아르알킬-Y-(C=O)일 수 있다.

"알케닐" 그룹은 적어도 하나 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는 곧은 사슬, 분지 사슬, 및 시클릭 탄화수소 그룹이다. 알케닐 그룹은 치환될 수 있다.

"알키닐" 그룹은 적어도 하나 탄소-탄소 삼중 결합을 함유하는 곧은 사슬, 분지 사슬, 및 시클릭 탄화수소 그룹이다. 알키닐 그룹은 치환될 수 있다.

"알콕시" 그룹은 산소에 연결된 알킬 그룹, 즉 (알킬)-O- 그룹을 의미하고, 여기서 알킬은 본 명세서에서 정의된 바와 같다. 그 예는 메톡시 (-OCH₃) 또는 에톡시 (-OCH₂CH₃) 그룹을 포함한다.

"알케닐옥시" 그룹은 산소에 연결된 알케닐 그룹, 즉 (알케닐)-O- 그룹을 의미하고, 여기서, 알케닐은 본 명세서에서 정의된 바와 같다.

"알키닐옥시" 그룹은 산소에 연결된 알키닐 그룹, 즉 (알키닐)-O- 그룹을 의미하고, 여기서, 알키닐은 본 명세서에서 정의된 바와 같다.

"아릴옥시" 그룹은 산소에 연결된 아릴 그룹, 즉 (아릴)-O-그룹을 의미하고, 여기서, 아릴은 본 명세서에서 정의된 바와 같다. 그 예는 페녹시 (-OC₆H₅)를 포함한다.

용어 "알킬셀레노"는 알킬 그룹에 부착된 하위치환된 셀레노 그룹을 갖는 알킬 그룹, 즉 (알킬)-Se- 그룹을 의미하고, 여기서, 알킬은 본 명세서에 정의되어 있다.

용어 "알케닐셀레노"는 알케닐 그룹에 부착된 하위치환된 셀레노 그룹을 갖는 알케닐 그룹, 즉 (알케닐)-Se- 그룹을 의미하고, 여기서, 알케닐은 본 명세서에 정의되어 있다.

용어 "알키닐셀레노"는 알키닐 그룹에 부착된 하위치환된 셀레노 그룹을 갖는 알키닐 그룹, 즉 (알키닐)-Se- 그룹을 의미하고, 여기서, 알케닐은 본 명세서에 정의되어 있다.

용어 "알킬티오"는 브릿징(bridging) 황 원자에 부착된 알킬 그룹, 즉 (알킬)-S- 그룹을 의미하고, 여기서, 알킬은 본 명세서에 정의되어 있다. 예를 들어, 알킬티오는 메틸티오 등이다.

용어 "알케닐티오"는 브릿징 황 원자에 부착된 알케닐 그룹, 즉 (알케닐)-S- 그룹을 의미하고, 여기서, 알케닐은 본 명세서에 정의되어 있다.

용어 "알키닐티오"는 브릿징 황 원자에 부착된 알키닐 그룹, 즉 (알키닐)-S- 그룹을 의미하고, 여기서, 알케닐은 본 명세서에 정의되어 있다.

용어 "알킬아미노"는 적어도 하나 알킬 그룹으로 치환된 아미노 그룹, 즉 -NH(알킬) 또는 -N-(알킬)₂을 의미하고, 여기서, 알킬은 본 명세서에 정의되어 있다.

용어 "알케닐아미노"는 적어도 하나 알케닐 그룹으로 치환된 아미노 그룹, 즉 -NH(알케닐) 또는 -N-(알케닐)₂을 의미하고, 여기서, 알케닐은 본 명세서에 정의되어 있다.

용어 "알키닐아미노"는 적어도 하나 알키닐 그룹으로 치환된 아미노 그룹, 즉 -NH(알키닐) 또는 -N-(알키닐)₂ 을 의미하고, 여기서, 알키닐은 본 명세서에 정의되어 있다.

용어 "할로겐"은 불소, 염소, 브롬 및 요오드를 포함하는 것으로 의도된다.

"형광 그룹"은, 선택된 파장을 갖는 광으로 여기될 때, 상이한 파장의 빛을 방출하는 분자를 의미한다. 형광 그룹은, 비제한적으로, 인돌 그룹, 플루오레세인, 테트라메틸로드아민, 텍사스 레드(Texas Red), 보디피(BODIPY), 5-[(2-아미노에틸)아미노]나프탈렌-1-설폰산 (EDANS), 쿠마린(쿠마린) 및 루시퍼 옐로우(Lucifer yellow)을 포함한다.

"암모늄 이온"은 화학식 NH₄ ⁺의 양전하를 띤 다원자 양이온이다.

"알킬암모늄 이온"은 알킬 그룹에 의해 치환된 수소 원자의 하나 이상을 갖는 암모늄이온이고, 여기서, 알킬은 본 명세서에 정의되어 있다. 그 예는 트리에틸암모늄 이온, N,N-디이소프로필에틸암모늄 이온을 포함한다.

"이미늄 이온"은 일반 구조 R₂C=NR₂ ⁺로 표시된다. R 그룹은 본 명세서에 정의된 바와 같은 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴 그룹을 의미한다. "헤테로방향족 이미늄 이온"은 이미늄 이온을 의미하고, 여기서 질소 및 이의 부착된 R 그룹은 헤테로방향족 고리를 형성한다. "헤테로시클릭 이미늄 이온"은 이미늄 이온을 의미하고, 여기서 질소 및 이의 부착된 R 그룹은 헤테로시클릭 고리를 형성한다.

용어 "아미노" 또는 "아민"은 -N(R^h)₂라디칼 그룹을 의미하고, 여기서, 각각의 R^h는, 본 명세서에서 달리 특정하여 언급되지 않으면, 독립적으로, 수소, 알킬, 플루오로알킬, 카보시클릴, 카보시클릴알킬, 아릴, 아르알킬, 헤테로시클릴, 헤테로시클릴알킬, 헤테로아릴 또는 헤테로아릴알킬이다. -N(R^f)₂그룹이 수소 이외의 2개의 R^f를 가질 때, 질소 원자와 결합하여 4-, 5-, 6-, 또는 7-원 고리를 형성할 수 있다. 예를 들어, -N(R^f)₂은, 비제한적으로, 1-피롤리디닐 및 4-모폴리닐을 포함하는 것으로 의도된다. 수소, 알킬, 플루오로알킬, 카보시클릴, 카보시클릴알킬, 아릴, 아르알킬, 헤테로시클릴, 헤테로시클릴알킬, 헤테로아릴 또는 헤테로아릴알킬 중 임의의 하나 이상은 하나 이상의 치환기로 임의 치환되고, 이 치환기는 독립적으로, 알킬, 헤테로알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 아릴알킬, 헤테로아릴, 헤테로아릴알킬, 히드록시, 할로, 시아노, 트리플로오로메틸, 트리플로오로메톡시, 니트로, 트리메틸실라닐, -ORⁱ, -SRⁱ, -OC(O)Rⁱ, -N(Rⁱ)₂, -C(O)Rⁱ, -C(O)ORⁱ, -OC(O)N(Rⁱ)₂, -C(O)N(Rⁱ)₂, -N(Rⁱ)C(O)ORⁱ, -N(Rⁱ)C(O)Rⁱ, -N(Rⁱ)C(O)N(Rⁱ)₂, N(Rⁱ)C(NRⁱ)N(Rⁱ)₂, -N(Rⁱ)S(O)_트리 (여기서, t는 1 또는 2이다), -S(O)_tOR^f (여기서, t는 1 또는 2이다), 또는 -S(O)_tN(R^f)₂ (여기서, t는 1 또는 2이다)이고, 여기서, 각각의 Rⁱ는 독립적으로, 수소, 알킬, 플루오로알킬, 카보시클릴, 카보시클릴알킬, 아릴, 아르알킬, 헤테로시클릴, 헤테로시클릴알킬, 헤테로아릴 또는 헤테로아릴알킬이다.

"카바메이트"는, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 아미노 그룹에 부착된 부분을 의미하고, 이 그룹은 화학식 -C(O)OR로 표시되고, 여기서, R은 알킬, 플루오로알킬, 카보시클릴, 카보시클릴알킬, 아릴, 아르알킬, 헤테로시클릴, 헤테로시클릴알킬, 헤테로아릴 또는 헤테로아릴알킬이다. 그 예는 비제한적으로 Boc (tert-부틸-OC(O)-), CBz (벤질-OC(O)-), Teoc (Me₃SiCH₂CH₂OC(O)-), alloc (알릴-OC(O)-), 또는 Fmoc (9-플루오레닐메틸-OC(O)-)을 포함한다.

"치환된 실릴"은, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 화학식 R₃Si-로 표시되는 부분을 의미한다. 그 예는, 비제한적으로, TBDMS (tert-부틸디메틸실릴), TBDPS (tert-부틸디페닐실릴) 또는 TMS (트리메틸실릴)을 포함한다.

용어 "티올"은 -SH 그룹을 의미하고, 치환된 티올 그룹, 즉 -SR^j 그룹을 포함하고, 여기서, R^j는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴 아르알킬, 헤테로시클릴 또는 헤테로시클릴알킬 그룹이고, 이들은 본 명세서에 정의되어 있다.

합성 방법

키랄 X- 포스포네이트 부분을 포함하는 핵산의 합성 방법의 일반적 논의.

본 방법은 인 원자-변형된 핵산의 효율적인 합성법을 제공하며, 여기에서 인 원자에서의 입체화학적 배열이 제어됨으로써 입체정의된 올리고뉴클레오티드를 생성한다. 상기 방법은 부분입체이성질체 혼합물의 복잡한 분리과정이 필요하지 않으며, 용이하게 이용가능한 저렴한 비키랄 출발 물질의 사용을 가능케 한다. 본원에 개시된 합성 방법은, 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 화학식 1의 화합물인 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 인 원자-변형된 핵산을 제공하기 위해, 비키랄 H-포스포네이트 부분(화학식 2)을 하이드록시 그룹과 같은 친핵성 부분을 포함하는 뉴클레오시드(화학식 4-1, 여기서 Q₁은 임의의 차단 그룹, 지지체에 대한 연결 부분 또는 뉴클레오티드 사슬에 대한 연결 부분이다)와 비대칭 반응시키는 것을 포함한다. 상기 방식으로, 높은 부분입체이성질체 순도를 갖는 뉴클레오티드 중합체 또는 올리고머가 생성된다. 일부 구체예에서, 상기 핵산은 핵염기, 당 부분, 및/또는 보호 그룹에서의 변형을 함유한다.

반응식 1. 화학식 1의 키랄 X- 포스포네이트 부분을 포함하는 핵산의 합성.

화학식 2의 비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함하는 분자와 화학식 4-1의 친핵성 부분을 포함하는 뉴클레오시드와의 반응은 축합된 중간체를 형성하며; 이는 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 핵산으로 전환된다. 상기 축합된 중간체의 합성은 (a) 화학식 2의 화합물을 축합제로 활성화시키는 단계, (b) 키랄 시약과 반응시키는 단계, 뒤이어 (c) 화학식 4-1의 화합물과 반응시키는 단계를 포함한다. 일반 반응식이 반응식 2에 나타나 있다. 상기 키랄 시약은 키랄 보조 그룹으로서 상기 축합된 중간체에 부착된다. 본원에 제공된 공정에서, 축합된 중간체를 생성하는 단계 (a)-(c)는 임의의 중간체를 분리하지 않고, 즉 동일한 용기 내에서 또는 하나의 용기(one-pot) 내에서, 수행될 수 있다. 따라서, 상기 공정은 별개의 중간체를 분리할 필요성을 배제한다. 본원에 개시된 공정은 용액 중에서 또는 고체 지지체 상에서 수행될 수 있다. 반응 조건에 따라, 활성화 시약을 첨가하는 것이 축합 단계에 유용할 수 있다. 예를 들어, 상기 활성화 시약은 단계 (a)-(c)가 완료된 이후 반응에 첨가되거나 단계 (a)-(c)와 동시에 반응에 첨가될 수 있다.

반응식 2. 축합된 중간체를 형성시키는 반응 단계.

하나의 구체예에서, 상기 축합된 중간체는 축합된 중간체 상의 키랄 보조체를 아실, 아릴, 알킬, 아르알킬, 또는 실릴 부분인 부분 A로 캡핑(capping)하고, S, Se, 또는 BH₃인 J를 도입하기 위하여 인을 변형시켜 화학식 5-1의 화합물을 생성함으로써, 화학식 1의 키랄 X 포스포네이트 부분을 포함하는 핵산으로 전환된다. 하나의 구체예(옵션 A, 반응식 3)에서, 화학식 5-1의 화합물은 상기 키랄 보조체를 절단하고 차단 그룹을 차단해제(deblocking)하고, 원하는 경우 고체 지지체로부터 절단시킴으로써, X가 S, Se, 또는 BH₃이고 n이 1(이량체)인 화학식 1의 화합물로 전환된다. 이량체를 형성하는 경우, 반응식 3의 캡핑 단계는 선택적이다. 대안적으로(옵션 B, 반응식 3), 화학식 5-1의 화합물은 상기 단계들을 반복하여 사슬 연장되어 화학식 2의 추가의 단량체가 상기 올리고뉴클레오티드에 첨가된 축합된 중간체를 생성한다. 캡핑, 변형, 차단해제, 및 사슬 연장 단계들은 원하는 n이 달성될 때까지 반복된다. 이때, 각 포스포네이트에 있는 키랄 보조체가 절단되고, 원하는 경우 고체 지지체로부터 절단되는 것을 포함하여, 남아있는 차단 그룹이 제거되어, X가 S, Se, 또는 BH₃이며 n이 2 이상 약 200 미만인 화학식 1의 화합물을 생성한다.

반응식 3. 경로 A를 통한 축합된 중간체의 화학식 1의 화합물로의 전환.

본원에 제공된 또 다른 방법에서, 상기 축합된 중간체를 산성화시켜 R¹에 있는 차단 그룹을 제거하고 이는 또는 키랄 보조체를 제거함으로써, 축합된 중간체가 화학식 1의 키랄 X 포스포네이트 부분을 포함하는 핵산으로 전환된다. 하나의 구체예(옵션 A, 반응식 4)에서, 화학식 4의 화합물은 인에 X 부분을 도입하기 위해 변형되어, 화학식 1의 화합물을 생성하며, 이는 차단해제되어 남아있는 차단 그룹을 제거하며, 원하는 경우 합성 지지체로부터 제거하여 R³이 수소이고 n이 1이 1인 화학식 1의 화합물을 생성한다.

대안적으로, 반응식 4(옵션 B)의 화학식 4의 화합물은 사슬 연장 반응의 단계로 들어간 다음, 산성화되어 새롭게 첨가된 뉴클레오시드의 R¹ 차단 그룹을 차단해제한다. 상기 사슬 연장 단계 및 R¹ 차단해제 단계는 m 반복 동안 수행된다. 이때, m이 n-1인 화학식 4의 화합물은 각각의 인에 X 부분을 도입하기 위하여 변형되어 화학식 1의 화합물을 생성하며, 이는 차단해제되어 남아있는 차단 그룹을 제거하고 원하는 경우 합성 지지체로부터 제거하여 R³이 수소이고 n이 2 이상 약 200 미만인 화학식 1의 화합물을 생성한다.

반응식 4. 경로 B를 통한 축합된 중간체의 화학식 1의 화합물로의 전환.

반응식 4의 옵션 A 및 옵션 B 모두에서, X는 알킬, 알콕시, 아릴, 알킬티오, 아실, -NR^fR^f, 알케닐옥시, 알키닐옥시, 알케닐티오, 알키닐티오, -S^-Z⁺, -Se^-Z⁺, 또는 -BH₃ ^-Z⁺이고, 여기서 각각의 R^f는 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 아릴이며; Z⁺는 암모늄 이온, 알킬암모늄 이온, 헤테로방향족 이미늄 이온, 또는 헤테로사이클릭 이미늄 이온이고, 이들 중 일부는 일차, 이차, 삼차 또는 사차이거나 Z는 일가 금속 이온이다. 다른 구체예에서, Z는 피리디늄 이온, 트리에틸암모늄 이온, N,N-디이소프로필에틸암모늄 이온, 1,8-디아자비사이클로[5.4.0]운덱-7-에늄 이온, 나트륨 이온, 또는 칼륨 이온이다.

화학식 1의 키랄 X- 포스포네이트 부분을 포함하는 인 원자 변형된 핵산.

본 발명의 공정은 하기 일반식 1-1 또는 1-2의 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 핵산을 제공한다:

[화학식 1-1]

[화학식 1-1]

여기에서, 상기 X-포스포네이트 부분은 천연 뉴클레오시드 부분들 또는 비천연 뉴클레오시드 부분들을 연결하며, 여기서 상기 천연 리보오스 고리는 더 크거나 작은 산소 함유 고리로 치환되거나 또는 상기 고리는 W₃이 -S-, -O-, 치환되거나 비치환된 아미노, 알킬렌, 알케닐렌, 또는 알키닐렌인 비환형 구조로 치환된다. 상기 핵산의 다른 구체예에서, 상기 X-포스포네이트 부분은 천연 뉴클레오시드 부분을 비천연 뉴클레오시드 부분과 연결한다. 상기 핵산의 또 다른 구체예에서, 상기 X-포스포네이트 부분은 뉴클레오시드 부분을 상이한 당 부분과 서로 연결한다.

본 발명의 하나의 구체예에서, 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 핵산은 화학식 1의 화합물이다:

[화학식 1]

화학식 1에서, R¹은 -OH, -SH, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -P(O)(R^e)₂, -HP(O)(R^e), -OR^a 또는 -SR^c이다.

Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이다.

R^a는 차단 부분이다.

R^c는 차단 그룹이다.

각 경우의 R^d는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴, 카바메이트, -P(O)(R^e)₂, 또는 -HP(O)(R^e)이다.

각 경우의 R^e는 독립적으로, 수소, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y²-, 알케닐-Y²-, 알키닐-Y²-, 아릴-Y²-, 또는 헤테로아릴-Y²-, 또는 양이온이고, 이 양이온은 Na⁺¹, Li⁺¹, 또는 K⁺¹이다.

Y²는 O, NR^d, 또는 S이다.

각 경우의 R²는 독립적으로, 수소, -OH, -SH, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -OR^b, 또는 -SR^c이고, 여기서, R^b는 차단 부분이다.

각 경우의 Ba는 독립적으로, 차단된 또는 차단되지 않은 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민, 우라실 또는 변형된 뉴클레오베이스이다.

각 경우의 X는 독립적으로, 알킬, 알콕시, 아릴, 알킬티오, 아실, -NR^fR^f, 알케닐옥시, 알키닐옥시, 알케닐티오, 알키닐티오, -S^-Z⁺, -Se^-Z⁺, 또는 -BH₃ ^-Z⁺이다.

각 경우의 R^f는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 아릴이다.

Z⁺는 암모늄 이온, 알킬암모늄 이온, 헤테로방향족 이미늄 이온, 또는 헤테로시클릭 이미늄 이온이고, 이의 임의의 것은 1급, 2급, 3급 또는 4급이고, 또는 Z는 1가 금속 이온이다.

R³는 수소, 차단 그룹, 고형 지지체에 연결된 연결 부분 또는 핵산에 연결된 연결 부분이고; n은 1 내지 약 200의 정수이다.

구체예에서, 임의의 R²그룹은, 예를 들어, 형광 부분, 바이오틴 부분, 또는 아비딘 부분로 치환된다.

하나의 구체예에서, 본 명세서에 기재된 핵산은 리보뉴클레오티드 모노머로부터 준비된다. 다른 구체예에서, 모든 데옥시리보뉴클레오티드 모노머로부터 준비된다. 또 다른 구체예에서, 핵산은 리보뉴클레오티드 또는 데옥시리보뉴클레오티드 모노머의 혼합물로부터 준비된다. 하나의 구체예에서, 핵산은 RNA 및 DNA 부분의 혼합물이다. 다른 구체예에서, 핵산은 RNA 또는 DN핵산에서 발견되지 않는 R²에서 치환기를 포함한다.

Ba는 뉴클레오베이스를 나타내고, 이는 천연 또는 변형된 뉴클레오베이스이다. 각 경우의 뉴클레오베이스는 독립적으로, 차단 또는 탈차단된다.

각 경우의 X는 독립적으로, 알킬, 알콕시, 아릴, 알킬티오, 아실, -NR^fR^f, 알케닐옥시, 알키닐옥시, 알케닐티오, 알키닐티오, -S^-Z⁺, -Se^- Z⁺, 또는 -BH₃ ^- Z⁺이고, 상기 식에서, 각 경우의 R^f는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 아릴이고; Z⁺는 암모늄 이온, 알킬암모늄 이온, 헤테로방향족 이미늄 이온, 또는 헤테로시클릭 이미늄 이온이고, 이의 임의의 것은 1급, 2급, 3급 또는 4급이고, 또는 Z는 1가 금속 이온이다. 일부 구체예에서, X는 알킬, 알콕시, -NR^fR^f, -S^-Z⁺, 또는 -BH₃ ^- Z⁺이다. 다른 구체예에서, Z는 피리디늄 이온, 트리에틸암모늄 이온, N,N-디이소프로필에틸암모늄 이온, 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 이온, 나트륨 이온, 또는 칼륨 이온이다.

R³는 수소, 차단 그룹, 고형 지지체에 연결된 연결 부분 또는 핵산에 연결된 연결 부분이고, 이 부분은 본 명세서의 방법 또는 본 기술분야에 공지된 방법을 사용하여 준비된다. 임의의 공지된 방법을 사용하여 준비된 R³에 부착된 핵산은 변형, 비변형 또는 변형된 및 비변형된 인의 혼합물인 인 원자를 포함하고, 인 원자에서 임의 배열을 포함한다. 하나의 구체예에서, R³은 다른 뉴클레오시드 또는 뉴클레오티드에 부착된 연결 부분이다.

X- 포스포네이트 부분.

본원에 사용된 바와 같이, X-포스포네이트 부분은, 변형되어 부분 X에 공유결합된 뉴클레오시드간 골격 결합의 인 원자를 지칭하며, 여기에서 X는 황, 셀레늄, 알킬, 붕소, 아실, 아미노, 티올, 또는 알콕시일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 상기 X 부분은 뉴클레오시드간 골격 내의 하나의 산소 원자를 치환함으로써 인 원자를 변형시킨다. 비제한적인 예로서 하기에 두 가지 핵산 단편에 대한 뉴클레오시드간 골격 결합이 나타나 있다(점선 사각형 박스 내). 하기 좌측 구조는 천연 뉴클레오시드간 골격 결합에서 발견되는 인산 그룹을 보여준다. 하기 우측 구조는 뉴클레오시드간 골격으로서 X-포스포네이트 부분을 보여준다.

포스포로티오에이트 부분은 X 부분으로서 황 부분을 포함한다. 포스포로셀레노에이트 부분은 X 부분으로서 셀레늄 부분을 포함한다. 알킬포스포네이트 부분(예컨대, 메틸포스포네이트)은 X 부분으로서 알킬 그룹(예컨대, 메틸 그룹)을 포함한다. 보로노포스포네이트 부분은 X 부분으로서 보란 그룹을 포함한다.

하나의 구체예에서, 상기 핵산은 골격 결합 내에 포스포로티오에이트 그룹을 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 핵산은 골격 결합 내에 포스포로셀레노에이트 그룹을 포함한다. 다른 구체예에서, 상기 핵산은 골격 결합 내에 알킬포스포네이트 그룹(예컨대, 메틸포스포네이트)을 포함한다. 또 다른 구체예에서, 상기 핵산은 골격 결합 내에 보로노포스포네이트 그룹을 포함한다.

각각의 X 부분은 본원에 기술된 다양한 X 부분으로부터 독립적으로 선택될 수 있다. 이는 하나의 핵산 내에 다수의 X 부분이 존재하게 한다. 하나의 구체예에서, 동일한 X 부분이 핵산 전체에 사용된다. 다른 구체예에서, 상이한 X 부분이 핵산 전체에 사용된다. 예를 들어, 하나의 핵산 내에, 일부 X-포스포네이트는 포스포티오에이트 부분인 반면, 동일한 핵산 내 다른 X-포스포네이트는 알킬포스포네이트 부분이다. 인 변형의 다른 변화 및 대체가 가능하며 이는 이들 핵산의 용도 및 적용분야에 좌우된다는 것이 당해 기술분야의 숙련자에게 자명할 것이다. 일부 구체예에서, X 부분의 선택은 핵산의 생물화학적 특성 및 생체 시료와의 상호작용에 좌우된다.

X- 포스포네이트 부분의 배열.

본원에 기술된 방법은 뉴클레오시드간 골격 결합 내의 각각의 인 원자의 배열을 제어하는데 유용하다. 키랄 시약은 X-포스포네이트에서의 키랄성의 특정 제어를 가능케한다. 따라서, 각 합성 주기에서 R _P 또는 S _P 배열 중 하나가 선택될 수 있으며, 이는 핵산 생성물의 전체 삼차원 구조의 제어를 가능케한다. 일부 구체예에서, R _P 및 S _P 배열의 선택이 이루어져 상기 핵산 사슬에 특정 삼차원 상부구조를 제공한다.

일부 구체예에서, 각각의 X-포스포네이트 부분은 R _P 배열을 가질 수 있다. 다른 구체예에서, 각각의 X-포스포네이트 부분은 S _P 배열을 가질 수 있다. 또 다른 구체예에서, 각각의 X-포스포네이트 부분은 독립적으로 R _P 배열 또는 S _P 배열을 가질 수 있다. 특정 구체예에서, 상기 X-포스포네이트 부분은 핵산 전체에 걸쳐 R _P, S _P, R _P 또는 S _P, R _P, S _P와 같이 R _P 및 S _P를 번갈아 갖는다. 다른 특정 구체예에서, 상기 X-포스포네이트 부분은 핵산 전체에 걸쳐 R _P, R _P, S _P, S _P의 반복된 배열을 함유한다. 또 다른 구체예에서, 상기 핵산은 모든 R _P 배열을 포함한다. 추가의 구체예에서, 상기 핵산은 모든 S _P 부분을 포함한다. 일부 구체예에서, 5' 및 3' 말단의 뉴클레오시드간 골격 결합은 S _P 배열이고 내부 뉴클레오시드간 골격 결합은 모두 R _P 배열이다. 본원에 기술된 구체예들은 이들 방법을 이용하여 어떻게 상기 배열이 제어될 수 있는지를 예로서 제공한다. 본원에 기술된 핵산은 이들 배열 패턴에 제한되지는 않는다. 상기 R _P 및 S _P 배열에서 다른 변화 및 대체가 가능하며 이는 핵산의 용도 및 적용분야에 좌우될 것임이 당해 기술분야의 숙련자에게 자명할 것이다.

X- 포스포네이트 배열의 순도 결정.

핵산 내 각 X-포스포네이트 부분에서의 배열의 순도는 ³¹P NMR 분광학 또는 역상 HPLC와 같은 통상적인 분석 방법을 이용하여 결정될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 본원에 기술된 방법을 이용하여, 하나의 구체예에서, 상기 화합물의 각 X-포스포네이트 부분은 80%를 초과하여 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 하나의 구체예에서, 상기 화합물의 각 X-포스포네이트 부분은 60%를 초과하여 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 하나의 구체예에서, 상기 화합물의 각 X-포스포네이트 부분은 70%를 초과하여 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 하나의 구체예에서, 상기 화합물의 각 X-포스포네이트 부분은 85%를 초과하여 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 하나의 구체예에서, 상기 화합물의 각 X-포스포네이트 부분은 90%를 초과하여 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 하나의 구체예에서, 상기 화합물의 각 X-포스포네이트 부분은 95%를 초과하여 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 상기 화합물의 각 X-포스포네이트 부분은 98%를 초과하여 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 상기 화합물의 각 X-포스포네이트 부분은 99%를 초과하여 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 하나의 구체예에서, 상기 화합물의 각 X-포스포네이트 부분은 약 60%를 초과, 약 70%를 초과, 약 80%를 초과, 약 83%를 초과, 약 84%를 초과, 약 85%를 초과, 약 86%를 초과, 약 87%를 초과, 약 88%를 초과, 약 89%를 초과, 약 90%를 초과, 약 91%를 초과, 약 92%를 초과, 약 93%를 초과, 약 94%를 초과, 약 95%를 초과, 약 96%를 초과, 약 97%를 초과, 약 98%를 초과, 또는 약 99%를 초과하는 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 하나의 구체예에서, 각 X-포스포네이트 부분은 약 60% 내지 약 99.9% 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 하나의 구체예에서, 각 X-포스포네이트 부분은 약 60% 내지 약 99% 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 하나의 구체예에서, 각 X-포스포네이트 부분은 약 60% 내지 약 70% 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 하나의 구체예에서, 각 X-포스포네이트 부분은 약 70% 내지 약 80% 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 하나의 구체예에서, 각 X-포스포네이트 부분은 약 80% 내지 약 90% 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 하나의 구체예에서, 각 X-포스포네이트 부분은 약 80% 내지 약 99% 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 하나의 구체예에서, 각 X-포스포네이트 부분은 약 85% 내지 약 95% 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 하나의 구체예에서, 각 X-포스포네이트 부분은 약 90% 내지 약 95% 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 하나의 구체예에서, 각 X-포스포네이트 부분은 약 95% 내지 약 99% 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다. 하나의 구체예에서, 각 X-포스포네이트 부분은 약 90% 내지 약 99.9% 부분입체이성질체적으로 순수할 수 있다.

또 다른 배열에 대한 특정 배열의 양은 핵산의 삼차원 구조 뿐만 아니라 이들의 안정성에 영향을 미친다. 따라서, 상이한 배열들이 핵산의 생물학적, 화학적, 및 물리적 특성에 영향을 미친다. 하나의 구체예에서, 상기 핵산은 R _P 배열보다 더 큰 백분율의 S _P 배열을 포함한다. 또 다른 구체예에서, 상기 핵산은 S _P 배열보다 더 큰 백분율의 R _P 배열을 포함한다. 또 다른 구체예에서, 상기 핵산은 S _P 배열과 동일한 백분율의 R _P 배열을 포함한다. 하나의 구체예에서, 상기 핵산은 0-20%의 R _P 배열을 포함할 수 있다. 하나의 구체예에서, 상기 핵산은 20-40%의 R _P 배열을 포함할 수 있다. 하나의 구체예에서, 상기 핵산은 40-60%의 R _P 배열을 포함할 수 있다. 하나의 구체예에서, 상기 핵산은 60-80%의 R _P 배열을 포함할 수 있다. 하나의 구체예에서, 상기 핵산은 80-100%의 R _P 배열을 포함할 수 있다. 하나의 구체예에서, 상기 핵산은 0-20%의 S _P 배열을 포함할 수 있다. 하나의 구체예에서, 상기 핵산은 20-40%의 S _P 배열을 포함할 수 있다. 하나의 구체예에서, 상기 핵산은 40-60%의 S _P 배열을 포함할 수 있다. 하나의 구체예에서, 상기 핵산은 60-80%의 S _P 배열을 포함할 수 있다. 하나의 구체예에서, 상기 핵산은 80-100%의 S _P 배열을 포함할 수 있다.

인 원자 변형된 핵산의 길이.

화학식 1의 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 핵산은 약 1개의 뉴클레오시드 내지 약 200개의 뉴클레오시드를 포함한다. 일부 구체예에서, 화학식 1의 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 핵산은 또한 올리고머 또는 폴리머에 조합된다. 일부 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 다이머이다. 다른 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 약 100개 이하의 뉴클레오시드를 포함한다. 다른 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 약 150개 이하의 뉴클레오시드를 포함한다. 다른 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 약 200개 이하의 뉴클레오시드를 포함한다. 다른 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 약 300개 이하의 뉴클레오시드를 포함한다. 일부 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 1 내지 약 200개의 뉴클레오시드를 포함한다. 다른 구체예에서, 핵산은 1 내지 약 150개의 뉴클레오시드를 포함한다. 추가 구체예에서, 핵산은 1 내지 약 10개의 뉴클레오시드를 포함한다. 다른 구체예에서, 핵산은 약 10 내지 약 50개의 뉴클레오시드를 포함한다. 추가 구체예에서, 핵산은 약 10 내지 약 100개의 뉴클레오시드를 포함한다. 일부 구체예에서, 핵산은 1 내지 약 5개의 뉴클레오시드, 또는 약 5 내지 약 10 뉴클레오시드, 또는 약 5 내지 약 15개의 뉴클레오시드, 또는 약 10 내지 약 20 뉴클레오시드, 또는 약 15 내지 약 25개의 뉴클레오시드, 또는 약 20 내지 약 30 뉴클레오시드, 또는 약 25 내지 약 35개의 뉴클레오시드, 또는 약 30 내지 약 40개의 뉴클레오시드를 포함한다. 화학식 1의 일부 구체예에서, n은 1 내지 약 200의 정수이다. 화학식 1의 일부 구체예에서, n은 1 내지 약 150의 정수이다. 화학식 1의 일부 구체예에서, n은 1 내지 약 10의 정수이다. 화학식 1의 일부 구체예에서, n은 10 내지 약 50의 정수이다. 화학식 1의 일부 구체예에서, n은 10 내지 약 100의 정수이다. 화학식 1의 일부 구체예에서, n은 1 내지 약 5, 또는 약 5 내지 약 10, 또는 약 5 내지 약 15, 또는 약 10 내지 약 20, 또는 약 15 내지 약 25, 또는 약 20 내지 약 30, 또는 약 25 내지 약 35, 또는 약 30 내지 약 40의 정수이다.

인(phosphorus) 원자 변형된 핵산의 추가 변화.

화학식 1의 핵산은 단일가닥일 수 있다. 일부 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 상보적 가닥에 혼성화되어 이중가닥 핵산을 형성한다.

일부 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 개방 선형 구조를 포함할 수 있다. 다른 구체예에서, 화학식 1의 핵산의 각 말단은 연결되어 환형 구조를 형성한다.

핵산 내에, 각 단위의 당(sugar) 성분은 동일 또는 상이한 당을 포함한다. 일부 구체예에서, 당 변형된 당, 또는 치환된 당이다. 일부 구체예에서, 당은 모든 리보스 당 부분이다. 일부 구체예에서, 당은 모든 데옥시리보스 당 부분이다. 다른 구체예에서, 당은 모든 펜토푸라노오스, 펜토파라노오스, 또는 헥소파라노오스 부분이다. 추가 구체예에서, 당 성분은 폐쇄 고리 구조 또는 개방 구조를 포함한다.

핵산 구조 내에, 인 원자 브릿지(bridge)는 핵산의 인터뉴클레오시드 골격을 형성하는 것으로 통상 불린다. 핵산 내의 인터뉴클레오시드 골격 연결은 비제한적으로 2'에서 5' 인(phosphorus) 원자 브릿지, 3'에서 5' 인 원자 브릿지, 5'에서 3' 인 원자 브릿지, 및 3'에서 2' 인 원자 브릿지 및 4'에서 2' 브릿지를 포함하고, 이는 하기에 기재되어 있다: US 특허 No. 6,608,186 및 Joyce, G.F. Nature, 2002, 418, 214-220. 인터뉴클레오시드 골격 연결 내의 이들 변화의 비제한적인 예는 하기에 나타나 있다:

당 또는 변형된 당 성분에 따라, 다른 타입의 인 원자 브릿지는 또한, 하기에 나타나 있고 Xu, L. et al, J. Med. Chem., 2005, 48, 4177-4181에 기재된 메틸렌 비스포스포네이트 브릿지를 비제한적으로 포함하는 것으로 고려된다.

화학식 1의 핵산은 동일 또는 상이한 뉴클레오베이스를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 모든 동일한 뉴클레오베이스를 포함한다. 다른 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 모든 상이한 뉴클레오베이스를 포함한다. 다른 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 천연 뉴클레오베이스를 포함한다. 일부 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 변형된 뉴클레오베이스를 포함한다. 또 다른 구체예에서, 핵산은 자연에서 발견된 핵산의 뉴클레오베이스 서열을 모방하는 뉴클레오베이스를 함유한다. 일부 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 천연 뉴클레오베이스와 변형된 뉴클레오베이스의 혼합물을 포함한다.

비키랄 H -포스포네이트 부분을 포함하는 분자.

비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함하는 분자는 화학식 2의 화합물이다:

[화학식 2]

화학식 2에서, R¹은 -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -P(O)(R^e)₂, -HP(O)(R^e), -OR^a, 또는 -SR^c이다.

Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이다.

R^a는 차단 부분이다.

R^c는 차단 그룹이다.

각 경우의 R^e는 독립적으로, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y²-, 알케닐-Y²-, 알키닐-Y²-, 아릴-Y²-, 또는 헤테로아릴-Y²-이다.

Y²는 O, NR^d, 또는 S이다.

R²는 수소, -NR^dR^d, N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -OR^b, 또는 -SR^c이고, 여기서, R^b는 차단 부분이다.

Ba는 차단된 또는 차단되지 않은 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민, 우라실 또는 변형된 뉴클레오베이스이다.

Z⁺는 암모늄 이온, 알킬암모늄 이온, 헤테로방향족 이미늄 이온, 또는 헤테로시클릭 이미늄 이온이고, 이의 임의의 것은 1급, 2급, 3급 또는 4급이고, 또는 1가 금속 이온이다.

일부 구체예에서, Z는 피리디늄 이온, 트리에틸암모늄 이온, N,N-디이소프로필에틸암모늄 이온, 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 이온, 나트륨 이온, 또는 칼륨 이온이다.

일부 구체예에서, 당은 리보스 고리. 다른 구체예에서, 당은 데옥시리보스, 펜토푸라노오스, 펜토파라노오스, 또는 헥소파라노오스 부분이다. 다른 구체예에서, 당은 변형된 당. 일부 구체예에서, 당은 글리세롤 유사물, 또는 치환을 갖는 당이다.

H-포스포네이트 뉴클레오시드 모노머는 쉽게 제조되고 안정하다. 그의 제조 방법은 기재되어 있었다 (참조, 예를 들어, Froehler, B.C. Methods in Molecular Biology. In Protocols for Oligonucleotides and Analogs; Agrawal, S., Ed.; Humana: Totowa, 1993; vol 20, p 63-80)이다.

일부 구체예에서, 뉴클레오시드 모노머는 3' 위치에서 뉴클레오시드에 부착된 비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함한다. 추가 구체예에서, 뉴클레오시드 모노머는 개입 연결 부분을 통해 3' 위치에서 뉴클레오시드 부분에 부착된 비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함한다. 특정 구체예에서, 개입 연결 부분은 메틸렌 그룹 (참조, 예를 들어, WO/2001/02415)이다. 일부 구체예에서, H-포스포네이트 부분은 뉴클레오시드 모노머의 2' 위치에 부착된다. 다른 구체예에서, 뉴클레오시드 모노머는 5' 위치에서 뉴클레오시드에 부착된 비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함한다.

유리된 친핵성 부분을 갖는 화합물.

유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 화학식 4-1의 화합물이고, 키랄 중간체의 인 중심에서 반응한다. 친핵 그룹 또는 부분에 의한 인에서의 공격의 방향은 키랄 중간체 (축합 중간체) 상의 키랄 보조물의 치환기에 달려 있다. 구체예에서, 활성 시약의 추가는, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물이 키랄 중간체의 인 중심에서 반응하는데 도와주는 것에 유용할 수 있다.

[화학식 4-1]

일부 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 본 명세서에 기재된 방법을 사용하여 미리 제조된 핵산이고, 또는 핵산 합성의 다른 공지된 방법을 사용하여 제조된다. 하나의 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 단일 뉴클레오시드 모노머를 포함한다. 다른 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 하나 초과의 뉴클레오시드 단위를 포함한다. 일부 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 사슬 신장 단계의 생성물이다. 또 다른 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 올리고머이다. 추가 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 폴리머이다. 일부 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 유리된 친핵성 부분로서 히드록실 그룹을 포함한다. 일부 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 유리된 친핵성 부분로서 아미노 그룹을 포함한다. 일부 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 유리된 친핵성 부분로서 티올 그룹을 포함한다.

일부 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 뉴클레오시드 당의 임의 위치에서 친핵성 부분을 포함한다. 일부 구체예에서, 친핵성 부분은 당의 5' 위치에 놓여 있다. 일부 구체예에서, 친핵성 부분은 당의 4' 위치에 놓여 있다. 다른 구체예에서, 친핵성 부분은 당의 3' 위치에 놓여 있다. 다른 구체예에서, 친핵성 부분은 당의 2' 위치에 놓여 있다.

일부 구체예에서, 화학식 4-1의 화합물은 5'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드이고, 화학식 4의 화합물이다:

[화학식 4]

화학식 4에서, 각 경우의 R²는 독립적으로, 수소, -NR^dR^d, N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -OR^b, 또는 -SR^c이고, 여기서, R^b는 차단 부분이다.

Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이다.

R^c는 차단 그룹이다.

Y²는 O, NR^d, 또는 S이다.

m은 0 내지 n-1의 정수이다.

n은 1 내지 약 200의 정수이다.

O_A는트리틸 부분, 실릴 부분, 아세틸 부분, 아실 부분, 아릴 아실 부분, 고형 지지체에 연결된 연결 부분 또는 핵산에 연결된 연결 부분에 연결된다.

J는 O이고, D는 H이고, 또는 J는 S, Se, 또는 BH₃이고, D는 키랄 리간드 C_i또는 화학식 A의 부분이다:

[화학식 A]

상기 식에서, W₁ 및 W₂는 독립적으로, NHG⁵, OH, 또는 SH이다.

A는 수소, 아실, 아릴, 알킬, 아르알킬, 또는 실릴 부분이다.

G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵는 독립적으로, 수소, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로아릴, 또는 아릴이고, 또는 G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 2개는 G⁶와 함께 약 20개 이하의 고리 원자의 포화, 부분 불포화 또는 불포화된 카보시클릭 또는 헤테로원자 함유 고리를 형성하고, 이 고리는 모노시클릭 또는 폴리시클릭, 융합 또는 비융합되고, 여기서, G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 4개 이하는 G⁶이다.

다른 구체예에서, J는 S, Se, 또는 BH₃이고, D는 화학식 A-I의 부분이다:

[화학식 A-I]

상기 식에서, U₁, U₃, U₂, r, G¹, G², G³, G⁴, W₁, W₂, A는 화학식 3-I에 대해 본 명세서에 정의된 바와 같다. 화학식 A-I의 하나의 구체예에서, A는 수소이다.

일부 구체예에서, 화학식 4의 5'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드는 본 명세서에 기재된 이전의 사슬 신장 사이클로부터의 중간체이다. 또 다른 구체예에서, 화학식 4의 화합물은 다른 공지된 핵산 합성 방법으로부터의 중간체이다. 일부 구체예에서, 화학식 4의 화합물은 고형 지지체에 부착된다. 다른 구체예에서, 화학식 4의 화합물은 고형 지지체에 부착되지 않고, 용매 또는 용액에서 유리되어 있다.

구체예에서, m은 0이고, 화학식 4의 화합물은 단일 뉴클레오시드 단위이고, 핵산의 제1 뉴클레오시드인 것으로 고려된다. 일부 구체예에서, m은 0이고, 화학식 4의 화합물은 3'-산소를 통해 다른 핵산에 부착된 뉴클레오시드 단위이다. 다른 구체예에서, m은 0 초과이고, 화학식 4의 화합물은 5'-OH 부분을 포함하는 폴리머성 또는 올리고머성 핵산이다. 다른 구체예에서, m은 0 초과이고, 화학식 4의 화합물은 이전의 사슬 신장 사이클의 최종 생성물이다. 일부 구체예에서, m은 0 초과이고, 화학식 4의 화합물은 뉴클레오시드 상의 3' 위치 또는 다른 위치에서 연결을 통해 뉴클레오티드에 추가로 부착된 뉴클레오시드이다.

화학식 4의 화합물이 다른 뉴클레오티드 또는 핵산에 부착될 때, 포스페이트 인터뉴클레오시드 골격 연결은 비제한적으로 2'에서 5' 인 원자 브릿지, 3'에서 5' 인 원자 브릿지, 5'에서 3' 인 원자 브릿지, 및 3'에서 2' 인 원자 브릿지 및 4'에서 2' 브릿지를 포함한다. 포스페이트 인터뉴클레오시드 골격 연결은 다른 타입의 인 원자 브릿지를 포함하고, 또한 메틸렌 비스포스포네이트 브릿지를 비제한적으로 포함하는 것으로 또한 고려된다.

화학식 1의 핵산은 동일 또는 상이한 뉴클레오베이스를 포함한다. 일부 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 모든 동일한 뉴클레오베이스를 포함한다. 다른 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 상이한 뉴클레오베이스를 포함한다. 다른 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 천연 뉴클레오베이스를 포함한다. 일부 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 변형된 뉴클레오베이스를 포함한다. 또 다른 구체예에서, 핵산은 자연에서 발견된 핵산의 뉴클레오베이스 서열을 모방하는 뉴클레오베이스를 함유한다. 일부 구체예에서, 화학식 1의 핵산은 천연 뉴클레오베이스 및 변형된 뉴클레오베이스의 혼합물을 포함한다.

유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 용액에서 유리되어 있다. 일부 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 고형 지지체에 부착되지 않는다. 이는, 핵산이 용액 (액상 합성 또는 용액상 합성)에서 합성되도록 한다. 대안으로, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 또 다른 부분, 예컨대 고형 지지체에 미리 부착된다. 일부 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 뉴클레오시드의 3' 히드록실에서 고형 지지체에 부착된 뉴클레오시드이다. 핵산의 고형 지지체에의 부착으로, 고상 합성을 사용하는 합성이 가능하다. 핵산 합성 동안에, 고형 지지체에 부착된 화합물은 하나 또는 반복 사슬 신장 사이클에서 다양한 시약으로 처리되어 개별적인 핵산 단위를 갖는 성장하는 핵산 사슬의 단계적 신장을 달성한다. 정제 단계는, 완전 집합의 핵산 서열이 합성될 때까지 전형적으로 수행되지 않는다. 다양한 타입의 고형 지지체 물질은 공지되어 있고, 핵산 단백질, 및 올리고사카라이드의 합성에 사용된다. 일부 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 연결 부분을 통해 고형 지지체에 부착된다. 다른 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 연결 부분 없이 고형 지지체에 부착된다.

유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 당, 치환 당, 또는 변형된 당을 포함한다. 일부 구체예에서, 당은 리보스 당. 일부 구체예에서, 당은 데옥시리보스 당이다. 일부 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 리보스 당과 데옥시리보스 당의 혼합물을 포함한다. 다른 구체예에서, 당은 펜토푸라노오스, 펜토파라노오스, 헥소파라노오스 부분 또는 이의 혼합물이다. 추가 구체예에서, 당은 폐쇄 고리 구조, 개방 구조, 또는 이의 혼합물을 포함한다.

비보호된 -OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드 반응물은 당 코아(core) 상의 임의 위치에서 비보호된 -OH 그룹을 함유할 수 있다. 하나의 구체예에서, 비키랄 H-포스포네이트 부분은 5'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드와 축합하여 축합된 중간체를 형성한다. 다른 구체예에서, 비키랄 H-포스포네이트 부분은 4'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드와 축합하여 축합된 중간체를 형성한다. 다른 구체예에서, 비키랄 H-포스포네이트 부분은 3'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드와 축합하여 축합된 중간체를 형성한다. 또 다른 구체예에서, 비키랄 H-포스포네이트 부분은 2'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드와 축합하여 축합된 중간체를 형성한다.

일부 구체예에서, 축합된 중간체의 산성화로 화학식 4의 화합물을 생성하고, 여기서, m은 적어도 1이다. 다른 구체예에서, 축합된 중간체는 화학식 A'의 부분을 포함하고, 이는 화학식 A의 부분와 같고, 여기서, A는 수소이고, G¹ 및 G²는 독립적으로, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로아릴, 또는 아릴이고, G³, G⁴, 및 G⁵는 독립적으로, 수소, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로시클릴, 헤테로아릴, 또는 아릴이고, 또는 G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 2개는 G⁶와 함께 약 20개 이하의 고리 원자의 포화, 부분 불포화 또는 불포화된 카보시클릭 또는 헤테로원자 함유 고리를 형성하고, 이 고리는 모노시클릭 또는 폴리시클릭, 융합 또는 비융합되고, 여기서, G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 4개 이하는 G⁶이다.

합성 방법의 상세한 논의.

핵산 사슬의 연장은 3'에서 5' 방향에서 수행될 수 있다. 하나의 구체예에서, 핵산은 5'-말단에서 화학 반응의 반복 사이클에서 유리된 히드록실로부터 합성된다. 대안으로, 핵산 사슬의 연장은 5'에서 3' 방향에서 수행될 수 있다. 구체예에서, 핵산은 3'-말단에서 화학 반응의 반복 사이클에서 유리된 히드록실로부터 합성된다.

핵산의 합성 방법의 하나의 구체예는 반응식 5 (경로 A)에 나타나 있다. 본 방법은 설명된 바와 같은 반응식, 사건의 순서, 또는 그의 중간체로 한정되지 않는 것으로 이해된다. 반응식 5에 기재된 하나의 구체예에서, 화학식 2의 비키랄 H-포스포네이트는 축합 시약으로 처리되어 구조 II의 중간체를 형성한다. 하나의 구체예에서, 활성 시약은 축합 단계 동안에 반응 혼합물에 첨가된다. 활성 시약의 사용은 반응 조건, 예컨대 반응에 사용되는 용매에 의존한다. 구조 II의 중간체는 단리되지 않고, 키랄 시약으로 동일한 포트(pot)에서 처리되어 구조 III의 키랄 중간체를 형성한다. 구조 III의 중간체는 단리되지 않고, 구조 IV의 뉴클레오시드 또는 변형된 뉴클레오시드와의 동일한 포트에서의 반응을 경험하여 구조 V의 키랄 포스파이트 화합물을 제공한다. 일부 구체예에서, 구조 V는 용매로 추출되어 부생성물, 불순물, 및/또는 시약으로부터 용매를 분리한다. 다른 구체예에서, 방법이 고상 합성을 통해 수행될 때, 구조 V의 화합물을 포함하는 고형 지지체는 부생성물, 불순물, 및/또는 시약으로부터 여과된다. 최종 핵산이 다이머보다 더 크면, 구조 V의 화합물 내의 키랄 보조물은 차단 그룹으로 캡핑되어 구조 VI의 화합물을 제공한다. 최종 핵산이 다이머이면, 이때, 캡핑 단계는 필요하지 않다. 구조 VI의 화합물은 친핵체와의 반응으로 변형되어 구조 VII의 화합물을 제공한다. 구조 VII의 변형되고 캡핑된 축합 중간체는 탈차단되어 차단 그룹을 성장 핵산 사슬의 5'-말단에서 제거하고 구조 IV의 화합물을 제공한다. 구조 IV의 화합물은 임의로 사슬 신장 사이클에 다시 들어가서 축합된 중간체, 캡핑된 축합 중간체, 변형된 캡핑된 축합 중간체, 및 5' 탈보호된 변형된 캡핑된 중간체를 형성한다. 사슬 신장 사이클의 적어도 하나 라운드(round) 다음에, 5' 탈보호된 변형된 캡핑된 중간체는 키랄 보조물 리간드 및 다른 보호 그룹, 예를 들어, 뉴클레오베이스, 변형된 뉴클레오베이스, 당 및 변형된 당 보호 그룹의 제거에 의해 추가 탈차단되어, 화학식 1의 핵산을 제공한다. 다른 구체예에서, 5'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드는 본 명세서에 기재된 이전의 사슬 신장 사이클로부터의 중간체이다. 또 다른 구체예에서, 5'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드는 다른 공지된 핵산 합성 방법으로 얻은 중간체이다. 제1 뉴클레오시드와의 합성 사이클 후에, 비보호된 -OH 부분을 함유하는 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 또는 핵산은 차후의 신장 사이클에 사용될 수 있다. 고형 지지체가 사용되는 구체예에서, 그 다음, 인 원자 변형된 핵산은 고형 지지체으로부터 절단된다. 어떤 구체예에서, 핵산은 정제를 위해 고형 지지체 상에 부착되어 있고, 그 다음, 정제 다음에 고형 지지체로부터 절단된다. 하나의 구체예에서, 반응식 5 (경로 A)에 기재된 합성은, 화학식 A의 키랄 보조물 리간드의 G¹ 및 G² 위치가 수소일 때 유용하다. 또 다른 구체예에서, 구조 III 내지 VII의 화합물은 화학식 A의 부분 대신에 화학식 A 내지 I의 부분을 포함한다.

반응식 5. 경로 A를 통한 화학식 1의 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 핵산의 용액의 합성.

반응식 6 (경로 B)에서 기재된 다른 구체예에서, 화학식 2의 비키랄 H-포스포네이트는 축합 시약으로 처리되어 구조 II의 중간체를 형성한다. 하나의 구체예에서, 활성 시약은 축합 단계 동안에 반응 혼합물에 첨가된다. 활성 시약의 사용은 반응 조건, 예컨대 반응에 사용되는 용매에 의존한다. 구조 II의 중간체는 단리되지 않고, 동일한 포트에서 키랄 시약으로 처리되어 구조 III의 키랄 중간체를 형성한다. 구조 III의 중간체는 단리되지 않고, 구조 IX의 뉴클레오시드 또는 변형된 뉴클레오시드로 동일한 포트에서 반응을 경험하여 키랄 포스파이트 구조 X의 화합물을 제공한다. 일부 구체예에서, 구조 X는 용매로 추출되어 부생성물, 불순물, 및/또는 시약으로부터 용매를 분리한다. 다른 구체예에서, 방법이 고상 합성을 통해 수행될 때, 구조 X의 화합물을 포함하는 고형 지지체는 부생성물, 불순물, 및/또는 시약으로부터 여과된다. 구조 X의 화합물을 산으로 처리되어 성장 핵산 사슬 (구조 XI)의 차단 그룹을 5'-말단에서 제거한다. 산성화 단계는 또한, 키랄 보조물 리간드를 제거하여 구조 IX의 화합물을 제공한다. 5' 탈차단된 중간체는 임의로 사슬 신장 사이클에 다시 들어가서 차단된 5'-말단을 함유하는 축합된 중간체를 형성하고, 그 다음, 이는 산성화되어 5'-말단 차단 그룹 및 키랄 보조물 리간드를 제거한다. 사슬 신장 사이클의 적어도 하나의 라운드 다음에, 5' 탈보호된 중간체는 변형 단계를 경험하여 각각의 인 원자에 결합된 부분 X를 도입하여 구조 XII의 화합물을 제공한다. 변형된 중간체는 잔류 보호 그룹의 제거에 의해 탈차단되고, 예를 들어, 뉴클레오베이스, 변형된 뉴클레오베이스, 당 또는 변형된 당 보호 그룹은 제거되어 화학식 1의 핵산을 제공한다. 다른 구체예에서, 5'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드는 본 명세서에 기재된 이전의 사슬 신장 사이클로부터의 중간체이다. 또 다른 구체예에서, 5'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드는 또 다른 공지된 핵산 합성 방법으로부터 얻은 중간체이다. 제1 뉴클레오시드와의 합성 사이클 후, 비보호된 -OH 부분을 함유하는 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 또는 핵산은 차후 신장 사이클에 사용될 수 있다. 고형 지지체가 사용되는 구체예에서, 이때, 인 원자 변형된 핵산은 고형 지지체로부터 절단된다. 어떤 구체예에서, 핵산은 정제를 위해 고형 지지체 상에 부착되고, 그 다음, 정제 다음에 고형 지지체로부터 절단된다. 하나의 구체예에서, 반응식 6 (경로 B)에 기재된 합성은 화학식 A의 키랄 보조물 리간드의 G¹ 및 G² 위치가 수소가 아닐 때 유용하다. 일부 구체예에서, 구조 III, X, 및 XI의 화합물은 화학식 A-I의 부분을 화학식 A의 부분 대신에 포함한다.

반응식 6. 경로 B를 통한 화학식 1의 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 핵산의 합성.

역(Reverse) 5'에서 3' 핵산 합성.

화학식 1의 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 핵산은 대안으로 5'에서 3' 방향으로부터 합성된다. 고형 지지체가 사용되는 구체예에서, 핵산은 성장 핵산의 5' 말단을 통해 고형 지지체에 부착되고, 이로써, 효소 반응 (예를 들어, 결찰 및 중합)을 포함하는 반응을 위해 3' 그룹을 제공한다. 일부 구체예에서, 이 배향은 비키랄 H-포스포네이트 부분을 5' 위치에서 및 보호된 히드록실 그룹을 3' 위치에서 포함하는 뉴클레오시드 모노머를 제조하여 설계된다. 구체예에서, 핵산은 반응식 7에 따라 합성된다. 반응식 7에서, -R⁴는 상기에서 정의된 바와 같이 -OR^b이고, 또는, 마지막 합성 사이클에서는 R⁴이고, 이는 본 명세서에서 정의된 바와 같이 R¹과 동등하다.

반응식 7. 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 화학식 1의 핵산의 5'에서 3' 합성.

반응식 7에 기재된 구체예에서, 구조 I_r의 비키랄 H-포스포네이트는 축합 시약으로 처리되어 구조 II_r의 중간체를 형성한다. 구조 II_r의 중간체는 단리되지 않고, 동일한 포트에서 키랄 시약으로 처리되어 구조 III-_r의 중간체를 형성한다. 하나의 구체예에서, 활성 시약은 축합 단계 동안에 사용된다. 활성 시약의 사용은 반응 조건, 예컨대 반응에 사용되는 용매에 의존한다. 구조 III의 중간체_r는 단리되지 않고, 동일한 포트에서 구조 XIII의 뉴클레오시드 또는 변형된 뉴클레오시드와의 반응을 경험하여 키랄 포스파이트 구조 XIV의 화합물을 제공한다. 일부 구체예에서, 구조 XIV는 용매로 추출되어 부생성물, 불순물, 및/또는 시약로부터 용매를 분리한다. 다른 구체예에서, 방법이 고상 합성을 통해 수행될 때, 구조 XIV의 화합물을 포함하는 고형 지지체는 부생성물, 불순물, 및/또는 시약으로부터 여과된다. 구조 XIV의 화합물을 산으로 처리되어 차단 그룹을 성장 핵산 사슬 (구조 XV) 3'-말단에서 제거한다. 산성화 단계는 또한 키랄 보조물 리간드를 제거하여 구조 XIII의 화합물을 제공한다. 3' 탈차단된 중간체는 임의로 사슬 신장 사이클에 다시 들어가서 차단된 3'-말단을 함유하는 축합된 중간체를 형성하고, 그 다음, 이는 산화되어 3'-말단 차단 그룹 및 키랄 보조 리단드를 제거한다. 사슬 신장 사이클의 적어도 하나의 라운드 다음에, 3' 탈보호된 중간체는 변형 단계를 경험하여 각각의 인 원자에 결합된 부분 X를 도입하여 구조 XVI의 화합물을 제공한다. 변형된 중간체는 잔류 보호 그룹의 제거에 의해 탈차단되어, 예를 들어, 뉴클레오베이스, 변형된 뉴클레오베이스, 당 또는 변형된 당 보호 그룹은 제거되어 화학식 1의 핵산을 제공한다. 다른 구체예에서, 3'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드는 본 명세서에 기재된 이전의 사슬 신장 사이클로부터의 중간체이다. 또 다른 구체예에서, 3'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드는 또 다른 공지된 핵산 합성 방법으로부터 얻은 중간체이다. 제1 뉴클레오시드와의 합성 사이클 후, 비보호된 -OH 부분을 함유하는 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 또는 핵산은 차후 신장 사이클에 사용될 수 있다. 고형 지지체가 사용되는 구체예에서, 그 다음, 인 원자 변형된 핵산은 5' 말단에서 위치한 고형 지지체로부터 전달될 수 있다. 어떤 구체예에서, 핵산은 정제를 위해 고형 지지체 상에 부착될 수 있고, 그 다음, 정제 다음에 고형 지지체로부터 절단된다. 하나의 측면에서, 반응식 7에 기재된 합성은, 화학식 A의 키랄 보조물 리간드의 G¹ 및 G² 위치 모두가 수소가 아닐 때 유용하다. 역(reverse) 5'에서 3' 합성은, 경로 A에서의 단계와 유사한 메카니즘에서 반응식 7에서 동일한 개시물질을 사용하여 달성될 수 있다. 일부 구체예에서, 구조 III_r,XIV, 및 XV의 화합물은 화학식 A-I의 부분을 화학식 A의 부분 대신에 포함한다.

사슬 신장 사이클.

인 원자 변형된 핵산의 입체선택적 합성은 사슬 신장 사이클을 포함한다. 사슬 신장 사이클은 핵산에 첨가될 다음 단위 (예를 들어, 비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함하는 분자)인 화합물 및 또 다른 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물 (예를 들어, 히드록실 부분) 사이의 축합반응으로 시작한다. 일부 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 모노머 뉴클레오시드이다. 다른 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 본 명세서에 기재된 이전의 사슬 신장 사이클로부터의 핵산 올리고머 또는 폴리머이다. 다른 구체예에서, 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물은 본 기술분야에 공지된 다른 방법을 사용하여 수행된 사슬 신장 사이클로부터의 핵산 올리고머 또는 폴리머이다.

사슬 신장 사이클의 라운드의 수는 합성될 핵산의 길이에 의해 결정된다. 일부 구체예에서, 사슬 신장 사이클은 한번 발생한다. 다른 구체예에서, 사슬 신장 사이클은 개별적인 뉴클레오티드 단위를 갖는 성장하는 올리고뉴클레오티드 사슬의 단계적 신장을 달성하기 위해 1회 초과 반복된다.

하나의 구체예에서, 사슬 신장 사이클의 하나의 라운드는, 핵산이 다이머이면 필요하다. 다른 구체예에서, 사슬 신장 사이클의 9회의 라운드는 핵산이 10개의 뉴클레오시드 단위를 포함하면 필요하다. 또 다른 구체예에서, 사슬 신장 사이클의 20회의 라운드는, 20개의 추가 뉴클레오시드 단위가 미리합성된 핵산 사슬에 추가될 것이면 필요하다. 사슬 신장 사이클의 수는 핵산 표적 길이에 대해 조절될 수 있다는 것은 당업자에게 분명할 것이다. 본 방법으로 합성된 핵산은 본 명세서에 기재된 사슬 신장 사이클의 수에 의해 제한되지 않는다.

X-포스포네이트 부분을 도입하기 위한 경로 A를 통한 축합된 중간체의 변형.

반응식 8. 경로 A를 통해 수득한 축합된 중간체의 변형.

화학식 5의 화합물에서, R¹은 -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -P(O)(R^e)₂, 또는 -HP(O)(R^e), -OR^a, 또는 -SR^c이다.

Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이고; R^a는 차단 부분이다.

R^c는 차단 그룹이다.

Y²는 O, NR^d, 또는 S이다.

각 경우의 R²는 독립적으로, 수소, -NR^dR^d, N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -OR^b, 또는 -SR^c이고, 여기서, R^b는 차단 부분이다.

각 경우의 Ba는 독립적으로, 차단된 또는 차단되지 않은 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민, 우라실, 또는 변형된 뉴클레오베이스이다.

각 경우의 J는 S, Se, 또는 BH₃이고; v는 1 내지 n-1의 정수이다.

O_A는 고형 지지체에 연결된 연결 부분 또는 핵산에 연결된 연결 부분에 연결된다.

A는 아실, 아릴, 알킬, 아르알킬, 또는 실릴 부분이고; G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵는 독립적으로, 수소, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로시클릴, 헤테로아릴, 또는 아릴이고, 또는 G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 2개는 G⁶와 함께 약 20개 이하의 고리 원자의 포화, 부분 불포화 또는 불포화된 카보시클릭 또는 헤테로원자 함유 고리를 형성하고, 이 고리는 모노시클릭 또는 폴리시클릭, 융합 또는 비융합되고, 여기서, G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 4개 이하는 G⁶이다.

일부 구체예에서, 화학식 5의 화합물은 인 원자에 부착된 화학식 A-I의 부분을 포함한다. 다른 구체예에서, 화학식 5의 화합물은 인 원자에 부착된 화학식 A의 부분을 포함한다. 경로 A에서 설명된 방법에서, 신규 뉴클레오시드의 추가로부터 수득한 축합된 중간체는 캡핑되어 구조 V의 화합물을 생성하고, 그 다음, 인에서 변형되어 J (이는 S, Se, 또는 BH₃이다)을 도입하여 화학식 5의 화합물 (여기서, v는 1 내지 n-1의 정수이다)을 생성한다. 화학식 5의 화합물은 처리되어 캡핑된 키랄 보조물을 절단하고 잔류 차단 그룹을 탈차단하거나, 또는 사슬 신장 및 인 변형의 추가 사이클이 수행된다. 최종 핵산이 다이머인 경우에, 캡핑은 필요하지 않다. 구조 V의 하나의 구체예에서, A는 수소, 아실, 아릴, 알킬, 아르알킬, 또는 실릴 부분이다. 반응식 9의 하나의 구체예에서, 신규 뉴클레오시드의 추가로부터 수득한 축합된 중간체는 캡핑되지 않아서 구조 V의 화합물을 생성하고 여기서, v는 0이다. 그 다음, 이 구조 V(여기서, v는 0이다)는 인에서 변형되어 J(이는s S, Se, 또는 BH₃이다)을 도입하여, 화학식 5의 화합물(여기서, v는 0의 정수이다)를 생성한다.

일부 구체예에서, 변형제는 황 친전자체, 셀레늄 친전자체, 또는 붕소화제이다.

일부 구체예에서, 황 친전자체는 하기 식들 중 하나로 표시되는 화합물이다:

S₈ (식 B), Z²⁴-S-S-Z²⁵, 또는 Z²⁴-S-X-Z²⁵,

상기 식에서, Z²⁴ 및 Z²⁵는 독립적으로, 알킬, 아미노알킬, 시클로알킬, 헤테로시클릭, 시클로알킬알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시, 아릴옥시, 헤테로아릴옥시, 아실, 아미드, 이미드, 또는 티오카보닐이고, 또는 Z²⁴ 및 Z²⁵는 함께, 3 내지 8원 지환식 또는 헤테로시클릭 고리를 형성하고, 이 고리는 치환 또는 비치환될 수 있고; X는 SO₂, O, 또는 NR^f이고; R^f는 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 아릴이다. 다른 구체예에서, 황 친전자체는 화학식 B, C, D, E, 또는 F의 화합물이다:

[화학식 B]

[화학식 C]

[화학식 D]

[화학식 E]

[화학식 F]

.

다른 구체예에서, 황 친전자체는 화학식 F, 화학식 E 또는 화학식 B이다.

일부 구체예에서, 셀레늄 친전자체는 하기 식들 중 하나로 표시되는 화합물이다:

Se (식 G), Z²⁶-Se-Se-Z²⁷, 또는 Z²⁶-Se-X-Z²⁷,

상기 식에서, Z²⁶ 및 Z²⁷는 독립적으로, 알킬, 아미노알킬, 시클로알킬, 헤테로시클릭, 시클로알킬알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시, 아릴옥시, 헤테로아릴옥시, 아실, 아미드, 이미드, 또는 티오카보닐이고, 또는 Z²⁶ 및 Z²⁷는 함께, 3 내지 8원 지환식 또는 헤테로시클릭 고리를 형성하고, 이 고리는 치환 또는 비치환될 수 있고; X는 SO₂, S, O, 또는 NR^f이고; R^f는 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 아릴이다.

다른 구체예에서, 셀레늄 친전자체는 화학식 G, H, I, J, K, 또는 L의 화합물이다.

[화학식 G]

[화학식 H]

[화학식 I]

[화학식 J]

[화학식 K]

[화학식 L]

.

일부 구체예에서, 셀레늄 친전자체는 화학식 G 또는 화학식 L이다.

일부 구체예에서, 붕소화제는 보란-N,N-디이소프로필에틸아민 (BH₃·DIPEA), 보란-피리딘 (BH₃·Py), 보란-2-클로로피리딘 (BH₃·CPy), 보란-아닐린 (BH₃·An), 보란-테트라히드로푸란 (BH₃·THF), 또는 보란-디메틸설파이드 (BH₃·Me₂S), 아닐린-시아노보란, 트리페닐포스핀-카보알콕시보란이다.

다른 구체예에서, 붕소화제는 보란-N,N-디이소프로필에틸아민 (BH₃·DIPEA), 보란-2-클로로피리딘 (BH₃·CPy), 보란-테트라히드로푸란 (BH₃·THF), 또는 보란-디메틸설파이드 (BH₃·Me₂S)이다.

추가 구체예에서, 경로 A를 통해 얻은 축합된 중간체의 변형 후에, 화학식 5의 화합물은 R¹ 위치에서 탈차단되어 화학식 4의 화합물(여기서, m은 적어도 1이고, J는 S, Se, 또는 BH₃이고, D는 화학식 A의 부분이다)을 생성한다. 일부 구체예에서, R¹의 탈차단 다음에, 화학식 4의 화합물이 생성되고, 여기서, D는 화학식 A-I의 부분이다. 화학식 4의 화합물은 구조 III의 뉴클레오시드와 반응하여 축합된 중간체를 생성한다. 축합된 중간체의 전환 단계는 축합된 중간체를 캡핑하는 단계 및 캡핑된 축합 중간체를 변형하여 화학식 5의 화합물을 생성하는 단계를 포함한다. 화학식 5의 화합물의 일부 구체예에서, v는 2 초과 및 약 200 미만이다. R¹ 위치에서의 탈차단, 구조 III의 뉴클레오시드와의 반응, 캡핑, 및 변형은 임의로 반복되어 화학식 5의 화합물을 형성하고, 여기서, v는 정수 1까지 증가된다. 화학식 5의 화합물의 일부 구체예에서, v는 3 초과 및 약 200 미만이다.

추가 구체예에서, 화학식 5의 화합물은 화학식 1의 화합물로 전환되고, 여기서, 일부 구체예에서, 각각의 Ba 부분은 탈차단된다. 다른 구체예에서, 화학식 5의 화합물은 화학식 1의 화합물로 전환되고, 여기서, 모든 Ba 부분이 탈차단되는 것은 아니다.

R¹은 -OH, -SH, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -P(O)(R^e)₂, -HP(O)(R^e), -OR^a, 또는 -SR^c이고; 여기서, Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이고, R^a는 차단 부분이고, R^c는 차단 그룹이다. 일부 구체예에서, R¹은 탈차단된다. 또 다른 구체예에서, R¹는 차단된 채로 남아 있다.

각 경우의 R^d는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 치환된 실릴, 카바메이트, -P(O)(R^e)₂, 또는 -HP(O)(R^e)이고, 각 경우의 R^e는 독립적으로, 수소, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y²-, 알케닐-Y²-, 알키닐-Y²-, 아릴-Y²-, 또는 헤테로아릴-Y²-, 또는 양이온이고, 이 양이온은 Na⁺¹, Li⁺¹, 또는 K⁺¹이고, 여기서, Y²는 O, NR^d, 또는 S이다.

각 경우의 R²는 독립적으로, 수소, -OH, -SH, -NR^dR^d, N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-이다.

일부 구체예에서, R³은 H이다. 다른 구체예에서, R³는 고형 지지체, 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 또는 핵산에 연결된 차단 그룹 또는 연결 부분이다. 일부 구체예에서, 각 경우의 X는 독립적으로, -S^-Z⁺, -Se^-Z⁺, 또는 -BH₃ ^-Z⁺이고; Z⁺는 암모늄 이온, 알킬암모늄 이온, 헤테로방향족 이미늄 이온, 또는 헤테로시클릭 이미늄 이온이고, 이의 임의의 것은 1급, 2급, 3급 또는 4급이고, 또는 Z⁺는 1가 금속 이온이다.

X- 포스포네이트 부분을 도입하기 위해 경로 B를 통해 얻은 화학식 4의 화합물의 변형.

경로 B를 통해 얻은 화학식 4의 화합물을 변형시키는 방법은 반응식 9a 및 9b에 설명되어 있다. 포스포네이트 및 포스파이트는 호변이성화되는 것으로 공지되고 평형으로 존재한다. 포스파이트 호변체는 포스포네이트 호변체 보다 덜 안정하다. 평형은 아주 강한 P=O 결합으로 인해 중성 조건 하에서 포스포네이트 호변체를 향한다. 포스포네이트의 포스포릴 그룹은 가역적으로 양성자화된다. 중간체 중 P-H의 절단은 서서히 일어나서 포스파이트 중간체를 생성한다. 그 다음, 구조 IX는, 반응식 9a 및 9b에 나타난 시약을 사용하여 변형되어 구조 XII를 형성한다.

반응식 9a. 인에서 초기 할로겐화를 사용하는, 경로 B를 통해 합성된 중간체 중 인의 변형.

반응식 9b. 초기 실릴화를 사용하는, 경로 B를 통해 합성된 중간체 중 인의 변형.

일부 구체예에서, 상기 변형 단계는 구조 IX를 할로겐화 시약과의 반응, 그 다음 친핵체와의 반응 (반응식 9a)으로 수행된다. 특정 구체예에서, 할로겐화 시약은 CCl₄, CBr₄, CI₄, Cl₂, Br₂, I₂, 설푸릴 클로라이드 (SO₂Cl₂), 포스겐, 비스(트리클로로메틸)카보네이트 (BTC), 황 모노클로라이드, 황 디클로라이드, 클로르아민, CuCl₂, N-클로로석신이미드 (NCS), N-브로모석신이미드 (NBS), 또는 N-아이오도석신이미드 (NIS)이다. 다른 특정 구체예에서, 할로겐화 시약은 CCl₄, CBr₄, Cl₂, 설푸릴 클로라이드 (SO₂Cl₂), 또는 N-클로로석신이미드 (NCS)이다. 일부 구체예에서, 친핵체는 1급 또는 2급 아민, 알콜, 또는 티올이다. 다른 구체예에서, 친핵체는 NR^fR^fH, R^fOH, 또는 R^fSH이고, 여기서, R^f는 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 아릴이고, NRfRfH의 Rf 중 적어도 하나는 수소가 아니다.

상기 변형 단계는 또한, 구조 IX와 실릴화제와의 반응, 그 다음 황 친전자체, 셀레늄 친전자체, 붕소화제, 알킬화제, 알데히드, 또는 아실화제 (반응식 9b)와의 반응으로 수행될 수 있다.

특정 구체예에서, 실릴화제는 클로로트리메틸실란 (TMS-Cl), 트리이소프로필실릴클로라이드 (TIPS-Cl), t-부틸디메틸실릴클로라이드 (TBDMS-Cl), t-부틸디페닐실릴클로라이드 (TBDPS-Cl), 1,1,1,3,3,3-헥사메틸디실라잔 (HMDS), N-트리메틸실릴디메틸아민 (TMSDMA), N-트리메틸실릴디에틸아민 (TMSDEA), N-트리메틸실릴아세트아미드(TMSA), N,O-비스(트리메틸실릴)아세트아미드(BSA), 또는 N,O-비스(트리메틸실릴)트리플로오로아세트아미드(BSTFA)이다.

다른 특정 구체예에서, 황 친전자체는 하기 식들 중 하나로 표시되는 화합물이다:

S₈ (식 B), Z²⁴-S-S-Z²⁵, 또는 Z²⁴-S-X-Z²⁵

[화학식 B]

[화학식 C]

[화학식 D]

[화학식 E]

[화학식 F]

Se (식 G), Z²⁶-Se-Se-Z²⁷, 또는 Z²⁶-Se-X-Z²⁷

[화학식 G]

[화학식 H]

[화학식 I]

[화학식 J]

[화학식 K]

[화학식 L]

.

일부 구체예에서, 붕소화제는 보란-N,N-디이소프로필에틸아민 (BH₃·DIPEA), 보란-피리딘 (BH₃·Py), 보란-2-클로로피리딘 (BH₃·CPy), 보란-아닐린 (BH₃·An), 보란-테트라히드로푸란 (BH₃·THF), 또는 보란-디메틸설파이드 (BH₃·Me₂S), 아닐린-시아노보란, 트리페닐포스핀-카보알콕시보란이다. 다른 구체예에서, 붕소화제는 보란-N,N-디이소프로필에틸아민 (BH₃·DIPEA), 보란-2-클로로피리딘 (BH₃·CPy), 보란-테트라히드로푸란 (BH₃·THF), 또는 보란-디메틸설파이드 (BH₃·Me₂S)이다.

다른 구체예에서, 알킬화제는 알킬 할라이드, 알케닐 할라이드, 알키닐 할라이드, 알킬 설포네이트, 알케닐 설포네이트, 또는 알키닐 설포네이트이다.

다른 구체예에서, 알데히드는 (파라)-포름알데히드, 알킬 알데히드, 알케닐 알데히드, 알키닐 알데히드, 또는 아릴 알데히드이다.

또 다른 구체예에서, 아실화제는 화학식 M 또는 N의 화합물이다:

[화학식 M]

[화학식 N]

상기 식에서, G⁷은 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클릭, 시클로알킬알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시, 아릴옥시, 또는 헤테로아릴옥시이고; M은 F, Cl, Br, I, 3-니트로-1,2,4-트리아졸, 이미다졸, 알킬트리아졸, 테트라졸, 펜타플루오로벤젠, 또는 1-히드록시벤조트리아졸이다.

추가 구체예에서, 산성화 후에, 화학식 4의 화합물 (여기서, m은 적어도 1이고, J는 O이고, D는 H임)은 구조 III의 뉴클레오시드와 반응하여 축합된 중간체를 형성하고, 이는 산성화에 의해 전환되어 화학식 4의 화합물(여기서, m은 적어도 2 및 약 200 미만이고; J는 O이고, D는 H이다)을 생성한다. 다른 구체예에서, 화학식 4의 화합물은 구조 III의 뉴클레오시드와 추가로 임의로 반응하여 축합된 중간체를 형성하고, 그 다음 산성화된다. 구조 III의 뉴클레오시드와의 반응 및 산성화는, 성장 사슬 중 원하는 수의 단위가 달성될 때까지 반복된다. 일부 구체예에서, 화학식 4의 화합물이 생성되고, 여기서, m은 정수 1까지 증가한다. 일부 구체예에서, 화학식 4의 화합물 (여기서, m은 2 초과 및 약 200 미만이다)이 생성된다. 일부 구체예에서, 축합된 중간체는 화학식 A-I의 부분을 화학식 A의 부분 대신에 포함한다.

추가 구체예에서, 화학식 4의 화합물은 변형되어 X 부분을 도입하고, 이로서 화학식 1의 화합물을 생성한다. 화학식 1의 화합물의 하나의 구체예에서, R³는 차단 그룹 또는 고형 지지체에 연결된 연결 부분이다. 다른 구체예에서, R¹은 탈차단된다. 또 다른 구체예에서, 화학식 1의 화합물은 처리되고, 이로써, R¹은 탈차단된 채로 남아 있다. 추가 구체예에서, 화학식 1의 화합물은 처리되고, 이로써, R¹은 -OH, -SH, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -P(O)(R^e)₂, -HP(O)(R^e), -OR^a, 또는 -SR^c이고; 여기서, Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se, R^a는 차단 부분이고, R^c는 차단 그룹이고, 각 경우의 R^d는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴, 카바메이트, -P(O)(R^e)₂, 또는 -HP(O)(R^e)이고, 각 경우의 R^e는 독립적으로, 수소, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y²-, 알케닐-Y²-, 알키닐-Y²-, 아릴-Y²-, 또는 헤테로아릴-Y²-, 또는 양이온이고, 이 양이온은 Na⁺¹, Li⁺¹, 또는 K⁺¹이고, 여기서, Y²는 O, NR^d, 또는 S이다.

각 경우의 R²는 독립적으로, 수소, -OH, -SH, -NR^dR^d, N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-이다. 일부 구체예에서, R²는 탈차단된다. 또 다른 구체예에서, R²는 탈차단된 채로 남아 있다.

일부 구체예에서, 각각의 Ba 부분은 탈차단된다. 다른 구체예에서, 모든 Ba 부분은 탈차단되는 것은 아니다. 다른 구체예에서, R³은 H이다. 일부 구체예에서, R³는 고형 지지체, 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 또는 핵산에 연결된 차단 그룹 또는 연결 부분이다. 일부 구체예에서, 각 경우의 X는 독립적으로, 알킬, 알콕시, 아릴, 알킬티오, 아실, -NR^fR^f, 알케닐옥시, 알키닐옥시, 알케닐티오, 알키닐티오, -S^-Z⁺, -Se^-Z⁺, 또는 -BH₃ ^-Z⁺이고; 각 경우의 R^f는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 아릴이고; Z⁺는 암모늄 이온, 알킬암모늄 이온, 헤테로방향족 이미늄 이온, 또는 헤테로시클릭 이미늄 이온이고, 이의 임의의 것은 1급, 2급, 3급 또는 4급이고, 또는 Z⁺는 1가 금속 이온이다.

본 발명의 방법에 사용된 반응 조건 및 시약

조건

비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함하는 분자와 5'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드를 반응시켜 축합된 중간체를 형성하는 단계는 임의의 중간체를 분리하지 않고 일어날 수 있다. 일부 구체예에서, 비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함하는 분자와 5'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드를 반응시켜 축합된 중간체를 형성하는 단계는 하나의 용기(one-pot) 반응으로 일어난다. 하나의 구체예에서, 비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함하는 분자, 축합 시약, 키랄 시약, 및 자유 친핵성 부분을 포함하는 화합물이 상이한 시점에 반응 혼합물에 첨가된다. 또 다른 구체예에서, 비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함하는 분자, 축합 시약, 및 키랄 시약은 동일한 반응조 또는 동일한 용기 내에 존재한다. 또 다른 구체예에서, 비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함하는 분자, 축합 시약, 키랄 시약, 및 자유 친핵성 부분을 포함하는 화합물이 동일한 반응조 또는 동일한 반응 용기 내에 존재한다. 이는 중간체를 분리하지 않고 반응이 수행되게 하며 시간 소모적인 단계를 제거하여 경제적이고 효율적인 합성을 야기한다. 특정 구체예에서, 상기 비키랄 H-포스포네이트, 축합 시약, 키랄 아미노 알콜, 5'-OH 뉴클레오시드는 반응에서 동일한 시점에 존재한다. 추가의 구체예에서, 축합을 위한 키랄 중간체는 원 위치에서(in situ) 형성되며 축합 반응 이전에 분리되지 않는다. 또 다른 구체예에서, 비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함하는 분자는 키랄 중간체를 자유 5'-OH 부분을 포함하는 화합물과 반응시킬 때 사용된 것과는 상이한 반응조에서 축합 시약, 키랄 시약과 반응에 의해 활성화되었다. 하나의 구체예에서, 활성화 시약이 축합 단계 동안에 첨가된다. 하나의 구체예에서, 활성화 시약은 비키랄 H-포스포네이트 부분, 축합 시약, 및 키랄 시약이 이미 혼합된 이후에 첨가된다. 또 다른 구체예에서, 활성화 시약은 비키랄 H-포스포네이트 부분, 축합 시약, 및 키랄 시약과 함께 첨가된다. 반응 조건에 따라, 활성화 시약은 합성 동안에, 예를 들어 축합 단계에서 유용할 수 있다. 예를 들어, 피리딘이 전활성화 또는 축합 단계에서 염기로 사용되는 경우, 피리딘이 친핵성 촉매(예컨대, 활성화제)로 작용하기 때문에 CMPT와 같은 활성화 시약이 존재할 필요가 없다. 만약 피리딘만큼 친핵성이 아닌 N-시아노메틸 피롤리딘(CMP)과 같은 또 다른 염기가 축합 단계에 사용되는 경우, CMPT와 같은 활성화 시약이 활성화 시약으로서 첨가될 수 있다.

고체 지지체 상에서의 합성

일부 구체예에서, 상기 핵산의 합성은 용액 중에서 수행된다. 다른 구체예에서, 상기 핵산의 합성은 고체상(solid phase) 위에서 수행된다. 고체 지지체의 반응성 그룹은 탈보호되거나 보호될 수 있다. 올리고뉴클레오티드 합성 동안, 고체 지지체는 몇 가지 합성 주기에서 다양한 시약들로 처리되어 각각의 뉴클레오티드 단위를 갖는 성장하는 올리고뉴클레오티드의 단계적 연장을 달성한다. 상기 고체 지지체에 직접 연결된 사슬의 말단에 있는 뉴클레오시드 단위는 본원에 사용된 바와 같이 "제1 뉴클레오시드"로 명명된다. 상기 제1 뉴클레오시드는 링커 부분, 즉 고체 지지체과 뉴클레오시드 양쪽에 대해 공유결합을 갖는 디라디칼(diradical)을 통해 고체 지지체에 결합된다. 상기 링커는 올리고뉴클레오티드 사슬을 조립하기 위해 수행되는 합성 주기 동안에 온전한 상태로 존재하며 사슬 조립 이후 절단되어 기판으로부터 올리고뉴클레오티드를 유리시킨다.

고체상 핵산 합성을 위한 고체 지지체는 예컨대, 미국 특허 제4,659,774호, 제5,141,813호, 제4,458,066호; Caruthers의 미국 특허번호 제4,415,732호, 제4,458,066호, 제4,500,707호, 제4,668,777호, 제4,973,679호, 및 제5,132,418호; Andrus 등의 미국 특허 번호 제5,047,524호, 제5,262,530호; 및 Koster의 미국 특허번호 제4,725,677호(Re34,069로 재발행됨)에 기술된 지지체를 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 고체상은 유기 중합체 지지체이다. 다른 구체예에서, 상기 고체상은 무기 중합체 지지체이다. 일부 구체예에서, 상기 유기 중합체 지지체는 폴리스티렌, 아미노메틸 폴리스티렌, 폴리에틸렌 글리콜-폴리스티렌 접합 공중합체, 폴리아크릴아미드, 폴리메타크릴레이트, 폴리비닐알콜, 고 가교 중합체(HCP), 또는 다른 합성 중합체, 셀룰로오스 및 전분과 같은 탄수화물 또는 기타 중합체성 탄수화물, 또는 다른 유기 중합체 및 임의의 공중합체, 복합 물질 또는 상기 무기 또는 유기 물질의 조합이다. 다른 구체예에서, 상기 무기 중합체 지지체는 실리카, 알루미나, 실리카-겔 지지체인 제어 폴리유리(CPG), 또는 아미노프로필 CPG이다. 다른 유용한 고체 지지체는 불소계 고체 지지체(예컨대, WO/2005/070859 참조), 긴사슬 알킬아민(LCAA) 제어 공극 유리(CPG) 고체 지지체(예컨대, S. P. Adams, K. S. Kavka, E. J. Wykes, S. B. Holder and G. R. Galluppi, J. Am . Chem . Soc ., 1983, 105, 661-663; G. R. Gough, M. J. Bruden and P. T. Gilham, Tetrahedron Lett., 1981, 22, 4177-4180 참조). 막 지지체 및 중합체성 막(예컨대, Innovation and Perspectives in Solid Phase Synthesis, Peptides, Proteins and Nucleic Acids, ch 21 pp 157-162, 1994, Ed. Roger Epton 및 미국 특허번호 제4,923,901호 참조) 역시 핵산의 합성에 유용하다. 일단 형성되면, 막은 핵산 합성에 사용되기 위하여 화학적으로 관능화될 수 있다. 관능 그룹의 막으로의 부착 이외에도, 막에 부착된 링커 또는 스페이서 그룹이 막과 합성된 사슬 간의 입체장애를 최소화하기 위해 사용될 수 있다.

다른 적합한 고체 지지체는 고체상 방법론에 사용되기에 적합한 당해 기술분야에 일반적으로 알려진 것을 포함하며, 이들은 예를 들어 PrimerTM 200 지지체로 판매되는 유리, 제어 공극 유리(CPG), 옥살릴-제어 공극 유리(예컨대, Alul, et al., Nucleic Acids Research, 1991, 19, 1527 참조), 텐타겔(TentaGel) 지지체-아미노폴리에틸렌글리콜 유도체화 기판(예컨대, Wright, et al ., Tetrahedron Lett., 1993, 34, 3373 참조), 및 포로스-폴리스티렌/디비닐벤젠의 공중합체를 포함한다.

표면 활성화 중합체는 몇 가지 고체 지지체 매체 상의 천연 및 변형된 핵산 및 단백질의 합성에서의 사용을 위해 입증되어왔다. 상기 고체 지지체 물질은 다공성이 적합하게 균일하며, 충분한 아민 함량을 가지며, 온전함을 잃지 않고 임의의 수반되는 조작을 받기에 충분히 유연한 임의의 중합체일 수 있다. 적합한 선택 물질의 예로는 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 및 니트로셀룰로오스를 포함한다. 연구자의 설계에 따라, 다른 물질이 고체 지지체로 사용될 수 있다. 일부 설계를 고려할 때, 예를 들어, 코팅된 금속, 특히 금 또는 백금이 선택될 수 있다(예컨대, 미국 공개번호 제20010055761호 참조). 올리고뉴클레오티드 합성의 하나의 구체예에서, 예를 들어, 뉴클레오시드는 하이드록실 또는 아미노 부분로 관능화된 고체 지지체에 고정된다. 대안적으로, 상기 고체 지지체는 트리메톡시트리틸 그룹(TMT)과 같은 산에 불안정한 트리알콕시트리틸 그룹을 제공하기 위하여 유도체화된다. 이론에 얽매임이 없이, 트리알콕시트리틸 보호 그룹의 존재는 DNA 합성기 상에서 통상적으로 사용되는 조건 하에서 초기 탈트리틸화(detritylation)를 가능케 할 것으로 예상된다. 수성 암모니아를 갖는 용액 중에서 올리고뉴클레오티드를 더 빠르게 방출시키기 위해, 디글리콜레이트 링커가 지지체 상에 선택적으로 도입된다.

연결 부분( linking moiety )

연결 부분 또는 링커는 고체 지지체를 자유 친핵성 부분을 포함하는 화합물에 연결하기 위해 선택적으로 사용된다. 고체상 합성 기법에서 고체 지지체를 초기의 뉴클레오시드 분자의 관능 그룹(예컨대, 하이드록실 그룹)에 연결하는 역할을 하는 단분자와 같은 적합한 링커가 알려져 있다. 일부 구체예에서, 상기 연결 부분은 숙시남산 링커, 또는 숙시네이트 링커(-CO-CH₂-CH₂-CO-), 옥살릴 링커(-CO-CO-)이다. 다른 구체예에서, 상기 연결 부분 및 상기 뉴클레오시드는 에스테르 결합을 통해 결합된다. 다른 구체예에서, 상기 연결 부분과 상기 뉴클레오시드는 아미드 결합을 통해 결합된다. 추가의 구체예에서, 상기 연결 부분은 상기 뉴클레오시드를 또 다른 뉴클레오티드나 핵산에 연결한다. 적합한 링커는 예를 들어, 문헌[Oligonucleotides And Analogues A Practical Approach, Ekstein, F. Ed., IRL Press, N.Y., 1991, Chapter 1]에 개시되어 있다.

링커 부분은 자유 친핵성 부분을 포함하는 화합물을 또 다른 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 또는 핵산에 연결하는데 사용된다. 일부 구체예에서, 상기 연결 부분은 포스포디에스테르 결합이다. 다른 구체예에서, 상기 연결 부분은 H-포스포네이트 부분이다. 또 다른 구체예에서, 상기 연결 부분은 X-포스포네이트 부분이다.

합성을 위한 용매

핵산의 합성은 비양성자성(aprotic) 유기 용매 중에서 수행된다. 일부 구체예에서, 상기 용매는 아세토니트릴, 피리딘, 테트라하이드로퓨란, 또는 디클로로메탄이다. 일부 구체예에서, 상기 비양성자성 유기 용매가 염기성이 아닌 경우, 염기가 반응 단계에 존재한다. 일부 구체예에서, 염기가 존재하는 경우, 상기 염기는 피리딘, 퀴놀린, 또는 N,N-디메틸아닐린 또는 N-시아노메틸피롤리딘이다. 염기의 다른 예로는 피롤리딘, 피페리딘, N-메틸피롤리딘, 피리딘, 퀴놀린, N,N-디메틸아미노피리딘(DMAP), N,N-디메틸아닐린 또는 N-시아노메틸피롤리딘을 포함한다. 상기 방법의 일부 구체예에서, 상기 염기는

이며,

여기에서, Z²² 및 Z²³은 독립적으로 알킬, 아미노알킬, 사이클로알킬, 헤테로사이클릭, 사이클로알킬알킬, 헤테로사이클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시, 아릴옥시, 또는 헤테로아릴옥시이거나, 여기에서 Z²² 및 Z²³ 중 어느 하나는 합쳐져 3 내지 10원 알리사이클릭 또는 헤테로사이클릭 고리를 형성한다. 상기 방법의 일부 구체예에서, 염기는 N-시아노메틸피롤리딘이다. 일부 구체예에서, 비양성자성 유기 용매는 무수이다. 다른 구체예에서, 상기 무수 비양성자성 유기 용매는 새로이 증류된다. 일부 구체예에서, 상기 새로이 증류된 무수 비양성자성 유기 용매는 피리딘이다. 다른 구체예에서, 상기 새로이 증류된 무수 비양성자성 유기 용매는 테트라하이드로퓨란이다. 다른 구체예에서, 상기 새로이 증류된 무수 비양성자성 유기 용매는 아세토니트릴이다. 상기 용매는 2 이상의 용매의 조합일 수 있다. 어떤 용매가 합성에 사용되는지 여부에 따라, 활성화 시약의 추가가 유용하다.

차단 그룹을 제거하기 위한 산성화 조건.

차단 그룹을 제거하기 위한 산성화는 브뢴스테드 산 또는 루이스 산에 의해 달성된다. 일부 구체예에서, 산성화는 R¹ 차단 그룹을 제거하기 위해 사용된다. 유용한 브뢴스테드 산은 유기 용매 또는 물(80% 아세트산인 경우)에서 -0.6(트리플루오로아세트산) 내지 4.76(아세트산)의 pKa(물에서 25℃) 값을 갖는, 카르복실산, 알킬술폰산, 아릴술폰산, 인산 및 그 유도체, 포스폰산 및 그 유도체, 알킬포스폰산 및 그 유도체, 아릴포스폰산 및 그 유도체, 포스핀산, 디알킬포스핀산, 및 디아릴포스핀산이다. 상기 산성화 단계에 사용되는 산(1 내지 80%)의 농도는 산의 산도에 좌우된다. 강산은 퓨리닐 또는 피리미디닐 염기가 리보오스 고리로부터 절단되는 탈퓨린화/탈피리미딘화를 야기할 것이기 때문에 산 세기를 고려해야 한다.

일부 구체예에서, 산성화는 유기 용매 중에서 루이스 산에 의해 달성된다. 유용한 루이스 산은 ZnX₂이며, 여기에서 X는 Cl, Br, I, 또는 CF₃SO₃이다.

일부 구체예에서, 산성화는 축합된 중간체로부터 퓨린 부분을 제거하지 않고 축합된 중간체를 화학식 4의 화합물로 전환시키는데 효과적인 일정량의 브뢴스테드 또는 루이스 산을 첨가하는 것을 포함한다.

산성화 단계에 유용한 산으로는 또한 유기 용매 중에 10% 인산, 유기 용매 중에 10% 염산, 유기 용매 중에 1% 트리플루오로아세트산, 유기 용매 중에 3% 디클로로아세트산 또는 물 중에 80% 아세트산을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 상기 공정에 사용되는 임의의 브뢴스테드 또는 루이스 산의 농도는 상기 산의 농도가 당 부분으로부터의 핵염기의 절단을 초래하는 농도를 초과하지 않도록 선택된다.

일부 구체예에서, 산성화는 유기 용매 중에 1% 트리플루오로아세트산을 첨가하는 것을 포함한다. 일부 구체예에서, 산성화는 유기 용매 중에 약 0.1% 내지 약 8% 트리플루오로아세트산을 첨가하는 것을 포함한다. 다른 구체예에서, 산성화는 유기 용매 중에 3% 디클로로아세트산을 첨가하는 것을 포함한다. 다른 구체예에서, 산성화는 유기 용매 중에 약 0.1% 내지 약 10% 디클로로아세트산을 첨가하는 것을 포함한다. 또 다른 구체예에서, 산성화는 유기 용매 중에 3% 트리클로로아세트산을 첨가하는 것을 포함한다. 또 다른 구체예에서, 산성화는 유기 용매 중에 약 0.1% 내지 약 10% 트리클로로아세트산을 첨가하는 것을 포함한다. 일부 구체예에서, 산성화는 물 중에 80% 아세트산을 첨가하는 것을 포함한다. 일부 구체예에서, 산성화는 물 중에서 약 50% 내지 약 90%, 또는 약 50% 내지 약 80%, 약 50% 내지 약 70%, 약 50% 내지 약 60%, 약 70% 내지 약 90% 아세트산을 첨가하는 것을 포함한다. 일부 구체예에서, 산성화는 산성 용매에 양이온 제거제(scavenger)를 추가로 첨가하는 것을 포함한다. 특정 구체예에서, 상기 양이온 제거제는 트리에틸실란 또는 트리이소프로필실란일 수 있다. 일부 구체예에서, R¹은 축합된 중간체를 산성화하는 단계 이전에 차단해제된다. 일부 구체예에서, R¹은 유기 용매 중에 1% 트리플루오로아세트산을 첨가하는 것을 포함하는 산성화에 의해 차단해제된다. 일부 구체예에서, R¹은 유기 용매 중에 3% 디클로로아세트산을 첨가하는 것을 포함하는 산성화에 의해 차단해제된다. 일부 구체예에서, R¹은 유기 용매 중에서 3% 트리클로로아세트산을 첨가하는 것을 포함하는 산성화에 의해 차단해제된다.

차단 부분 또는 그룹의 제거.

핵염기 또는 당 부분 상에 위치한 하이드록실 또는 아미노 부분과 같은 관능 그룹은 합성 중 통상적으로 차단(보호) 그룹(부분)을 이용하여 차단되며 나중에 차단해제된다. 일반적으로, 차단 그룹은 분자의 화학적 관능성이 특정 반응 조건에 불활성이게 하며 나중에 분자의 나머지를 실질적으로 손상시키지 않고 분자 내 상기 관능성으로부터 제거될 수 있다(예컨대, Green and Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 2^nd Ed., John Wiley & Sons, New York, 1991 참조). 예를 들어, 아미노 그룹은 프탈이미도, 9-플루드레닐메톡시카보닐(FMOC), 트리페닐메틸설페닐, t-BOC, 4,4'-디메톡시트리틸(DMTr), 4-메톡시트리틸(MMTr), 9-페닐잔틴-9-일(Pixyl), 트리틸(Tr), 또는 9-(p-메톡시페닐)잔틴-9-일(MOX)과 같은 질소 차단 그룹으로 차단될 수 있다. 카복실 그룹은 아세틸 그룹으로서 보호될 수 있다. 하이드록실 그룹은 테트라하이드로피라닐(THP), t-부틸디메틸실릴(TBDMS), 1-[(2-클로로-4-메틸)페닐]-4-메톡시피페리딘-4-일(Ctmp), 1-(2-플루오로페닐)-4-메톡시피페리딘-4-일(Fpmp), 1-(2-클로로에톡시)에틸, 3-메톡시-1,5-디카보메톡시펜탄-3-일(MDP), 비스(2-아세톡시에톡시)메틸(ACE), 트리이소프로필실릴옥시메틸(TOM), 1-(2-시아노에톡시)에틸(CEE),2-시아노에톡시메틸(CEM), [4-(N-디클로로아세틸-N-메틸아미노)벤질옥시]메틸, 2-시아노에틸(CN), 피발로일옥시메틸(PivOM), 레부닐옥시메틸(ALE)로서 보호될 수 있다. 다른 대표적인 하이드록실 차단 그룹이 기술되어 왔다(예컨대, Beaucage et al ., Tetrahedron, 1992, 46, 2223 참조). 일부 구체예에서, 하이드록실 차단 그룹은 트리틸, 모노메톡시트리틸, 디메톡시트리틸, 트리메톡시트리틸, 9-페닐잔틴-9-일(Pixyl) 및 9-(p-메톡시페닐)잔틴-9-일(MOX)과 같은 산에 불안정한 그룹이다. 화학적 관능 그룹은 또한 전구체 형태로 이들을 포함함으로써 차단될 수 있다. 따라서 아지도 그룹이 쉽게 아민으로 전환되기 때문에, 아지도 그룹이 아민의 차단된 형태로 고려될 수 있다. 핵산 합성에 이용되는 추가의 대표적인 보호 그룹이 알려져 있다(예컨대, Agrawal et al., Protocols for Oligonucleotide Conjugates, Eds., Humana Press, New Jersey, 1994, Vol. 26, pp. 1-72 참조).

다양한 방법이 알려져 있으며 핵산으로부터 차단 그룹의 제거를 위해 사용된다. 일부 구체예에서, 모든 차단 그룹이 제거된다. 다른 구체예에서, 상기 차단 그룹은 부분적으로 제거된다. 또 다른 구체예에서, 특정 부분 상의 차단 그룹을 제거하도록 반응 조건이 조절될 수 있다. R²가 차단 그룹인 특정 구체예에서, R²에 있는 차단 그룹의 제거는 R¹에 있는 차단 그룹의 제거에 대해 직각이다. R¹ 및 R²에 있는 차단 그룹은 합성 단계 동안 온전한 상태이며 사슬 조립 후 통틀어 제거된다. 일부 구체예에서, 상기 R² 차단 그룹은 고체 지지체로부터의 핵산의 절단 및 핵염기 차단 그룹의 제거와 동시에 제거된다. 특정 구체예에서, R¹에 있는 차단 그룹은 제거되는 반면, R²에 있는 차단 그룹 및 핵염기는 온전한 상태이다. R¹에 있는 차단 그룹은 일차 아민, 이차 아민, 또는 이의 혼합물과 같은 유기 염기를 이용하여 고체 지지체 상에서 절단될 수 있다. R¹ 위치의 차단해제는 일반적으로 프론트 엔드(front end) 탈보호로 지칭된다.

하나의 구체예에서, 핵염기 차단 그룹은, 존재하는 경우, 산성 시약을 이용한 각각의 핵산의 조립 후 절단될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 하나 이상의 핵염기 차단 그룹은 산성이나 염기성이 아닌 조건하에서 절단될 수 있으며, 예컨대, 불소 염 또는 불화수소산 착화물을 이용하여 절단될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 하나 이상의 핵염기 차단 그룹은 염기나 염기성 용매의 존재하에 각각의 핵산의 조립 후 절단될 수 있으며, 여기에서 상기 핵염기 차단 그룹은 아민을 이용한 프론트 엔드 탈보호 단계의 조건에 대해 안정하다.

일부 구체예에서, 핵염기를 위한 차단 그룹이 요구되지 않는다. 다른 구체예에서, 핵염기를 위한 차단 그룹이 요구된다. 또 다른 구체예에서, 특정 핵염기는 차단 그룹을 필요로 하는 반면, 다른 핵염기는 차단 그룹을 필요로 하지 않는다. 핵염기가 차단되는 구체예에서, 상기 차단 그룹은 프론트 엔드에 있는 차단 그룹을 제거하는데 적절한 조건 하에서 완전히 또는 부분적으로 제거된다. 예를 들어, R¹은 OR^a를 나타낼 수 있으며, 여기에서 R^a는 아실이고, Ba는 이소부티릴, 아세틸 또는 4-(tert-부틸페녹시)아세틸을 포함하나 이에 제한되지는 않는 아실 그룹으로 차단된 구아닌을 나타낸다. R¹ 및 Ba에 있는 아실 그룹은 동일한 차단해제 단계 동안에 제거되거나 부분적으로 제거될 것이다.

시약

축합 시약.

본 발명의 방법에서 유용한 축합 시약 (C_R)은 하기 일반식: Ar₃PL₂, 및 (ArO)₃PL₂중 하나로 표시된다:

상기 식에서, Z¹, Z², Z³, Z⁴, Z⁵, Z⁶, Z⁷, Z⁸, Z⁹ 및 Z¹⁰는 알킬, 아미노알킬, 시클로알킬, 헤테로시클릭, 시클로알킬알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시, 아릴옥시, 또는 헤테로아릴옥시로부터 독립적으로, 선택되고, 또는 여기서, 임의의 Z² 및 Z³, Z⁵ 및 Z⁶, Z⁷ 및 Z⁸, Z⁸ 및 Z⁹, Z⁹ 및 Z⁷, 또는 Z⁷ 및 Z⁸ 및 Z⁹는 함께, 3 내지 20원 지환식 또는 헤테로시클릭 고리를 형성하고; Q^-는 반대 음이온이고; w는 0 내지 3의 정수이고; L은 이탈 그룹이고; Ar은 아릴, 헤테로아릴이고/이거나, Ar 그룹 중 하나는 폴리머 지지체에 부착된다.

일부 구체예에서, 축합 시약 C_R의 반대 이온은 Cl^-, Br^-, BF₄ ^-, PF₆ ^-, TfO^-, Tf₂N^-, AsF₆ ^-, ClO₄ ^-, 또는 SbF₆ ^-이고, 여기서, Tf는 CF₃SO₂이다. 일부 구체예에서, 축합 시약 C_R의 이탈 그룹은 F, Cl, Br, I, 3-니트로-1,2,4-트리아졸, 이미다졸, 알킬트리아졸, 테트라졸, 펜타플루오로벤젠, 또는 1-히드록시벤조트리아졸이다.

본 공정에 사용될 수 있는 축합 시약의 예는 비제한적으로, 펜타플루오로벤조일 클로라이드, 카보닐디이미다졸 (CDI), 1-메실틸렌설포닐-3-니트로트리아졸 (MSNT), 1-에틸-3-(3'-디메틸아미노프로필)카보디이미드 히드로클로라이드 (EDCI-HCl), 벤조트리아졸-1-일옥시트리스(디메틸아미노)포스포늄 헥사플루오로포스페이트 (PyBOP), N,N'-비스(2-옥소-3-옥사졸리디닐)포스핀성 클로라이드 (BopCl), 2-(1H-7-아자벤조트리아졸-1-일)-1,1,3,3-테트라메틸우로늄 헥사플루오로포스페이트 (HATU), 및 O-벤조트리아졸-N,N,N',N'-테트라메틸우로늄 헥사플루오로포스페이트 (HBTU), 디PCDI; N,N'-비스(2-옥소-3-옥사졸리디닐)포스핀성 브로마이드 (BopBr), 1,3-디메틸-2-(3-니트로-1,2,4-트리아졸-1-일)-2-피롤리딘-1-일-1,3,2-디아자포스폴리디늄 헥사플루오로포스페이트 (MNTP), 3-니트로-1,2,4-트리아졸-1-일-트리스(피롤리딘-1-일)포스포늄 헥사플루오로포스페이트 (PyNTP), 브로모트리피롤리디노포스포늄 헥사플루오로포스페이트 (PyBrOP); O-(벤조트리아졸-1-일)-N,N,N',N'-테트라메틸우로늄 테트라플루오로보레이트 (TBTU); 테트라메틸플루오로포름아미디늄 헥사플루오로포스페이트 (TFFH); (PhO)₃PCl_2, 및 비스(트리클로로메틸)카보네이트 (BTC)를 포함한다. 어떤 구체예에서, 축합 시약 C_R의 반대 이온은 Cl^-, Br^-, BF₄ ^-, PF₆ ^-, TfO^-, Tf₂N^-, AsF₆ ^-, ClO₄ ^-, 또는 SbF₆ ^-이고, 여기서, Tf는 CF₃SO₂이다.

본 발명의 다른 구체예에서, 축합 시약은 1-(2,4,6-트리이소프로필벤젠설포닐)-5-(피리딘-2-일) 테트라졸라이드, 피발로일 클로라이드, 브로모트리스피롤리디노포스포늄 헥사플루오로포스페이트, N,N'-비스(2-옥소-3-옥사졸리디닐) 포스핀성 클로라이드 (BopCl), (PhO)₃PCl_2, 또는 2-클로로-5,5-디메틸-2-옥소-1,3,2-디옥사포스피난, 비스(트리클로로메틸)카보네이트 (BTC), 또는 Ph₃PCl₂. 하나의 구체예에서, 축합 시약은 N,N'-비스(2-옥소-3-옥사졸리디닐)포스핀성 클로라이드 (BopCl)이다. 하나의 구체예에서, 축합 시약은 비스(트리클로로메틸)카보네이트 (BTC)이다. 하나의 구체예에서, 축합 시약은 Ph₃PCl₂이다. 다른 공지된 축합 시약은 기재되어 있었다 (참조 예를 들어, WO/2006/066260).

다른 구체예에서, 축합 시약은 1,3-디메틸-2-(3-니트로-1,2,4-트리아졸-1-일)-2-피롤리딘-1-일-1,3,2-디아자포스폴리디늄 헥사플루오로포스페이트 (MNTP), 3-니트로-1,2,4-트리아졸-1-일-트리스(피롤리딘-1-일)포스포늄 헥사플루오로포스페이트 (PyNTP), 비스(트리클로로메틸)카보네이트 (BTC), (PhO)₃PCl_2, 또는 Ph₃PCl₂이다.

활성 시약.

본 발명에 유용한 활성 시약은 유리된 친핵성 부분을 포함하는 화합물과의 반응을 위한 키랄 중간체를 활성화시킬 수 있는 강한 양성자 공여 능력을 가져야 한다. 하나의 구체예에서, 키랄 중간체는 반응식 5 또는 6에서 나타낸 구조 III 이고, 또는 반응식 7에서 나타낸 구조 III_r이다. 활성 시약은, W1가 질소일 때 구조 III 또는 III_r의 질소 원자를 양성자화하여 작용한다. 활성 시약의 사용은 합성에 사용된 용매에 의존한다.

본 발명의 방법에 유용한 활성 시약 (A_R)은 하기 일반식 중 하나를 갖는다:

Z¹¹, Z¹², Z¹³, Z¹⁴, Z¹⁵, Z¹⁶, Z¹⁷, Z¹⁸, Z¹⁹, Z²⁰, 및 Z²¹는 독립적으로, 수소, 알킬, 아미노알킬, 시클로알킬, 헤테로시클릭, 시클로알킬알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시, 아릴옥시, 또는 헤테로아릴옥시이고, 또는 여기서, 임의의 Z¹¹ 및 Z¹², Z¹¹ 및 Z¹³, Z¹¹ 및 Z¹⁴, Z¹² 및 Z¹³, Z¹² 및 Z¹⁴, Z¹³ 및 Z¹⁴, Z¹⁵ 및 Z¹⁶, Z¹⁵ 및 Z¹⁷, Z¹⁶ 및 Z¹⁷, Z¹⁸ 및 Z¹⁹, 또는 Z²⁰ 및 Z²¹는 함께, 3 내지 20원 지환식 또는 헤테로시클릭 고리를 형성하고, 또는 5 또는 20원 방향족 고리를 형성한다. Q^-는 반대 이온이다. 본 방법의 일부 구체예에서, 활성 시약 A_R의 반대 이온은 Cl^-, Br^-, BF₄ ^-, PF₆ ^-, TfO^-, Tf₂N^-, AsF₆ ^-, ClO₄ ^-, 또는 SbF₆ ^-이고, 여기서, Tf는 CF₃SO₂이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 활성 시약은 이미다졸, 4,5-디시아노이미다졸 (DCI), 4,5-디클로로이미다졸, 1-페닐이미다졸리늄 트리플레이트 (PhIMT), 벤즈이미다졸리늄 트리플레이트 (BIT), 벤즈트리아졸, 3-니트로-1,2,4-트리아졸 (NT), 테트라졸, 5-에틸티오테트라졸, 5-(4-니트로페닐)테트라졸, N-시아노메틸피롤리디늄 트리플레이트 (CMPT), N-시아노메틸피페리디늄 트리플레이트, N-시아노메틸디메틸암모늄 트리플레이트이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 활성 시약은 4,5-디시아노이미다졸 (DCI), 1-페닐이미다졸리늄 트리플레이트 (PhIMT), 벤즈이미다졸리늄 트리플레이트 (BIT), 3-니트로-1,2,4-트리아졸 (NT), 테트라졸, 또는 N-시아노메틸피롤리디늄 트리플레이트 (CMPT)이다.

본 방법의 일부 구체예에서, 활성 시약은 N-시아노메틸피롤리디늄 트리플레이트 (CMPT)이다.

키랄 시약.

본 발명의 방법에서, 키랄 시약은 X-포스포네이트 연결의 도입에서 입체선택성을 부여하기 위해 사용된다. 많은 상이한 키랄 보조물은 본 공정에 사용될 수 있고, 그 보조물은 화학식 3-I의 화합물 (여기서, W₁ 및 W₂는 임의의 -O-, -S-, 또는 -NG⁵-이다)이고, H-포스포네이트 개시 물질인 화학식 2의 화합물과 반응하여, 반응식 5 및 6의 구조 III의 키랄 중간체를 형성할 수 있다.

[화학식 3-I]

U₁ 및 U₃은, 단일, 이중 또는 삼중 결합을 통해, 존재하면 U₂에, 또는 r이 0이면 서로 결합된 탄소원자이다. U₂는 -C-, -CG⁸-, -CG⁸G⁸-, -NG⁸-, -N-, -O-, 또는 -S-이고, 여기서, r은 0 내지 5의 정수이고, 2개 이하의 헤테로원자는 인접한다. U₂의 어느 하나가 C일 때, 삼중 결합은 C인 U₂의 제2 경우 사이에, 또는 U₁ 또는 U₃ 중 하나에 형성되어야 한다. 마찬가지로, U₂ 중 어느 하나가 CG⁸일 때, 이중 결합은 -CG⁸-인 U₂의 제2 경우 사이에, 또는 -N-, 또는 U₁ 또는 U₃ 중 하나에 형성된다.

예를 들어, 일부 구체예에서, -U₁-(U₂)_r-U₃-은 -CG³G⁴-CG¹G²-이다. 일부 구체예에서, -U₁-(U₂)_r-U₃-은 -CG³= CG¹-이다. 일부 구체예에서, -U₁-(U₂)_r-U₃-은 -C≡C-이다. 일부 구체예에서, -U₁-(U₂)_r-U₃-은 -CG³=C G⁸-CG¹G²-이다. 일부 구체예에서, -U₁-(U₂)_r-U₃-은 -CG³G⁴-O-CG¹G²-이다. 일부 구체예에서, -U₁-(U₂)_r-U₃-은 -CG³G⁴-NG⁸-CG¹G²-이다. 일부 구체예에서, -U₁-(U₂)_r-U₃-은 -CG³G⁴-N-CG²-이다. 일부 구체예에서, -U₁-(U₂)_r-U₃-은 -CG³G⁴-N=C G⁸-CG¹G²-이다.

G¹, G², G³, G⁴, G⁵, 및 G⁸는 독립적으로, 수소, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로시클릴, 헤테로아릴, 또는 아릴이고, 또는 G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 2개는 G⁶와 함께 약 20개 이하의 고리 원자의 포화, 부분 불포화 또는 불포화된 카보시클릭 또는 헤테로원자 함유 고리를 형성하고, 이 고리는 모노시클릭 또는 폴리시클릭이고, 융합 또는 비융합된다. 일부 구체예에서, 그렇게 형성된 고리는 옥소, 티옥소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 헤테로아릴, 또는 아릴 부분에 의해 치환된다. 일부 구체예에서, 2개의 G⁶모두로 형성된 고리가 치환될 때, 반응 동안에 입체선택성을 부여하기에 충분히 큰 부분에 의해 치환된다.

예를 들어, 일부 구체예에서, 2개의 G⁶모두로 형성된 고리는 시클로펜틸, 피롤릴, 시클로프로필, 시클로헥세닐, 시클로펜테닐, 테트라히드로피라닐, 또는 피페라지닐이다.

본 발명의 일부 구체예에서, 키랄 시약은 화학식 3의 화합물이다.

[화학식 3]

화학식 3의 일부 구체예에서, W₁ 및 W₂는 독립적으로, -NG⁵-, -O-, 또는 -S-이고; G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵는 독립적으로, 수소, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로시클릴, 헤테로아릴, 또는 아릴이고, 또는 G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 2개는 G⁶와 함께 약 20개 이하의 고리 원자의 포화, 부분 불포화 또는 불포화된 카보시클릭 또는 헤테로원자 함유 고리를 형성하고, 이 고리는 모노시클릭 또는 폴리시클릭, 융합 또는 비융합되고, G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 4개 이하는 G⁶이다. 화학식 3'의 화합물과 유사하게, 임의의 G¹, G², G³, G⁴, 또는 G⁵는 옥소, 티옥소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 헤테로아릴, 또는 아릴 부분에 의해 치환된다. 일부 구체예에서, 그와 같은 치환은 X-포스포네이트 생성에서 입체선택성을 유도한다.

본 발명의 일부 구체예에서, 키랄 시약은 하기 화학식 중 하나로 표시된다:

일부 구체예에서, 키랄 시약은 아미노알콜이다. 일부 다른 구체예에서, 키랄 시약은 아미노티올이다. 또 다른 구체예에서, 키랄 시약은 아미노페놀이다. 일부 구체예에서, 키랄 시약은 (S)- 및 (R)-2-메틸아미노-1-페닐에탄올, (1R, 2S)-에페드린, 또는 (1R, 2S)-2-메틸아미노-1,2-디페닐에탄올이다.

본 발명의 다른 구체예에서, 키랄 시약은 하기 화학식 중 하나의 화합물이다:

[화학식 O]

[화학식 P]

[화학식 Q]

[화학식 R]

.

키랄 시약, 예를 들어, 화학식 O로 표시되는 이성질체 또는 그의 입체이성질체, 화학식 P의 선택은 인에서 키랄성의 특정 제어를 허용한다. 따라서, R _P 또는 S _P 배열은 각각의 합성 사이클에서 선택되어, 핵산 생성물의 전체 3차원 구조의 제어를 허용한다. 본 발명의 일부 구체예에서, 핵산 생성물은 모든 R _P 입체중심을 갖는다. 본 발명의 일부 구체예에서, 핵산 생성물은 모든 S _P 입체중심을 갖는다. 일부 구체예에서, R _P 및 S _P 중심의 선택은 특정 3차원 상부구조를 핵산 사슬에 부여하도록 행해진다.

뉴클레오베이스 및 변형된 뉴클레오베이스

화학식 1 중 뉴클레오베이스 Ba는 천연 뉴클레오베이스 또는 천연 뉴클레오베이스로부터 유도된 변형된 뉴클레오베이스이다. 그 예는, 비제한적으로, 우라실, 티민, 아데닌, 시토신, 및 구아닌을 가지며, 이는 아실 보호 그룹, 2-플루오로우라실, 2-플루오로시토신, 5-브로모우라실, 5-아이오도우라실, 2,6-디아미노퓨린, 아자시토신, 피리미딘 유사물, 예컨대 유사이소시토신 및 유사우라실 및 다른 변형된 뉴클레오베이스, 예컨대 8-치환된 퓨린, 크산틴, 또는 하이포크산틴 (후자 2개는 천연 분해 생성물이다)에 의해 보호된 각각의 아미노 그룹을 갖는다. Chiu 및 Rana, RNA, 2003, 9, 1034-1048, Limbach et al. Nucleic Acids Research, 1994, 22, 2183-2196 and Revankar and Rao, Comprehensive Natural Products Chemistry, vol. 7, 313에서 개시된 변형된 뉴클레오베이스는 또한, 화학식 1의 Ba 부분로서 고려된다.

하기 일반식으로 표시되는 화합물은 또한, 변형된 뉴클레오베이스로서 고려된다:

상기 화학식에서, R⁸은 1 내지 15개의 탄소 원자를 포함하는 선형 또는 분지형 알킬, 아릴, 아르알킬, 또는 아릴옥실알킬 그룹이고, 그 예는 단지, 메틸, 이소프로필, 페닐, 벤질, 또는 페녹시메틸 그룹이고; 각각의 R⁹ 및 R¹⁰은 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 그룹을 나타낸다.

변형된 뉴클레오베이스는 또한, 확장된 크기의 뉴클레오베이스를 포함하고, 여기서, 하나 이상의 벤젠 고리가 첨가되었다. 하기에 기재된 핵산 염기 교체는 본 명세서에 기재된 핵산의 합성에 유용한 것으로 고려된다: Glen Research catalog (www.glenresearch.com); Krueger AT et al, Acc. Chem. Res., 2007, 40, 141-150; Kool, ET, Acc. Chem. Res., 2002, 35, 936-943; Benner S.A., et al., Nat. Rev. Genet., 2005, 6, 553-543; Romesberg, F.E., et al., Curr. Opin. Chem. Biol., 2003, 7, 723-733; Hirao, I., Curr. Opin. Chem. Biol., 2006, 10, 622-627. 이들 확장된 크기의 뉴클레오베이스의 일부 예는 하기에 나타나 있다:

여기서, 변형된 뉴클레오베이스는 또한, 뉴클레오베이스는 아니지만 다른 부분, 예컨대, 비제한적으로, 코린 또는 포르피린 유도된 고리인 구조를 포함한다. 포르피린 유도된 염기 교체는 하기에 기재되어 있었다: Morales-Rojas, H 및 Kool, ET, Org. Lett., 2002, 4, 4377-4380. 염기 교체로서 사용될 수 있는 포르피린 유도된 고리의 예는 하기에 나타나 있다:

다른 변형된 뉴클레오베이스는 또한, 염기 교체, 예컨대 하기에 나타나 있는 것들을 포함한다:

형광성인 변형된 뉴클레오베이스가 또한 고려된다. 이들 염기 교체의 비제한적인 예는, 하기에 나타나 있는 바와 같이 펜안트렌, 피렌, 스틸벤, 이소크산틴, 이소잔토프테린, 테르페닐, 테르티오펜, 벤조테르티오펜, 쿠마린, 루마진, 테터드(tethered) 스틸벤, 벤조-우라실, 및 나프토-우라실을 포함한다:

변형된 뉴클레오베이스는 비치환될 수 있고, 또는 형광 부분, 바이오틴 또는 아비딘 부분, 또는 다른 단백질 또는 펩타이드에 연결된 헤테로원자, 알킬 그룹, 또는 연결 부분와 같은 추가 치환을 함유한다. 변형된 뉴클레오베이스는 또한, 대부분의 고전적 의미에서 뉴클레오베이스는 아니지만, 뉴클레오베이스와 유사하게 기능하는 어떤 '만능 염기'를 포함한다. 그와 같은 만능 염기의 하나의 대표적인 예는 3-니트로피롤이다.

구조 IV 또는 IX의 뉴클레오시드에 추가하여, 다른 뉴클레오시드는 또한, 본 발명의 공정에 사용될 수 있고, 변형된 당에 공유결합된 변형된 뉴클레오베이스, 또는 뉴클레오베이스를 혼입하는 뉴클레오시드를 포함한다. 변형된 뉴클레오베이스를 혼입하는 뉴클레오시드의 일부 예는 4-아세틸시티딘; 5-(카복시히드록실메틸)우리딘; 2'-O-메틸시티딘; 5-카복시메틸아미노메틸-2-티오우리딘; 5-카복시메틸아미노메틸우리딘; 디히드로우리딘; 2'-O-메틸유사우리딘; 베타,D-갈락토실쿠에오신; 2'-O-메틸구아노신; N ⁶-이소펜테닐아데노신; 1-메틸아데노신; 1-메틸유사우리딘; 1-메틸구아노신; l-메틸이노신; 2,2-디메틸구아노신; 2-메틸아데노신; 2-메틸구아노신; N ⁷-메틸구아노신; 3-메틸-시티딘; 5-메틸시티딘; N ⁶-메틸아데노신; 7-메틸구아노신; 5-메틸아미노에틸우리딘; 5-메톡시아미노메틸-2-티오우리딘; 베타,D-만노실쿠에오신; 5-메톡시카보닐메틸우리딘; 5-메톡시우리딘; 2-메틸티오-N ⁶-이소펜테닐아데노신; N-((9-베타,D-리보푸라노실-2-메틸티오퓨린-6-일)카바모일)트레오닌; N-((9-베타,D-리보푸라노실퓨린-6-일)-N-메틸카바모일)트레오닌; 우리딘-5-옥시아세트산 메틸에스테르; 우리딘-5-옥시아세트산 (v); 유사우리딘; 쿠에오신; 2-티오시티딘; 5-메틸-2-티오우리딘; 2-티오우리딘; 4-티오우리딘; 5-메틸우리딘; 2'-O-메틸-5-메틸우리딘; 및 2'-O-메틸우리딘을 포함한다.

일부 구체예에서, 뉴클레오시드는 6'-위치에서 (R) 또는 (S)-키랄성을 갖는6' 변형된 바이시클릭 뉴클레오시드 유사물을 포함하고, US 특허 No. 7,399,845에 기재된 유사물을 포함한다. 다른 구체예에서, 뉴클레오시드는 5'-위치에서 (R) 또는 (S)-키랄성을 갖는 5' 변형된 바이시클릭 뉴클레오시드 유사물을 포함하고, US 특허출원 공보 No. 20070287831에 기재된 유사물을 포함한다.

일부 구체예에서, 뉴클레오베이스 또는 변형된 뉴클레오베이스는 생분자 연결 부분, 예컨대 항체, 항체 단편, 바이오틴, 아비딘, 스트렙타비딘, 수용체 리간드, 또는 킬레이팅 부분을 포함한다. 다른 구체예에서, Ba는 5-브로모우라실, 5-아이오도우라실, 또는 2,6-디아미노퓨린이다. 또 다른 구체예에서, Ba는 형광 또는 생분자 연결 부분에 의한 치환으로 변형된다. 일부 구체예에서, BA에 대한 치환기는 형광 부분이다. 다른 구체예에서, BA에 대한 치환기는 바이오틴 또는 아비딘이다.

뉴클레오티드/뉴클레오시드의 변형된 당

가장 보편적인 천연 뉴클레오티드 뉴클레오베이스 아데노신 (A), 시토신 (C), 구아닌 (G), 및 티민 (T) 또는 우라실 (U)에 연결된 리보스 당이다. 변형된 뉴클레오티드가 또한 고려되고, 여기서, 포스페이트 그룹 또는 뉴클레오티드 내의 변형된 인 원자 부분은 당 또는 변형된 당의 다양한 위치에 연결될 수 있다. 비제한적인 예로서, 포스페이트 그룹 또는 변형된 인 원자 부분은 당 또는 변형된 당의 2', 3', 4' 또는 5' 히드록실 부분에 연결될 수 있다. 상기에 기재된 변형된 뉴클레오베이스를 혼입하는 뉴클레오티드는 또한, 본 공정에 사용될 수 있다. 일부 구체예에서, 비보호된 -OH 부분을 포함하는 뉴클레오티드 또는 변형된 뉴클레오티드는 본 공정에 사용된다.

반응식 1-4b에 기재된 리보스 부분에 추가하여, 다른 변형된 당은 또한, 본 명세서에 개시된 핵산에서 혼입될 수 있다. 일부 구체예에서, 변형된 당은 하기 중 하나를 포함하는2' 위치에서의 하나 이상의 치환기를 함유한다: F; CF₃, CN, N₃, NO, NO₂, O-, S-, 또는 N-알킬; O-, S-, 또는 N-알케닐; O-, S- 또는 N-알키닐; 또는 O-알킬-O-알킬, O-알킬-N-알킬 또는 N-알킬-O-알킬, 여기서, 알킬, 알케닐 및 알키닐은 치환 또는 비치환된 C₁-C₁₀ 알킬 또는 C₂-C₁₀ 알케닐 및 알키닐일 수 있다. 치환기의 예는 비제한적으로, O(CH₂)_nOCH₃, 및 O(CH₂)_nNH₂(여기서, n은 1 내지 약 10이다), MOE, DMAOE, DMAEOE을 포함한다. 하기에 기재된 변형된 당이 또한 고려된다: WO 2001/088198; 및 Martin et al., Helv. Chim. Acta, 1995, 78, 486-504. 일부 구체예에서, 변형된 당은 치환된 실릴 그룹, RNA c이탈 그룹, 리포터 그룹, 형광 라벨(label), 인터칼레이터(intercalator), 핵산의 약동학적 성질을 개선하기 위한 그룹, 또는 핵산의 약력학적 성질을 개선하기 위한 그룹, 및 유사한 성질을 갖는 다른 치환기를 포함한다. 변형은 3'-말단 뉴클레오티드에 대한 당의 3' 위치를 포함하는 당 또는 변형된 당의 2', 3', 4', 5', 또는 6' 위치에서 또는 5'-말단 뉴클레오티드의 5' 위치에서 행해질 수 있다.

변형된 당은 또한, 당 모방체, 예컨대 시클로부틸 또는 시클로펜틸 부분을 펜토푸라노실 당 대신에 포함한다. 그와 같은 변형된 당 구조의 제조를 가르치고 있는 대표적인 미국 특허는, 비제한적으로, US 특허 Nos.: 4,981,957; 5,118,800; 5,319,080; 및 5,359,044을 포함한다. 고려되는 일부 변형된 당은 하기를 포함한다:

.

변형된 당의 다른 비제한적인 예는 글리세롤을 포함하고, 글리세롤 핵산 (GNA) 유사물을 형성한다. GNA 유사물의 하나의 예는 하기에 나타나 있고, Zhang, R et al., J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 5846-5847; Zhang L, et al., J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 4174-4175 and Tsai CH et al., PNAS, 2007, 14598-14603에 기재되어 있다:

.

상기 식에서, X는 본 명세서에 정의된 바와 같아. 포르밀 글리세롤의 혼합된 아세탈 동물을 기반으로 한, GNA 유도된 유사물인 연성 핵산 (FNA)의 또 다른 예는 Joyce GF et al., PNAS, 1987, 84, 4398-4402 및 Heuberger BD 및 Switzer C, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 412-413에 기재되어 있고, 하기에 나타나 있다:

.

차단 그룹

기재된 반응에서, 반응성 관능 그룹, 예를 들어 히드록시, 아미노, 티올 또는 카복시 그룹을 보호할 필요가 어떤 구체예에서 있고, 여기서, 이들은 반응의 원하지 않는 참여를 피하기 위해서 최종 생성물에서 바람직하다. 보호 그룹을 사용하여 일부 또는 모든 반응성 부분을 차단하고, 보호 그룹이 제거될 때까지 그와 같은 그룹이 화학 반응에 참여하는 것을 방지한다. 하나의 구체예에서, 각각의 보호 그룹은 상이한 수단으로 제거가능하다. 전체적인 다른 반응 조건 하에서 절단된 보호 그룹은 차별적인 제거의 조건을 수행한다. 일부 구체예에서, 보호 그룹은 산, 염기, 및/또는 수소첨가에 의해 제거된다. 그룹, 예컨대 트리틸, 디메톡시트리틸, 아세탈 및 t-부틸디메틸실릴은 불안정한 산이고, 불안정한 염기인 수소첨가, 및/또는 Fmoc 그룹에 의해 제거가능한 Cbz 그룹으로 보호된 아미노 그룹의 존재에서 카복시 및 히드록시 반응성 부분을 보호하기 위해 어떤 구체예에서 사용된다. 다른 구체예에서, 카복실산 및 히드록시 반응성 산 불안정한 그룹, 예컨대 t-부틸카바메이트로 또는 산 및 염기 모두 안정하지만 가수분해로 제거가능한 카바메이트로 차단된 아민의 존재에서 비제한적으로, 메틸, 에틸, 및 아세틸과 같은 불안정한 염기 그룹으로 차단된다.

다른 구체예에서, 히드록시 반응성 부분은 가수분해로 제거가능한 보호 그룹, 예컨대 벤질 그룹으로 차단되고, 한편, 수소가 산과 결합할 수 있는 아민 그룹은 불안정한 염기 그룹, 예컨대 Fmoc 로 차단된다. 다른 구체예에서, 카복실산 반응성 부분은 간단한 에스테르 화합물로의 전환에 의해 보호되고, 또는 또 다른 구체예에서, 산화적으로 제거가능한 보호 그룹, 예컨대 2,4-디메톡시벤질로 차단되고, 한편, 동시존재하는 아미노 그룹은 플루오라이드 불안정한 실릴 또는 카바메이트 차단 그룹으로 차단된다.

알릴 차단 그룹이 산 및 염기 보호 그룹의 존재에서 유용한 것은, 전자는 안정하고, 그 다음에 금속 또는 파이-산 촉매에 의해 제거될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 알릴 차단된 히드록시 그룹은 산 불안정한 t-부틸카바메이트 또는 염기 불안정한 아세테이트 아민 보호 그룹의 존재에서 Pd(0)-촉매화 반응으로 탈보호될 수 있다. 보호 그룹의 또 다른 형태는 화합물 또는 중간체가 부착되는 수지이다. 부분이 수지에 부착되는 한, 그 관능 그룹은 차단되고, 반응할 수 없다. 일단 수지로부터 방출되면, 관능 그룹은 반응에 이용가능하다.

전형적으로 차단/보호 그룹은 그 예가 하기와 같다:

합성 동안에 뉴클레오티드를 보호하는데 유용한 대표적인 보호 그룹은 염기 불안정한 보호 그룹 및 산 불안정한 보호 그룹을 포함한다. 염기 불안정한 보호 그룹은 헤테로시클릭 뉴클레오베이스의 엑소시클릭 아미노 그룹을 보호하기 위해 사용된다. 이러한 타입의 보호는 일반적으로 아실화에 의해 달성된. 이러한 목적을 위한 3개의 일반적으로 사용된 아실화 그룹은 벤조일 클로라이드, 페녹시아세트산 무수물, 및 이소부티릴 클로라이드이다. 이들 보호 그룹은 핵산 합성 동안에 사용된 반응 조건에 대해 안정하고, 합성의 말기에 염기 처리 동안에 대략 동등한 속도로 절단된다.

일부 구체예에서, 5'-보호 그룹는 트리틸, 모노메톡시 트리틸, 디메톡시트리틸, 트리메톡시트리틸, 2-클로로트리틸, DATE, TBTr, 9-페닐크산틴-9-일 (Pixyl), 또는 9-(p-메톡시페닐)크산틴-9-일 (MOX)이다.

일부 구체예에서, 티올 부분은 화학식 1, 2, 4, 또는 5의 화합물에 혼입되고, 보호된다. 일부 구체예에서, 보호 그룹은, 비제한적으로, 픽실(Pixyl), 트리틸, 벤질, p-메톡시벤질 (PMB), 또는 tert-부틸 (t-Bu)을 포함한다.

다른 보호 그룹, 및 보호 그룹의 생성에 적용가능한 기술의 상세한 설명 및 그 그룹의 제거는 하기에 기재되어 있다: Greene 및 Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 3rd Ed., John Wiley & Sons, New York, NY, 1999, and Kocienski, Protective Groups, Thieme Verlag, New York, NY, 1994, 이 문헌은 개시를 위해 참고로 본 명세서에 통합된다.

일부 구체예에서, R¹은 -OR^a이고, 여기서, R^A는 치환 또는 비치환된 트리틸 또는 치환된 실릴이다. 다른 구체예에서, R¹은 -N₃, -NR^dR^d, 알키닐옥시, 또는 -OH이다. 일부 구체예에서, R²는 -OR^b이고, 여기서, R^b는 치환 또는 비치환된 트리틸, 치환된 실릴, 아세틸, 아실, 또는 치환된 메틸 에테르이다. 다른 구체예에서, R²은 -NR^dR^d, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-이고, 여기서, Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이고, 형광 또는 생분자 연결 부분로 치환된다. 또 다른 구체예에서, R² 에 대한 치환기는 형광 부분이다. 일부 구체예에서, R²에 대한 치환기는 바이오틴 또는 아비딘이다. 일부 구체예에서, R²은 -OH, -N₃, 수소, 할로겐, 알콕시, 또는 알키닐옥시이다.

다른 구체예에서, R³는 차단 그룹이고, 이 그룹은 치환된 트리틸, 아실, 치환된 실릴, 또는 치환된 벤질이다. 또 다른 구체예에서, R³는 고형 지지체에 연결된 연결 부분이다. 추가 구체예에서, Ba 부분의 차단 그룹은 벤질, 아실, 포르밀, 디알킬포름아미디닐, 이소부티릴, 페녹시아세틸, 또는 트리틸 부분이고, 이의 임의의 것은 비치환 또는 치환될 수 있다.

키랄 X- 포스포네이트 부분을 포함하는 핵산의 사용 방법

본 발명의 방법에 의해 수득되는 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 입체정의된 올리고뉴클레오티드는 안정성, 정의된 키랄성 및 합성 용이성의 조합으로 인해 많은 적용분야에 유용하다. 대략적으로, 본 방법에 의해 합성된 화합물은 치료제, 진단 프로브와 시약, 다른 올리고뉴클레오티드 제품을 생산하기 위한 합성 도구, 및 다양한 새로운 물질과 컴퓨팅 응용분야에 적합한 나노구조 물질로서 유용하다.

본 발명의 입체정의된 올리고뉴클레오티드는 천연 DNA/RNA 등가물, 및 특히 포스포로티오에이트 부류의 입체정의된 올리고뉴클레오티드에 비해 개선된 혈청 안정성을 갖는다. 또한, S _P 이성질체는 R _P 이성질체보다 더 안정하다. 일부 구체예에서, 혈청 안정성 수준은 분해에 대한 내성을 부여하기 위해 모든 S _P 중심이나 선택된 위치에 있는 S _P 중심의 도입에 의해 조절된다. 다른 구체예에서, 선택가능한 R _P 및/또는 S _P 입체중심의 도입은 내인성 또는 외인성 표적과의 특이적 염기쌍 회합을 제공함으로써 대사로부터 표적을 보호하거나 특정 생물학적 반응을 향상시킬 수 있다.

RNase H 활성화 역시 입체제어된 포스포로티오에이트 핵산 유사체의 존재에 의해 조절되며, 천연 DNA/RNA는 결국 대응하는 S _P 이성질체보다 더 민감한 R _P 입체이성질체보다 더 민감하다.

RNA에 대한 개선된 이중체(duplex) 안정성은 결국 천연 DNA/RNA보다 높은 안정성을 입증하는 대응하는 S _P 올리고뉴클레오티드보다 더 큰 이중체 안정성을 갖는 R _P 포스포로티오에이트 올리고뉴클레오티드를 이용하여 관찰된다. DNA에 대한 개선된 이중체 안정성은 천연 DNA/RNA보다 나은 안정성을 갖는 R _P보다 더 큰 이중체 안정성을 갖는 S _P를 이용하여 관찰된다(P. Guga, Curr . Top Med . Chem ., 2007, 7, 695-713).

이들 분자는 많은 특정 적용분야에서 치료제로 유용할 수 있다. 이들은 또한 표준 DNA/RNA 뉴클레오시드를 함유하는 올리고뉴클레오티드 내로 혼입되거나, 이들은 본 발명의 입체제어된 올리고뉴클레오티드의 전체 서열로서 합성될 수 있다. 일부 범주의 치료제로는 안티센스 올리고뉴클레오티드, 표적 서열과 삼중 나선을 형성하여 원하지 않는 유전자의 전사를 억제하거나 단백질 발현 및/또는 활성을 조절하는 안티진(antigene) 올리고뉴클레오티드, 디코이(decoy) 올리고뉴클레오티드, DNA 백신, 앱타머, 리보자임, 데옥시리보자임(DNAzyme 또는 DNA 효소), siRNA, 마이크로RNA, ncRNA(non-coding RNA), 및 P-변형된 전구약물을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 조절은 단백질의 활성을 간접 또는 직접적으로 증가시키거나 감소시키는 것 또는 단백질의 발현의 억제 또는 증진을 포함한다. 이들 핵산 화합물은 세포 증식, 바이러스 복제, 또는 임의의 다른 세포 신호전달 공정을 제어하는데 사용될 수 있다.

하나의 예에서, 천연 뉴클레오시드로 구성된 siRNA를 이용하여 관찰된 것보다 작용 지속시간을 개선하기 위해, siRNA 치료제 분야는 RNase 활성에 대해 증가된 안정성을 제공할 수 있는 올리고뉴클레오티드 종(species)을 필요로 하고 있다. 대안적으로, A-형 나선 형성이 올리고뉴클레오티드 상의 특정 천연 원소의 존재보다 RNAi 착수에 더 성공적인 것으로 보인다. 이러한 요건 모두는 본 발명의 입체제어된 올리고뉴클레오티드의 사용이 향상된 안정성을 제공할 수 있다는 점에 의해 주어질 수 있다(Y-L Chiu, T.M. Rana RNA, 2003, 9,1034-1048).

본원에 기술된 핵산은 항바이러스제로서의 용도를 포함하여, 다양한 질환 상태에 대한 치료제로서 유용하다. 상기 핵산은 DNA 및/또는 RNA 활성의 조절을 통한 질환 치료용 제제로 사용될 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 핵산은 특정 유전자 발현을 억제하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 핵산은 특정 표적 메신저 RNA(mRNA) 서열에 상보적일 수 있다. 이들은 오르소폭스바이러스(orthopoxvirus), 백시나 바이러스(vaccinia virus), 헤르페스(herpes), 파필로마(papilloma), 인플루엔자(influenza), 사이토메갈로바이러스(cytomegalovirus) 및 기타 바이러스와 같은 바이러스 복제를 억제하는데 사용될 수 있다. 다른 예로는 HIV RNA 또는 다른 레트로바이러스 RNA에 대한 안티센스 화합물로서의 용도, 또는 tat 단백질을 암호화하는 HIV mRNA에 또는 HIV mRNA의 TAR 영역에 혼성화되기 위한 용도를 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 핵산은 HIV mRNA의 TAR 영역의 이차 구조를 모방하며, 이렇게 함으로써 tat 단백질에 결합한다. 하나의 구체예에서, 상기 핵산은 세포를 화학식 1의 화합물과 접촉시킴으로써 표적 단백질의 발현을 억제하는데 사용되며, 여기에서 세포 내 다른 단백질의 발현은 억제되지 않거나 최소한으로 억제된다. 일부 구체예에서, 표적 단백질 억제는 포유 동물의 생체 내에서 일어난다. 다른 구체예에서, 치료적 유효량의 화학식 1의 화합물이 표적 단백질의 발현을 억제하기 위해 투여된다.

발현이 조절될 수 있는 단백질의 다른 예로는 Jun N-말단 키나아제(JNK) 단백질, 디아실글리세롤 아실트랜스퍼라아제 I, 아포지질단백질 B, 글루카곤 수용체, 오로라(Aurora) B, 아실 CoA 콜레스테롤 아실트랜스퍼라아제-2, c-반응성 단백질, STAT(signal transducers and activators of transcription) 계열 단백질, 및 MDR P-당단백질을 포함한다. 상기 핵산은 단백질 포스파타아제 1B(PTP1B) 발현, RNA-의존성 RNA 바이러스 중합효소를 억제하는데 사용될 수 있다. 상기 핵산은 암세포에서의 세포사멸(apoptosis)과 같은 사건을 유도하거나, 세포를 세포사멸에 더 민감하게 하는데 사용될 수 있다. 상기 핵산은 단백질의 활성을 조절하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 핵산은 다약제내성(MDR) RNA 분자 상의 RNase H 활성을 조절하는 것을 도울 수 있다.

본원에 기술된 핵산은 과콜레스테롤혈증, 중증 급성 호흡 증후군(SARS), AIDS 또는 HIV와 같은 레트로바이러스 질환, 다른 바이러스 감염, 자궁내 감염, 및 암을 포함하나 이에 제한되지 않는 징후를 치료하는데 유용하다.

치료제로 사용되는 경우, 본원에 기술된 핵산은 약제학적 조성물로 투여된다. 일부 구체예에서, 상기 약제학적 조성물은 치료적 유효량의 화학식 1의 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 핵산, 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 및 약제학적으로 허용가능한 희석제, 약제학적으로 허용가능한 부형제, 및 약제학적으로 허용가능한 담체로부터 선택되는 적어도 하나의 약제학적으로 허용가능한 비활성 성분을 포함한다. 또 다른 구체예에서, 상기 약제학적 조성물은 정맥내 주사, 경구 투여, 구강 투여, 흡입, 비강 투여, 국소 투여, 안구 투여 또는 귀 투여를 위해 제형화된다. 추가의 구체예에서, 상기 약제학적 조성물은 정제, 환제, 캡슐, 액제, 흡입제, 비강 스프레이액, 좌제, 현탁액, 겔, 콜로이드, 분산액, 용액, 유화액, 연고, 로션, 점안액 또는 점이액이다.

본 발명의 방법에 의해 합성되는 화합물이 유용한 이차 범주는 프라이머 또는 프로브이다. 상기 방법은 천연 및 비천연 서열과 인 중심에서의 입체화학의 전체적인 제어를 제공하기 때문에, 임의의 특정 분자가 특별히 생산될 수 있다. 게다가, 부가적인 RNase 내성이 생체외 또는 생체내 조건 하에서 강력한 분자를 제공한다. 본 발명의 입체정의된 올리고뉴클레오티드는 핵산의 분해, 연결 및 중합과 같은 인 원자를 포함하는 효소 반응 기전을 조사하기 위한 프로브로 사용될 수 있다. 이러한 부류의 분자는 리보자임 및 데옥시리보자임 반응 기전을 조사하기 위한 프로브로 사용될 수 있다. 이들은 또한 RNAi 및 다른 비-암호화 RNA 매개 유전자 침묵 기전을 조사하기 위한 프로브로서 또는 단백질-핵산 상호작용을 분석하기 위한 프로브로서 작용할 수 있다. 엄선된 R _P 또는 S _P 인 입체중심을 혼입시킴으로써 삼차원 구조를 정의하는 능력은 신규 부류의 이른바 분자 표식(beacon)의 설계를 가능케 한다.

이러한 합성 방법은 협소한 세트의 천연 핵염기에 제한되지는 않으므로, 변형된 핵염기 또는 염기나 당 또는 말단에 대한 다른 변형은 용액 중에 핵산, 단백질 및 임의의 생체 또는 화학 물질용 프로브 또는 센서로서의 이 부류의 올리고뉴클레오티드의 사용을 가능케 한다. 이들은 또한 천연 DNA/RNA 대신에 표준 검출 방법을 이용하여, 변형된 핵염기 없이 유사하게 사용될 수 있다. 이들 중 어떤 것은 진단 분석법의 일부로서 포함될 수 있다.

상기 진단 시험은 생체 액, 조직, 온전한 세포 또는 분리된 세포 성분을 이용하여 수행될 수 있다. 유전자 발현 억제와 마찬가지로, 진단 적용분야는 핵산의 상보적인 가닥과 혼성화하는 핵산의 능력을 이용한다. 혼성화는 RNA 또는 DNA에 대한 왓슨-크릭 및/또는 후그스틴 염기쌍을 통한 올리고머 화합물의 서열 특이적 수소 결합이다. 상기 염기쌍의 염기는 서로 상보적인 것으로 말할 수 있다. 상기 핵산은 체내 상태, 예컨대 동물에서 질병 상태를 분석하는데 사용될 수 있다. 이들은 시료 내 아데노바이러스 또는 인플루엔자 바이러스를 확인하기 위해 또는 삽입 물질(intercalating agent)이나 프로브로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 이들은 DNA 메틸화를 검출하거나 단백질과 같은 다른 세포 성분과의 DNA 상호작용을 탐색하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에서, 시료 내 표적 분자를 확인하거나 검출하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 표적 분자를 함유할 것으로 의심되는 시료를 본 발명의 방법에 따라 합성된 화학식 1의 핵산 센서 분자와 접촉시키는 것을 포함하며, 여기에서 신호 생성 단위에 의해 생성된 신호 변화는 상기 시료 내 상기 표적의 존재를 나타낸다. 상기 핵산 센서 분자는 특이적으로 상기 표적 분자와 결합한다. 일부 구체예에서 복수의 핵산 센서 분자가 존재한다. 일부 구체예에서, 상기 복수의 핵산 센서 분자는 상이한 표적 분자들에 특이적으로 결합하는 핵산 센서 분자를 포함한다. 일부 경우, 상기 방법은 신호 생성 단위에 의해 생성된 신호 변화를 정량화하여 시료 내 표적 분자의 양을 정량화하는 것을 추가로 포함한다. 상기 신호 생성 단위는 형광, 표면 플라즈몬 공명, 형광 소멸, 화학 발광, 간섭법, 또는 굴절율 검출을 포함하는 임의의 종류의 신호를 검출하나, 이에 제한되지는 않는다.

검출될 시료는 환경 시료, 생물학적 위험물질, 유기 시료, 약물 , 독소, 풍미, 향기, 또는 생체 시료이다. 상기 생체 시료는 세포, 세포 추출물, 세포 용해물, 조직, 조직 추출물, 체액, 혈청, 혈액 또는 혈액 제제이다. 본 방법의 일부 구체예에서, 표적 분자의 존재는 병적 상태의 존재를 나타낸다. 본 방법의 일부 구체예에서, 표적 분자의 존재는 바람직한 분자의 존재를 나타낸다.

관련된 용도에서, 본 발명의 방법에 의해 제공되는 입체정의된 올리고뉴클레오티드는 PCR용 프라이머로서 또는 중합효소를 이용한 DNA/RNA 합성용 주형 또는 프라이머로서 유용하다. 생성물 올리고뉴클레오티드에서 인에서의 R _P 또는 S _P 키랄성의 엄선된 도입에 좌우되어, 특정 적용분야를 위하여 용융 온도가 최적화될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에서, 핵산 주형으로부터 핵산의 원하는 영역을 증폭시키기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 (a) 관심있는 공통 서열에 상보적인 고정 뉴클레오티드 서열의 영역을 갖는 복수의 제1 PCR 프라이머를 제공하는 단계; (b) 복수의 제2 PCR 프라이머를 제공하는 단계; (c) 복수의 제1 PCR 프라이머 및 복수의 제2 PCR 프라이머를 이용한 PCR을 통하여 핵산 주형을 조건 하에서 증폭하는 단계를 포함하고, 여기에서 복수의 제1 프라이머의 하위세트는 실질적으로 주형 내에서 어디에 존재하든 간에 관심있는 공통서열에 결합하고, 복수의 제2 프라이머의 하위세트는 제1 프라이머로부터 제거된 위치에서 주형에 결합하여, 제1 프라이머와 제2 프라이머가 측부에 있는 핵산 영역이 특이적으로 증폭되며, 여기에서 복수의 제1 PCR 프라이머 및/또는 제2 PCR 프라이머는 본 발명의 방법에 따라 생성된 화학식 1의 핵산 분자이다.

일부 구체예에서, 상기 주형은 게놈 DNA이다. 일부 구체예에서, 상기 주형은 진핵 게놈 DNA이다. 일부 구체예에서, 상기 주형은 인간 게놈 DNA이다. 일부 구체예에서, 상기 주형은 원핵 DNA이다. 일부 구체예에서, 상기 주형은 DNA로서, 클로닝된 게놈 DNA, DNA의 하위게놈 영역, 염색체, 또는 하위염색체 영역이다. 일부 구체예에서, 상기 주형은 RNA이다.

입체정의된 올리고뉴클레오티드는 또한 이들의 증가된 안정성 및 이들의 생체 표적과의 인식 및 결합을 유지하는 이들의 능력으로 인해, DNA 칩과 올리고뉴클레오티드 마이크로어레이용 물질로서 유용하다. 이들은 또한 세포가 없는 단백질 합성에서 tRNA 및 mRNA와 같은 천연 핵산에 대한 안정화된 올리고뉴클레오티드 대체물로 사용될 수 있다.

안정성, 비천연 부분을 포함하는 분자 조성, 및 동일한 합성 내 모든 구조를 제어하는 능력이 유용한 부가적인 분야는 DNA 나노물질 설계 내의 적용분야이다. 본 발명의 입체정의된 올리고뉴클레오티드는 이중체, 삼중체, 사중체, 및 기타 고차 구조로 이루어지는 핵산 나노-구조를 구축하기 위한 물질로 사용될 수 있다. 이러한 방법에 의해 생성된 분자 내에 다른 유기 부분을 혼입시키는 능력은 특정, 비천연의 고차 구조를 설계함으로써 나노물질에의 적용을 야기한다. 생체내 안정성 및 설계 유연성은 예를 들어 이들 분자를 DNA 컴퓨터에 사용할 수 있게 할 것이다. 게다가, 금속 킬레이트화 또는 전도성 유기 물질들이 본 발명의 입체정의된 올리고뉴클레오티드 내에 혼입될 수 있으며, 이들은 전자 장치 또는 DNA/RNA 나노-기계에서의 DNA 나노-와이어로서의 사용을 야기한다(F.A. Aldate, A.L. Palmer, Science, 2008, 321, 1795-1799).

실시예

일반적인 정보:

본 명세서의 모든 NMR 스펙트럼을 Varian Mercury 300 상에서 기록했다. ¹H NMR 스펙트럼을 CDCl₃에서 내부 표준으로서 테트라메틸실란 (TMS) (δ 0.0)로 300 MHz에서 얻었다. ³¹P NMR 스펙트럼을 외부 표준으로서 85% H₃PO₄ (δ 0.0)로 121.5 MHz에서 얻었다. MALDI TOF-MS을, Applied Biosystems Voyager System 4327 상에서 기록했다. 실리카겔 칼럼 크로마토그래피를 칸토(Kanto) 실리카겔 60N (구형, 주성, 63-210 ㎛)를 사용하여 수행했다. 분석 TLC을 Merck Kieselgel 60-F₂₅₄ 플레이트 상에서 수행했다. 건조 유기 용매를 사용 전에 적당한 절차로 준비했다. 다른 유기 용매는 시약 등급이었고, 얻은 대로 사용했다. ACQUITY UPLC^®을 BEH C₁₈ (1.7 μm, 2.1×150 mm)를 사용하여 수행했다. dTT, dCT, dAT, dGT, rU_OMeU, 및 rU_FU 포스포로티오에이트 다이머의 수율을, 천연 dTT (16800), dCT (15200), dAT (22800), dGT (20000), rUU (19600), rUU (19600) 다이머 각각에 대한 대략적인 값의 몰 흡광계수로 260 nm에서 UV 흡수 측정으로 결정했다.

약어:

bz: 벤조일

뷰케이지 (Beaucage) 시약: 3H-1,2-벤조디티올-3-온 1,1-디옥사이드

BSA: N,O-비스(트리메틸실릴)아세트아미드

BTC: 비스(트리클로로메틸)카보네이트

ce: 시아노에틸

CF₃COIm: N-트리플루오로아세틸이미다졸

CMP: N-시아노메틸 피롤리딘

CMPT: N-시아노메틸 피롤리디늄 트리플로오로메탄설포네이트

CPG: 조절된 다공성 유리

DBU: 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-엔

DCA: 디클로로아세트산

DCM: 디클로로메탄, CH₂Cl₂

DMAc: N,N-디메틸아세트아미드

DMAN: 1,8-비스(디메틸아미노)나프탈렌

DMTr: 4,4'-디메톡시트리틸

DTD: N,N'-디메틸티우람 디설파이드

HCP: 고가교결합된 폴리스티렌

pac: 페녹시아세틸

TBS: t-부틸디메틸실릴

TBDPS: t-부틸디페닐실릴

TFA: 트리플로오로아세트산

L-2: 본 명세서의 화학식 P와 동일

D-2: 본 명세서의 화학식 O와 동일

L-6: 본 명세서의 화학식 R과 동일

D-6: 본 명세서의 화학식 Q와 동일

실시예 1: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (S _P)-1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)티미딘-3'-일 N ³-벤조일-3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-4tt]의 용액 합성

8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)티미딘-3'-일 포스포네이트 (1t) (96.0 mg, 120 μmol)을 건조 피리딘과 함께 반복된 동시증발로 건조시키고, 그 다음, 건조 피리딘 (2 mL)에서 용해시켰다. BTC (29.7 mg 100 μmol)을 첨가하고, 혼합물을 10분 동안 교반했다. 건조 피리딘과 함께 반복적인 동시증발로 준비하고, 건조 피리딘 (1 mL)에서 용해시킨 아미노알콜 L-2 (21.3 mg, 120 μmol) 용액을, 반응 혼합물에 주사기로 적가하고, 혼합물을 5분 동안 아르곤 분위기 하에서 교반했다. 건조 피리딘과 함께 반복적인 동시증발로 준비하고, 피리딘 (500 μmol)에서 용해시킨 N ³-벤조일-3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘 (3t)의 용액에, 반응 혼합물을 주사기로 첨가했다. 30분 후, DTD (42.5 mg, 120 μmol)을 반응 혼합물에 첨가했다. 추가 5분 후, 용매를 감압 하에서 증발시켰다. 농축 NH₃-EtOH (40 mL; 3:1, v/v)을 잔류물에 첨가하고,및 혼합물을 12시간 동안 실온에서 교반했다. 혼합물을 감압 하에서 농축 건조했다. 조 혼합물을 CHCl₃ (15 mL)로 희석하고, 0.2 M 트리에틸암모늄 수소카보네이트 (20 mL)로 세정했다. 수성층을 CHCl₃ (4×15 mL)로 역추출했다. 조합된 유기 층을 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과하고, 감압 하에서 농축 건조했다. 잔류물을 PTLC로 정제했다. 생성물을 CHCl₃ (5 mL)에서 용해시키고, 0.2 M 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 수소카보네이트 버퍼 (10 mL)로 세정하고, CHCl₃ (3×5 mL)로 역추출했다. 조합된 유기층을 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축 건조하여 ( S _P )-4tt (41.8 mg, 98% 수율, R _P:S _P = 9:91)을 백색 폼(foam)으로서 얻었다. ¹H 및 ³¹P NMR 스펙트럼 (도 1 및 2, 각각)은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성된 대조군 시료의 스펙트럼과 동일했다. ³¹P NMR (121.5 MHz, CDCl₃) δ 57.4 (R _P 이성질체: 57.9). 합성 반응식은 반응식 10에 나타낸다.

반응식 10. 반응식 5 (경로 A)에서와 같은 DNA 다이머의 용액 합성.

실시예 2: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (S _P)-1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 6-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-데옥시아데노신-3'-일 3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-4at]의 용액 합성.

(S _P)-4at는 (SP)-4tt에 대해 상기 기재된 반응 단계를 사용하여, 1t 대신에 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 6-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)- 데옥시아데노신-3'-일 포스포네이트 (1a)로부터 얻는다.

실시예 3: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (S _P)-1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 4-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-데옥시시티딘-3'-일 3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-4ct]의 용액 합성.

(S _P)-4ct는 (SP)-4tt에 대해 상기 기재된 반응 단계를 사용하여, 1t 대신에 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 4-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-데옥시시티딘-3'-일 포스포네이트 (1c)로부터 얻는다.

실시예 4: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (S _P)-1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 2-N-페녹시아세틸-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)데옥시구아노신-3'-일 3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-4gt]의 용액 합성.

(S _P)-4gt는 (SP)-4tt에 대해 상기 기재된 반응 단계를 사용하여, 1t 대신에 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 2-N-페녹시아세틸-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)데옥시구아노신-3'-일 포스포네이트 (1g)로부터 얻는다.

실시예 5: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (R _P)-1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)티미딘-3'-일 N ³-벤조일-3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-4tt]의 용액 합성.

( R _P )-4tt를, 실시예 1에서 ( S _P )-4tt와 유사한 방법으로 L-2 대신에 아미노 알콜 D-2을 사용하여 백색 폼 (93% 수율, R _P:S _P = 95:5)으로서 얻었다. ¹H 및 ³¹P NMR 스펙트럼은 도 3 및 4에 각각 나타나 있다. ³¹P NMR (121.5 MHz, CDCl₃) δ 57.6 (S _P 이성질체: 57.3.

실시예 6: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (R _P)-1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 6-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)데옥시아데노신-3'-일 3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-4at]의 용액 합성.

(R _P)-4at는 화합물 1a, 및 L-2 대신에 키랄 시약으로서 아미노 알콜 D-2를 사용하여 실시예 2에서 상기 기재된 변환을 통해 생성된다.

실시예 7: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (R _P)-1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 4-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)데옥시시티딘-3'-일 3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-4ct]의 용액 합성.

(R _P)-4ct는 화합물 1c, 및 L-2 대신에 키랄 시약으로서 아미노 알콜 D-2를 사용하여 실시예 3에서 상기 기재된 변환을 통해 생성된다.

실시예 8: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (R _P)-1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 2-N-페녹시아세틸-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)데옥시구아노신-3'-일 3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-4gt]의 용액 합성.

(R _P)-4gt는 화합물 1g, 및 L-2 대신에 키랄 시약으로서 아미노 알콜 D-2를 사용하여 실시예 4에서 상기 기재된 변환을 통해 생성된다.

실시예 9: 탈보호에 의한 (S _P)-암모늄 티미딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5tt]의 형성.

(S _P)-4tt (50 μmol)을 건조 피리딘 및 건조 톨루엔과 함께 반복된 동시증발로 건조시키고, 그 다음, 트리에틸아민 트리히드로플루오라이드 (500 μL)에서 용해시킨다. 혼합물을 15시간 동안 실온에서 교반한다. 그 다음, 0.1 M 암모늄 아세테이트 버퍼 (2.5 mL)을 혼합물에 첨가하고, 혼합물을 Et₂O (3×3 mL)로 세정한다. 조합된 유기 층을 0.1 M 암모늄 아세테이트 버퍼 (3 mL)로 역추출한다. 그 다음, 조합된 수성층을 감압 하에서 농축 건조하고, 잔류물을 역상 칼럼 크로마토그래피 [0.1 M 암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 7.0) 중 아세토니트릴 0-10%의 선형 구배]로 정제하여 (SP)-5tt를 얻는다. 탈보호 반응식은 반응식 11에 나타나 있다.

반응식 11. 탈보호.

실시예 10: 탈보호에 의한 (S _P)-암모늄 데옥시아데노신-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5at]의 형성.

(S _P)-5at는 (SP)-4tt 대신에 (SP)-4at를 사용하여 상기 실시예 9에서 기재된 바와 같이 생성된다.

실시예 11: 탈보호에 의한 (S _P)-암모늄 데옥시시티딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5ct]의 형성.

(S _P)-5ct는 (SP)-4tt 대신에 (SP)-4ct를 사용하여 상기 실시예 9에서 기재된 바와 같이 생성된다.

실시예 12: 탈보호에 의한 (S _P)-암모늄 데옥시구아노신-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5gt]의 형성.

( S _P)-5gt는 (S _P)-4tt 대신에 (S _P)-4gt를 사용하여 상기 실시예 9에서 기재된 바와 같이 생성된다.

실시예 13: 탈보호에 의한 (R _P)-암모늄 티미딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-5tt]의 형성.

(R _P)-5tt는 (S _P)-5tt와 동일한 방법으로 (S _P)-4tt 대신에 (R _P)-4tt를 사용하여 상기 실시예 9에서 기재된 바와 같이 생성된다.

실시예 14: 탈보호에 의한 (R _P)-암모늄 데옥시아데노신-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-5at]의 형성.

( R _P)-5at는 (SP)-4tt 대신에 (R _P)-4at를 사용하여 상기 실시예 9에서 기재된 바와 같이 생성된다.

실시예 15: 탈보호에 의한 (R _P)-암모늄 데옥시시티딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-5ct]의 형성.

(R _P)-5ct는 (SP)-4tt 대신에 (R _P)-4ct를 사용하여 상기 실시예 9에서 기재된 바와 같이 생성된다.

실시예 16: 탈보호에 의한 (R _P)-암모늄 데옥시구아노신-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-5gt]의 형성.

(R _P)-5gt는 (SP)-5tt와 유사한 방식으로 (S _P)-4tt 대신에 (R _P)-4gt를 사용하는 상기 실시예 9에서 기재된 바와 같이 생성된다.

실시예 17: 경로 B를 통한 (R _P)-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)티미딘-3'-일 3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘-5'-일 H-포스포네이트 [(R _P)-7tt]의 합성.

1t (100 μmol)을 건조 피리딘과 함께 반복된 동시증발로 건조시키고, 그 다음, 건조 피리딘 (1 mL)에서 용해시킨다. N,N'-비스(2-옥소-3-옥사졸리디닐)포스핀성 클로라이드 (BopCl; 500 μmol)을 첨가하고, 혼합물을 5분 동안 교반한다. 혼합물에, 건조 피리딘과 함께 동시증발로 건조하고 건조 피리딘 (1 mL)에서 용해시킨 아미노 알콜 ((αR, 2S)-6) (100 μmol)의 용액을 주사기로 적가하고, 혼합물을 5분 동안 아르곤 하에서 교반했다. 3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘건조 피리딘과 함께 반복된 동시증발로 건조시키고, 100 μmol 피리딘에서 용해시킨다. 상기 혼합물을 캐뉼라를 통해 건조 (100 μmol) 피리딘 중 3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘 3t의 용액에 첨가했다. 15분 후, 혼합물을 농축 감압 하에서. 잔류물을 CH₂Cl₂ (5 mL)로 희석하고, 포화 NaHCO₃ (3×5 mL)로 세정한다. 조합된 수성층을 CH₂Cl₂ (2×5 mL)로 역추출한다. 조합된 유기 층을 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과하고, 약 1 mL로 감압 하에서 농축한다. 잔류물을 주사기를 통해 건조 CH₂Cl₂ (20 mL) 중 교반된 1% 트리플로오로아세트산 (TFA) 용액에 0℃에서 적가했다. 추가 5분 후, 혼합물을 건조 CH₂Cl₂ (100 mL)로 희석하고, 포화 NaHCO₃ 수용액 (2×100 mL)로 세정한다. 조합된 수성층을 CH₂Cl₂ (2×100 mL)로 역추출한다. 조합된 유기 층을 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과하고, 감압 하에서 농축 건조하여 조 (R _P)-7tt를 얻는다. 합성 반응식은 반응식 12에 나타나 있다.

반응식 12. 반응식 6 (경로 B)에서와 같은 DNA 유사물의 합성.

실시예 18: 경로 B를 통한 (R _P)-6-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)데옥시아데노신-3'-일 3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘-5'-일 H-포스포네이트 [(R _P)-7at]의 합성.

조 (R _P)-7at는 1t 대신에 1a을 사용하여 실시예 17에서 기재된 바와 같이 생성된다.

실시예 19: 경로 B를 통한 (R _P)-4-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)데옥시시티딘-3'-일 3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘-5'-일 H-포스포네이트 [(R _P)-7ct]의 합성.

조 (R _P)-7ct는 1t 대신에 1c을 사용하여 실시예 17에서 기재된 바와 같이 생성된다.

실시예 20: 경로 B를 통한 (R _P)-2-N-페녹시아세틸-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)데옥시구아노신-3'-일 3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘-5'-일 H-포스포네이트 [(R _P)-7gt]의 합성.

조 (R _P)-7gt는 1t 대신에 1g을 사용하여 실시예 17에서 기재된 바와 같이 생성된다.

실시예 21: 경로 B를 통한 (S _P)-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)티미딘-3'-일 3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘-5'-일 H-포스포네이트 [(S _P)-7tt]의 합성.

조 (S _P)-7tt는 키랄 시약으로서 (αR, 2S)-6 대신에 (αS, 2R)-6을 사용하여 실시예 17에서 기재된 바와 같이 생성된다.

실시예 22: 경로 B를 통한 (S _P)-6-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)데옥시아데노신-3'-일 3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘-5'-일 H-포스포네이트 [(S _P)-7at]의 합성.

조 (S _P)-7at는 화합물 1a 및 키랄 시약으로서 (αR, 2S)-6 대신에 (αS, 2R)-6을 사용하여 실시예 17에서 기재된 바와 같이 생성된다.

실시예 23: 경로 B를 통한 (S _P)-4-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)데옥시시티딘-3'-일 3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘-5'-일 H-포스포네이트 [(S _P)-7ct]의 합성.

조 (S _P)-7ct는 화합물 1c 및 키랄 시약으로서 (αR, 2S)-6 대신에 (αS, 2R)-6을 사용하여 실시예 17에서 기재된 바와 같이 생성된다.

실시예 24: 경로 B를 통한 (S _P)-2-N-페녹시아세틸-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)데옥시구아노신-3'-일 3'-O-(tert-부틸디메틸실릴)티미딘-5'-일 H-포스포네이트 [(S _P)-7gt]의 합성.

조 (S _P)-7gt는 1t 대신에 화합물 1g 및 키랄 시약으로서 화합물 (αR, 2S)-6 대신에 화합물 (αS, 2R)-6을 사용하여 실시예 17에서 기재된 바와 같이 생성된다.

실시예 25: 일반 반응식 13에 나타난 바와 같은 변형에 의한 (R _P)-암모늄 티미딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-5tt]의 생성.

(S _P)-7tt를 건조 피리딘 및 건조 톨루엔과 함께 반복된 동시증발로 건조시키고, 그 다음, CH₃CN (1 mL)에서 용해시킨다. N,O-비스(트리메틸실릴)아세트아미드(BSA; 100 μL)를 첨가했다. 1분 후, N,N'-디메틸티우람 디설파이드 (DTD; 120 μmol)을 첨가한다. 추가 3분 후, 혼합물을 감압 하에서 농축 건조하여 조 (RP)-4tt를 얻는다. 그 다음, 조 (R _P)-4tt를 트리에틸아민 트리히드로플루오라이드 (1 mL)에서 용해시킨다. 혼합물을 15시간 동안 실온에서 교반한다. 그 다음, 0.1 M 암모늄 아세테이트 버퍼 (5 mL)을 혼합물에 첨가하고, 혼합물을 Et₂O (3×5 mL)로 세정한다. 조합된 유기 층을 0.1 M 암모늄 아세테이트 버퍼 (5 mL)로 역추출한다. 그 다음, 조합된 수성층을 감압 하에서 농축 건조하고, 잔류물을 역상 칼럼 크로마토그래피 [0.1 M 암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 7.0) 중 아세토니트릴 0-10%의 선형 구배]로 정제하여 (R _P)-5tt를 얻는다. 변형 단계는 n 반응식 13에 나타나 있다.

반응식 13. 황을 유도하기 위한 인에서의 변형.

실시예 26: 변형에 의한 (R _P)-암모늄 데옥시아데노신-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-5at]의 생성.

(R _P)-5at를, (SP)-7tt 대신에 (S _P)-7at를 사용하여 실시예 25에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 27: 변형에 의한 (R _P)-암모늄 데옥시시티딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-5ct].

(R _P)-5ct를, (SP)-7tt 대신에 (S _P)-7ct를 사용하여 실시예 25에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 28: 변형에 의한 (R _P)-암모늄 데옥시구아노신-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-5gt].

(R _P)-5gt를, (SP)-7tt 대신에 (S _P)-7gt를 사용하여 실시예 25에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 29: 변형에 의한 (S _P)-암모늄 티미딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5tt].

(S _P)-5tt를, (SP)-7tt 대신에 (R _P)-7tt를 사용하여 실시예 25에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 30: 변형에 의한 (S _P)-암모늄 데옥시아데노신-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5at].

(S _P)-5at를, (SP)-7tt 대신에 (R _P)-7at를 사용하여 실시예 25에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 31: 변형에 의한 (S _P)-암모늄 데옥시시티딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5ct].

(S _P)-5ct를, (SP)-7tt 대신에 (R _P)-7ct를 사용하여 실시예 25에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 32: 변형에 의한 (S _P)-암모늄 데옥시구아노신-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5gt].

(S _P)-5gt를, (SP)-7tt 대신에 (R _P)-7gt를 사용하여 실시예 25에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 33: 경로 A를 통한 RNA 유사 다이머, (S _P)-1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-3'-일 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-10uu]의 합성.

1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-3'-일 포스포네이트 (8u) (100 μmol)을 건조 피리딘과 함께 반복된 동시증발로 건조시키고, 그 다음, 건조 피리딘 (1 mL)에서 용해시킨다. N,N'-비스(2-옥소-3-옥사졸리디닐)포스핀성 클로라이드 (BopCl; 500 μmol)을 첨가하고, 혼합물을 5분 동안 교반한다. 혼합물에, 건조 피리딘으로 반복 동시증발로 건조시키고 건조 피리딘 (1 mL)에서 용해시킨 아미노 알콜 (L-2) (100 μmol)의 용액을 주사기로 적가하고, 혼합물을 5분 동안 아르곤 하에서 교반했다. 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘 9u를 건조 피리딘으로 반복된 동시증발로 건조시키고, 100 μmol 피리딘에서 용해시킨다. 그 다음, 상기 혼합물을 캐뉼라를 통해 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘 9u (100 μmol)의 용액에 첨가한다. 10분 후, N-트리플루오로아세틸 이미다졸 (CF₃COIm; 200 μmol)을 첨가한다. 추가 30초 후, N,N'-디메틸티우람 디설파이드 (DTD; 120 μmol)을 첨가한다. 추가 3분 후, 혼합물을 진공에서 건조시킨다. 잔류물에, 농축 NH₃-EtOH (3:1, v/v, 10 mL)을 첨가하고, 혼합물을 12시간 동안 교반하고, 그 다음, 감압 하에서 농축 건조했다. 그 다음, 혼합물을 CHCl₃ (5 mL)로 희석하고, 0.2 M 포스페이트 버퍼 (pH 7.0, 5 mL)로 세정한다. 수성층을 CHCl₃ (2×5 mL)로 역추출한다. 조합된 유기 층을 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과하고, 감압 하에서 농축 건조했다. 잔류물을 PTLC로 정제했다. 생성물을 CHCl₃ (5 mL)에서 용해시키고, 0.2 M 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 바이카보네이트 버퍼 (5 mL)로 세정하고, CHCl₃ (2×5 mL)로 역추출한다. 조합된 유기 층을 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축 건조하여 (S _P)-10uu를 얻는다. 합성 반응식은 반응식 14에 나타나 있다.

반응식 14. 반응식 5 (경로 A)에서와 같은 RNA 유사물의 합성.

실시예 34: 경로 A를 통한 RNA 유사 다이머, (S _P)-1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 6-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)아데노신-3'-일 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-10au]의 합성.

(S _P)-10au를, 8u 대신에 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 6-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)아데노신-3'-일 포스포네이트 (8a)을 사용하여 실시예 33에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 35: 경로 A를 통한 RNA 유사 다이머, (S _P)-1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 4-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)- 2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)시티딘-3'-일 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-10cu]의 합성.

(S _P)-10cu를, 8u 대신에 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 4-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)시티딘-3'-일 포스포네이트 (8c)을 사용하여 실시예 33에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 36: 경로 A를 통한 RNA 유사 다이머, (S _P)-1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 2-N-페녹시아세틸-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)- 2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)구아노신-3'-일 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-10gu]의 합성.

(S _P)-10gu를, 8u 대신에 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 2-N-페녹시아세틸-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)구아노신-3'-일 포스포네이트 (8g)을 사용하여 실시예 33에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 37: 경로 A를 통한RNA 유사 다이머, (R _P)-1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-3'-일 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-10uu]의 합성.

(Rp)-10uu를, 키랄 시약 L-2 대신에 키랄 시약 D-2 을 사용하여 실시예 33에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 38: 경로 A를 통한RNA 유사 다이머, (R _P)-1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 6-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)아데노신-3'-일 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-10au]의 합성.

(R _P)-10au를, 8a을 8u 대신에 및 키랄 시약 D-2을 키랄 시약 L-2 대신에 사용하여 실시예 33에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 39: 경로 A를 통한 RNA 유사 다이머, (R _P)-1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 4-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)시티딘-3'-일 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-10cu]의 합성.

(R _P)-10cu를, 8c을 8u 대신에 및 키랄 시약 D-2를 키랄 시약 L-2 대신에 사용하여 실시예 33에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 40: 경로 A를 통한RNA 유사 다이머, (R _P)-1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 2-N-페녹시아세틸-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)구아노신-3'-일 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-10gu]의 합성.

(R _P)-10gu를, 8g을 8u 대신에 및 키랄 시약 D-2를 키랄 시약 L-2 대신에 사용하여 실시예 33에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 41: 탈보호에 의한 (S _P)-트리에틸암모늄 우리딘-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-11uu]의 형성.

(S _P)-10uu (50 μmol)를 건조 피리딘 및 건조 톨루엔과 함께 반복된 동시증발로 건조시키고, 그 다음, 건조 THF (500 μL) 중 1M 테트라부틸암모늄 플루오라이드 (TBAF) 용액에서 용해시킨다. 혼합물을 12시간 동안 실온에서 교반했다. 0.05M 트리에틸암모늄 아세테이트 버퍼 용액 (pH 6.9, 2.5 mL)을 혼합물에 첨가하고, 혼합물을 Et₂O (3×3 mL)로 세정한다. 조합된 유기 층을 0.05M 트리에틸암모늄 아세테이트 버퍼 (3 mL)로 역추출한다. 그 다음, 조합된 수성층을 감압 하에서 농축 건조하고, 잔류물을 역상 칼럼 크로마토그래피 [0.1M 트리에틸암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 6.9) 중 아세토니트릴 0-10%의 선형 구배]로 정제하여 (S _P)-11uu를 얻는다. 탈보호 반응식은 반응식 15에 나타나 있다.

반응식 15. 반응식 5 (경로 A)에서와 같은 탈보호.

실시예 42: 탈보호에 의한 (S _P)-트리에틸암모늄 아데노신-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-11au]의 형성.

(S _P)-11au는 실시예 41에 기재된 바와 같이 생성한다 (S _P)-10au를 (SP)-10uu 대신에 사용하여.

실시예 43: 탈보호에 의한 form (S _P)-트리에틸암모늄 시티딘-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-11cu].

(S _P)-11cu는 (S _P)-10cu를 (SP)-10uu 대신에 사용하여 실시예 41에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 44: 탈보호에 의한 (S _P)-트리에틸암모늄 구아노신-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-11gu]의 형성.

(S _P)-11gu는 (S _P)-10gu를 (SP)-10uu 대신에 사용하여 실시예 41에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 45: 탈보호에 의한 (R _P)-트리에틸암모늄 우리딘-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-11uu]의 형성.

(R _P)-11uu는 (R _P)-10uu를 (SP)-10uu 대신에 사용하여 실시예 41에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 46: 탈보호에 의한 (R _P)-트리에틸암모늄 아데노신-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-11au]의 형성.

(R _P)-11au는 (R _P)-10au를 (SP)-10uu 대신에 사용하여 실시예 41에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 47: 탈보호에 의한 form (R _P)-트리에틸암모늄 시티딘-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-11cu]의 형성.

(R _P)-11cu는 (R _P)-10cu를 (SP)-10uu 대신에 사용하여 실시예 41에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 48: 탈보호에 의한 (R _P)-트리에틸암모늄 구아노신-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-11gu]의 형성.

(R _P)-11gu는 (R _P)-10gu를 (SP)-10uu 대신에 사용하여 실시예 41에 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 49: 경로 B를 통한 RNA 유사 다이머, (R _P)-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-3'-일 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-5'-일 H-포스포네이트 [(R _P)-12uu]의 합성.

8u (100 μmol)을 건조 피리딘과 함께 반복된 동시증발로 건조시키고, 그 다음, 건조 피리딘 (1 mL)에서 용해시킨다. N,N'-비스(2-옥소-3-옥사졸리디닐)포스핀성 클로라이드 (BopCl; 500 μmol)을 첨가하고, 혼합물을 5분 동안 교반한다. 혼합물에, 건조 피리딘과 함께 동시증발로 건조하고 건조 피리딘 (1 mL)에서 용해시킨 아미노 알콜 ((αR, 2S)-6) (100 μmol)의 용액을 주사기로 적가하고, 혼합물을 5분 동안 아르곤 하에서 교반했다. 그 다음, 혼합물을, 건조 피리딘으로 반복된 동시증발로 건조시켜 준비하고, 피리딘에서 용해시킨 9u (100 μmol)의 용액에 캐뉼라를 통해 첨가한다. 15분 후, 혼합물을 농축 감압 하에서. 잔류물을 CH₂Cl₂ (5 mL)로 희석하고, 포화 NaHCO₃ (3×5 mL)로 세정한다. 조합된 수성층을 CH₂Cl₂ (2×5 mL)로 역추출한다. 조합된 유기 층을 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과하고, 약 1 mL로 감압 하에서 농축한다. 잔류물을 주사기를 통해 건조 CH₂Cl₂ (20 mL) 중 교반된 1% 트리플로오로아세트산 (TFA) 용액에 0℃에서 적가한다. 추가 5분 후, 혼합물을 건조 CH₂Cl₂ (100 mL)로 희석하고, 포화 NaHCO₃ 수용액 (2×100 mL)로 세정한다. 조합된 수성층을 CH₂Cl₂ (2×100 mL)로 역추출한다. 조합된 유기 층을 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과하고, 감압 하에서 농축 건조하여 조 (Rp)-12uu를 얻고, 이를 ³¹P NMR로 분석한다. 합성 반응식은 반응식 16에 나타나 있다.

반응식 16. 반응식 6 (경로 B)를 통한 RNA 유사물의 합성.

실시예 50: 경로 B를 통한 RNA 유사 다이머, (R _P)-6-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)아데노신-3'-일 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-5'-일 H-포스포네이트 [(R _P)-12au]의 합성.

조 (R _P)-12au를, 8a를 8u 대신에 사용하여 실시예 49에서 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 51: 경로 B를 통한 RNA 유사 다이머, (R _P)-4-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)시티딘-3'-일 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-5'-일 H-포스포네이트 [(R _P)-12cu]의 합성.

조 (R _P)-12cu를, 8c를 8u 대신에 사용하여 실시예 49에서 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 52: 경로 B를 통한 RNA 유사 다이머, (R _P)-2-N-페녹시아세틸-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)구아노신-3'-일 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-5'-일 H-포스포네이트 [(R _P)-12gu]의 합성.

조 (R _P)-12gu를, 8g를 8u 대신에 사용하여 실시예 49에서 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 53: 경로 B를 통한 RNA 유사 다이머, (S _P)-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-3'-일 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-5'-일 H-포스포네이트 [(S _P)-12uu]의 합성.

조 (S _P)-12uu를, 키랄 시약 (αS, 2R)-6를 키랄 시약 (αR, 2S)-6 대신에 실시예 49에서 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 54: 경로 B를 통한 RNA 유사 다이머, (S _P)-6-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)아데노신-3'-일 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-5'-일 H-포스포네이트 [(S _P)-12au]의 합성.

조 (S _P)-12au를, 8a을 8u 대신에 및 키랄 시약 (αS, 2R)-6를 키랄 시약 (αR, 2S)-6 대신에 실시예 49에서 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 55: 경로 B를 통한 RNA 유사 다이머, (S _P)-4-N-벤조일-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)시티딘-3'-일 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-5'-일 H-포스포네이트 [(S _P)-12cu]의 합성.

조 (S _P)-12cu를, 8c을 8u 대신에 및 키랄 시약 (αS, 2R)-6를 키랄 시약 (αR, 2S)-6 대신에 실시예 49에서 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 56: 경로 B를 통한 RNA 유사 다이머, (S _P)-2-N-페녹시아세틸-5'-O-(tert-부틸디페닐실릴)-2'-O-(tert-부틸디메틸실릴)구아노신-3'-일 2',3'-O-비스(tert-부틸디메틸실릴)우리딘-5'-일 H-포스포네이트 [(S _P)-12gu]의 합성.

조 (S _P)-12gu를, 8g을 8u 대신에 및 키랄 시약 (αS, 2R)-6를 키랄 시약 (αR, 2S)-6 대신에 실시예 49에서 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 57: 변형에 의한 (R _P)-트리에틸암모늄 우리딘-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-11uu]의 형성.

(S _P)-12uu를 건조 피리딘 및 건조 톨루엔과 함께 반복된 동시증발로 건조시키고, 그 다음, CH₃CN (1 mL)에서 용해시킨다. N,O-비스(트리메틸실릴)아세트아미드(BSA; 100 μL)를 첨가했다. 1분 후, N,N'-디메틸티우람 디설파이드 (DTD; 120 μmol)을 첨가한다. 추가 3분 후, 혼합물을 감압 하에서 농축 건조하여 조 (R _P)-10uu를 얻는다. 그 다음, 조 (R _P)-10uu를 건조 THF (1 mL) 중 1M 테트라부틸암모늄 플루오라이드 (TBAF) 용액에서 용해시킨다. 혼합물을 12시간 동안 실온에서 교반했다. 0.05M 트리에틸암모늄 아세테이트 버퍼 용액 (pH 6.9, 5 mL)을 혼합물에 첨가하고, 혼합물을 Et₂O (3×5 mL)로 세정한다. 조합된 유기 층을 0.05M 트리에틸암모늄 아세테이트 버퍼 (5 mL)으로 역추출한다. 그 다음, 조합된 수성층을 감압 하에서 농축 건조하고, 잔류물을 역상 칼럼 크로마토그래피 [0.1M 트리에틸암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 6.9) 중 아세토니트릴 0-10%의 선형 구배]로 정제하여 (R _P)-11uu를 얻는다. 변형 반응식은 반응식 17에 나타나 있다.

반응식 17. 키랄 포스포로티오에이트의 합성.

실시예 58: 변형에 의한 (R _P)-트리에틸암모늄 아데노신-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-11au]의 형성.

(R _P)-11au를, (S _P)-12au를 (SP)-12uu 대신에 사용하여 실시예 57에서 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 59: 변형에 의한 (R _P)-트리에틸암모늄 시티딘-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-11cu]의 형성.

(R _P)-11cu를, (R _P)-12cu를 (R _P)-12uu 대신에 사용하여 실시예 57에서 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 60: 변형에 의한 (R _P)-트리에틸암모늄 구아노신-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-11gu]의 형성.

(R _P)-11gu를, (S _P)-12gu를 (SP)-12uu 대신에 사용하여 실시예 57에서 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 61: 변형에 의한 (S _P)-트리에틸암모늄 우리딘-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-11uu]의 형성.

(S _P)-11uu를, (R _P)-12uu를 (SP)-12uu 대신에 사용하여 실시예 57에서 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 62: 변형에 의한 (S _P)-트리에틸암모늄 아데노신-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-11au]의 형성.

(S _P)-11au를, (R _P)-12au를 (SP)-12uu 대신에 사용하여 실시예 57에서 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 63: 변형에 의한 (S _P)-트리에틸암모늄 시티딘-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-11cu]의 형성.

(S _P)-11cu를, (R _P)-12cu를 (SP)-12uu 대신에 사용하여 실시예 57에서 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 64: 변형에 의한 (S _P)-트리에틸암모늄 구아노신-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-11gu]의 형성.

(S _P)-11gu를, (R _P)-11uu와 유사한 방식으로 (R _P)-12gu를 (S _P)-12uu 대신에 실시예 57에서 기재된 바와 같이 생성한다.

실시예 65: 반응식 5 (경로 A)를 통한 X-포스포네이트 부분을 갖는 고상 DNA 유사물의 합성.

석시닐 링커를 통한 5'-O-(DMTr)티미딘 적재된 HCP 또는 CPG 수지 (0.5 μmol)을 합성에 사용한다. 사슬 신장을 표1에서 단계를 반복하여 수행한다. 사슬 신장 후, 5'-O-DMTr 그룹을 CH₂Cl₂ (3×5 s) 3% DCA 중 3% DCA에 의한 처리로 제거하고, CH₂Cl₂로 세정한다. 그 다음, HCP 또는 CPG 수지 상의 올리고머를 25% NH₃ -피리딘 (9:1, v/v)로 15시간 동안 55℃에서 처리하여 키랄 보조물 및 뉴클레오베이스의 보호 그룹을 제거하고, 또한 올리고머를 HCP 또는 CPG 수지로부터 방출한다. HCP 또는 CPG 수지를 여과로 제거하고, 물로 세정한다. 여과물을 농축 건조했다. 잔류물을 물에서 용해시키고, Et₂O로 세정하고, 조합된 세정물을 물로 역추출한다. 조합된 수성층을 농축 건조했다. 수득한 조 생성물을 분석하고/하거나 0.1M 암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 7.0) 중 0-20% 아세토니트릴의 선형 구배로 역상 HPLC로 60분 동안 50℃에서 0.5 ml/min의 속도로 정제하여 입체규칙성 X-포스포네이트 DNA를 얻는다.

All -( R p )-[ T _PS ] ₉ T( 포스포로티오에이트 ).

상기 기술된 전형적인 과정에 따라, HCP(0.5 μmol)에 결합된 5'-O-(DMTr)티미딘 3'-O-숙시네이트는 HPLC에 의해 조 생성물의 1/10을 정제한 후 all-(Rp)-[T_PS]₉T[1.52 A₂₆₀units, 7% 흡광 감소 현상을 가정하에 17.7 nmol(35%): UV(H₂O) α_max 267 nm, α_min 236 nm]를 생성한다. 정제된 올리고머 중 <4%가 37℃에서 1시간 동안 뉴클레아제를 이용한 배양에 의해 분해된다.

실시예 66: 반응식 6 (경로 B)을 통한 X-포스포네이트 부분을 갖는 고상 DNA 유사물의 합성.

석시닐 또는 옥살릴 링커를 통한 5'-O-(DMTr)티미딘 적재된 CPG 수지를 t5'-O-DMTr 그룹의 제거를 위해 CH₂Cl₂ (3×5 s) 중 1% TFA로 처리하고, CH₂Cl₂ 및 건조 피리딘으로 세정하고, 진공에서 건조했다. 사슬 신장을 하기 단계 (a) 및 (b)를 반복하여 수행한다. (a) 아르곤 하에서 건조 피리딘 (10분) 중 상응하는 예비활성된 모노머* (0.2M)을 함유하는 용액을 사용하는 커플링 반응. 축합 후, 고형 지지체를 건조 피리딘 및 CH₂Cl₂로 세정한다. (b) CH₂Cl₂-Et₃SiH (1:1, v/v) (3×5 s) 중 1% TFA에 의한 처리, 및 그 다음 CH₂Cl₂ 및 건조 피리딘에 의한 세정으로 5'-O-DMTr 그룹 및 키랄 보조물의 동시 제거. 수지 상의 수득한 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트는 하기에 기재된 바와 같이 X-포스포네이트 DNA로 전환된다.

* 예비활성된 모노머의 준비: 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 5'-O-(DMTr)-2'-데옥시리보뉴클레오시드-3'-일 포스포네이트를 건조 피리딘과 함께 반복된 동시증발로 건조시키고, 그 다음, 건조 피리딘에서 용해시킨다. BopCL을 용액에 첨가하고, 혼합물을 5분 동안 교반한다. 혼합물에, 건조 피리딘으로 반복된 동시증발로 건조시키고 건조 피리딘에서 용해된 아미노 알콜 (L-6 또는 D-6)의 용액을 주사기로 적가하고, 혼합물을 5분 동안 아르곤 하에서 교반했다.

포스포로티오에이트 (X = S ^- ).

상기와 같이 수득한 석시닐 링커를 통한 CPG 수지에 적재된 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트를 CS₂-피리딘-트리에틸아민 (35:35:1, v/v/v) 중 10wt% S₈로 실온에서 3시간 동안 처리하고, CS₂, 피리딘, 및 CH₃CN로 계속해서 세정한다. 수지를, 25% NH₃ 수용액으로 실온에서 12시간에 걸쳐 처리하고, 물로 세정한다. 수용액을 조합하고, 감압 하에서 농축 건조하고, 잔류물을 RP-HPLC로 정제하여 입체규칙성 포스포로티오에이트 DNA를 얻는다.

보라노(Borano)포스페이트 (X = BH ₃ ^- ).

건조 DMF, N,O-비스(트리메틸실릴)아세트아미드(BSA), 및 BH₃가운점SMe₂를, 상기에서 얻은 바와 같은 옥살릴 링커를 통해 CPG 수지에 적재된 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트에 실온에서 첨가한다. 15분 후, 수지를 DMF, CH₃CN, 및 CH₃OH로 계속해서 세정한다. 그 다음, 수지를 CH₃OH 중 포화 NH₃ 용액로 실온에서 12시간 동안 처리하고, CH₃OH로 세정한다. CH₃OH 용액을 조합하고, 감압 하에서 농축 건조하고, 잔류물을 RP-HPLC로 정제하여 입체규칙성 보라노포스페이트 DNA를 얻는다.

히드록시메틸포스포네이트 (X = CH ₂ OH).

상기와 같이 얻은 옥살릴 링커를 통해 CPG 수지에 적재된 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트를 피리딘-1-메틸-2-피롤리돈 (NMP) (1:9, v/v) 중 0.1 M 트리메틸실릴클로라이드 (TMSCl)로 실온에서 10분 동안, 및 기상 포름알데히드로 실온에서 30분 동안 처리하고, 그 다음, NMP및 CH₃CN로 처리한다. 그 다음, 수지를 25% NH₃ 수용액으로 실온에서 12시간 동안 처리하고, 물로 세정한다. 조합된 수용액을 감압 하에서 농축 건조하고, 잔류물을 RP-HPLC로 정제하여 입체규칙성 히드록시메틸포스포네이트 DNA를 얻는다.

포스포르아미데이트 (X = NH ₂ ).

상기와 같이 얻은 옥살릴 링커를 통해 CPG 수지에 적재된 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트를 CCl₄-1,4-디옥산 (4:1, v/v) 중 포화 NH₃ 용액으로 0℃에서 30분 동안 처리하고, 1,4-디옥산으로 세정한다. 조합된 유기 용액을 감압 하에서 농축 건조하고, 25% NH₃ 수용액으로 실온에서 12시간 동안 처리하고, 물로 세정한다. 조합된 수용액을 감압 하에서 농축 건조하고, 잔류물을 RP-HPLC로 정제하여 입체규칙성 포스포르아미데이트 DNA를 얻는다.

N -프로필포스포르아미데이트 (X = NHPr).

상기와 같이 얻은 옥살릴 링커를 통해 CPG 수지에 적재된 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트를 CCl₄-프로필아민 (9:1, v/v)으로 실온에서 1시간 동안 처리하고, CH₃OH로 세정한다. 조합된 유기 용액을 감압 하에서 농축 건조하고, 25% NH₃ 수용액으로 실온에서 12시간 동안 처리하고, 물로 세정한다. 조합된 수용액을 감압 하에서 농축 건조하고, 잔류물을 RP-HPLC로 정제하여 입체규칙성 N-프로필포스포르아미데이트 DNA를 얻는다.

N -[(2-디메틸아미노)에틸]포스포르아미데이트 [X = NH(CH ₂ ) ₂ NMe ₂ ].

상기와 같이 얻은 옥살릴 링커를 통해 CPG 수지에 적재된 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트를 CCl₄-2-디메틸아미노에틸아민 (9:1, v/v)로 실온에서 1시간 동안 처리하고, CH₃CN으로 세정한다. 조합된 유기 용액을 감압 하에서 농축 건조하고, 25% NH₃ 수용액으로 실온에서 12시간 동안 처리하고, 물로 세정한다. 조합된 수용액을 감압 하에서 농축 건조하고, 잔류물을 RP-HPLC로 정제하여 입체규칙성 N-[(2-디메틸아미노)에틸]포스포르아미데이트 DNA를 얻는다.

실시예 67: all-(S _P)-d[C_SA_SG_ST] (포스포로티오에이트)의 합성.

상응하는 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트를 CPG 수지 상에서 상기에 기재된 바와 같이 석시닐 링커를 통해 합성하고, BSA-CH₃CN (1:8, v/v) 중 뷰케이지 시약(Beaucage reagent)의 0.2M 용액으로 실온에서 30분 동안 처리하고, 수지를 CH₃CN로 세정한다. 그 다음, 수지를 25% NH₃ 수용액으로 실온에서 12시간 동안 처리하고, 물로 세정한다. 조합된 수용액을 감압 하에서 농축 건조하고, 잔류물을 분석하고, RP-HPLC 및 MALDI-TOF-MS로 특성화했다. RP-HPLC를, 0.1M 암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 7.0) 중 0-20% 아세토니트릴의 선형 구배로 60분 동안 50℃에서 0.5 mL/min의 유속으로 μBondasphere 5 μm C18 칼럼 (100 Å, 3.9 mm×150 mm) (Waters)을 사용하여 수행한다.

실시예 68: all-(R _P)-d[C_SA_SG_ST] (포스포로티오에이트)의 합성.

상응하는 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트를 CPG 수지 상에서 상기에 기재된 바와 같이 석시닐 링커를 통해 합성하고, BSA-CH₃CN (1:8, v/v) (0.2 mL) 중 뷰케이지 시약의 0.2M 용액으로 실온에서 30분 동안 처리하고, 수지를 CH₃CN으로 세정했다. 수지를 25% NH₃ 수용액 (5 mL)로 실온에서 12시간 동안 처리하고, 물로 세정한다. 조합된 수용액을 감압 하에서 농축 건조하고, 잔류물을 분석하고, RP-HPLC 및 MALDI-TOF-MS로 특성화했다. RP-HPLC를, 0.1 M 암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 7.0) 중 0-20% 아세토니트릴의 선형 구배로 60분 동안 50℃에서 0.5 mL/min의 유속으로 μBondasphere 5 μm C18 칼럼 (100 Å, 3.9 mm×150 mm) (Waters)를 사용하여 수행한다.

실시예 69: 모든 -(S _P)-[T_S]₉T (포스포로티오에이트)의 합성.

상응하는 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트를 CPG 수지 상에서 상기에 기재된 바와 같이 석시닐 링커를 통해 합성하고, BSA-CH₃CN (1:8, v/v) (0.2 mL) 중 뷰케이지 시약의 0.2M 용액으로 실온에서 30분 동안 처리하고, 수지를 CH₃CN로 세정한다. CPG 수지를 25% NH₃ 수용액 (5 mL)으로 실온에서 24시간 동안 처리하고, 물로 세정한다. 조합된 수용액을 감압 하에서 농축 건조하고, 잔류물을 분석하고, RP-HPLC 및 MALDI-TOF-MS로 특성화했다. RP-HPLC를, 0.1M 암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 7.0) 중 0-20% 아세토니트릴의 선형 구배로 80분 동안 30℃에서 0.5 mL/min의 유속으로 μBondasphere 5 μm C18 칼럼 (100 Å, 3.9 mm×150 mm) (Waters)을 사용하여 수행한다.

실시예 70: 모든 (R _P)-[T_S]₉T (포스포로티오에이트)의 합성.

상응하는 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트를 CPG 수지 상에서 상기에 기재된 바와 같이 석시닐 링커를 통해 합성하고, BSA-CH₃CN (1:8, v/v) (0.2 mL) 중 뷰케이지 시약의 0.2M 용액으로 실온에서 30분 동안 처리하고, 수지를 CH₃CN로 세정한다. 수지를 25% NH₃ 수용액 (5 mL)으로 실온에서 24시간 동안 처리하고, 물로 세정한다. 조합된 수용액을 감압 하에서 농축 건조하고, 잔류물을 분석하고, RP-HPLC 및 MALDI-TOF-MS로 특성화했다. RP-HPLC를, 0.1M 암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 7.0) 중 0-20% 아세토니트릴의 선형 구배로 80분 동안 30℃에서 0.5 mL/min의 유속으로 μBondasphere 5 μm C18 칼럼 (100 Å, 3.9 mm×150 mm) (Waters)을 사용하여 수행한다.

실시예 71: al (R _P)-[T_B]₃T (보라노포스페이트)의 합성.

상응하는 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트를 CPG 수지 상에서 상기에 기재된 바와 같이 석시닐 링커를 통해 합성하고, 건조 DMF (0.8 mL), BSA (0.1 mL) 및 BH₃·S(CH₃)₂ (0.1 mL)의 혼합물로 실온에서 15분 동안 처리하고, 수지는 DMF, CH₃CN, 및 CH₃OH로 계속해서 세정한다. 그 다음, 수지를 CH₃OH (5 mL) 중 NH₃의 포화 용액으로 실온에서 2시간 동안 처리하고, CH₃OH로 세정한다. 조합된 유기 용액을 감압 하에서 농축 건조하고, 잔류물을 분석하고, RP-HPLC 및 MALDI-TOF-MS로 특성화했다. RP-HPLC를, 0.1M 암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 7.0) 중 0-20% 아세토니트릴의 선형 구배로 60분 동안 30℃에서 0.5 mL/min의 유속으로 PEGASIL ODS 5 μm (120 Å, 4.0 mm×150 mm) (Senshu Pak)을 사용하여 수행한다.

실시예 72: all-(S _P)-[T_B]₃T (보라노포스페이트)의 합성.

상응하는 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트를 CPG 수지 상에서 상기에 기재된 바와 같이 석시닐 링커를 통해 합성하고, 건조 DMF (0.8 mL), BSA (0.1 mL) 및 BH₃가운점S(CH₃)₂ (0.1 mL)의 혼합물로 실온에서 15분 동안 처리하고, 수지를 DMF, CH₃CN, 및 CH₃OH로 계속해서 세정한다. 그 다음, 수지를 CH₃OH (5 mL) 중 NH₃의 포화 용액으로 실온에서 2시간 동안 처리하고, CH₃OH로 세정한다. 조합된 유기 용액을 감압 하에서 농축 건조하고, 잔류물을 분석하고, RP-HPLC 및 MALDI-TOF-MS로 특성화했다. RP-HPLC를, 0.1M 암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 7.0) 중 0-20% 아세토니트릴의 선형 구배로 60분 동안 30℃에서 0.5 mL/min의 유속으로 PEGASIL ODS 5 μm (120 Å, 4.0 mm×150 mm) (Senshu Pak)을 사용하여 수행한다.

실시예 73: all-(S _P)-[T_N]₃T (N-[(2-디메틸아미노)에틸]포스포르아미데이트)의 합성.

상응하는 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트를 CPG 수지 상에서 상기에 기재된 바와 같이 옥살릴 링커를 통해 합성하고, CCl₄-2-디메틸아미노에틸아민 (9:1, v/v)로 실온에서 1시간 동안 처리하고, CH₃CN로 세정한다. 조합된 유기 용액을 감압 하에서 농축 건조하고, 잔류물을 분석하고, RP-HPLC 및 MALDI-TOF-MS로 특성화했다. RP-HPLC를, 0.1M 트리에틸암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 7.0) 중 0-20% 아세토니트릴의 선형 구배로 60분 동안 30℃에서 0.5 mL/min의 유속으로 PEGASIL ODS 5 μm (120 Å, 4.0 mm×150 mm) (Senshu Pak)을 사용하여 수행한다.

실시예 74: all-(R _P)-[T_N]₃T (N-[(2-디메틸아미노)에틸]포스포르아미데이트)의 합성.

실시예 75: 반응식 5 (경로 A)을 통한 X-포스포네이트 RNA의 고상 합성에 대한 일반적인 절차.

석시닐 링커를 통한 5'-O-(DMTr)우리딘 적재된 HCP 또는 CPG 수지를 합성을 위해 사용한다. 사슬 신장을, 표 2에서의 단계를 반복하여 수행한다. 사슬 신장 후, 5'-O-DMTr 그룹을 CH₂Cl₂ 중 3% DCA 에 의한 처리로 제거하고, 수지를 CH₂Cl₂ 및 EtOH로 계속해서 세정한다. 그 다음, 수지를 25% NH₃ 수용액-EtOH (3:1, v/v)로 2시간 동안 실온에서 처리하고, 여과로 제거하다. 여과물을 25% NH₃ 수용액-EtOH (3:1, v/v)로 희석하고, 밀폐 플라스크에서 48시간 동안 실온에서 둔다. 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔류물을 RP-HPLC로 정제한다. 원하는 2'-O-TBS 보호된 X-포스포네이트 RNA을 함유하는 분획을 수집하고, 동결건조했다. 잔류물을 건조 THF 중 1M TBAF 용액으로 24시간 동안 실온에서 처리한다. 0.05M TEAA 버퍼 용액 (pH 6.9)을 첨가하고, THF를 증발로 제거한다. 잔류물을 Sep-pak C₁₈ 카트리지로 탈염하고, RP-HPLC로 정제하여 입체규칙성 X-포스포네이트 RNA를 얻는다.

실시예 76: 반응식 6 (경로 B)를 통한 X-포스포네이트 RNA의 고상 합성의 일반적인 절차.

석시닐 또는 옥살릴 링커를 통한 H-포스포네이트 RNA. 5'-O-(DMTr)우리딘 적재된 CPG 수지를 합성하기 위한 절차를 t5'-O-DMTr 그룹의 제거를 위해 CH₂Cl₂ (3×5 s) 중 1% TFA로 처리하고, CH₂Cl₂ 및 건조 피리딘로 세정하고, 진공에서 건조했다. 사슬 신장을 하기 단계 (a) 및 (b)를 반복하여 수행한다. (a) 아르곤 하에서 건조 피리딘 (10분) 중 상응하는 예비활성된 모노머* (0.2M)을 함유하는 용액을 사용하는 커플링 반응. 축합 후, 고형 지지체를 건조 피리딘 및 CH₂Cl₂로 세정한다. (b) CH₂Cl₂-Et₃SiH (1:1, v/v) (3×5 s) 중 1% TFA에 의한 처리, 및 그 다음 CH₂Cl₂ 및 건조 피리딘에 의한 세정으로 5'-O-DMTr 그룹 및 키랄 보조물의 동시 제거. 수지 상의 수득한 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트는 하기에 기재된 바와 같이 주쇄 변형된 RNA 유사물로 전환된다.

* 예비활성된 모노머의 준비: 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 5'-O-(DMTr)-2'-리보뉴클레오시드-3'-일 포스포네이트를 건조 피리딘과 함께 반복된 동시증발로 건조시키고, 그 다음, 건조 피리딘에서 용해시킨다. BopCL을 용액에 첨가하고, 혼합물을 5분 동안 교반한다. 혼합물에, 건조 피리딘으로 반복된 동시증발로 건조시키고 건조 피리딘에서 용해된 아미노 알콜 (L-6 또는 D-6)의 용액을 주사기로 적가하고, 혼합물을 5분 동안 아르곤 하에서 교반했다.

포스포로티오에이트 (X = S ^- ).

상기와 같이 얻은 석시닐 링커를 통한 CPG 수지에 적재된 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트를 CS₂-피리딘-트리에틸아민 (35:35:1, v/v/v) 중 10wt% S₈로 실온에서 3시간 동안 처리하고, CS₂, 피리딘, 및 EtOH로 계속해서 세정한다. 그 다음, 수지를 25% NH₃ 수용액-EtOH (3:1, v/v)로 2시간 동안 실온에서 처리하고, 여과로 제거하다. 여과물을 25% NH₃ 수용액-EtOH (3:1, v/v)로 희석하고, 밀폐 플라스크에서 12시간 동안 실온에서 둔다. 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔류물을 RP-HPLC로 정제한다. 원하는 2'-O-TBS 보호된 포스포로티오에이트 RNA를 함유하는 분획을 수집하고, 동결건조했다. 잔류물을 건조 THF 중 1M TBAF 용액으로 24시간 동안 실온에서 처리한다. 0.05M TEAA 버퍼 용액 (pH 6.9)을 첨가하고, THF를 증발로 제거한다. 잔류물을 Sep-pak C₁₈ 카트리지로 탈염하고, RP-HPLC로 정제하여 입체규칙성 포스포로티오에이트 RNA를 얻는다.

보라노포스페이트 (X = BH ₃ ^- ).

건조 DMF, N,O-비스(트리메틸실릴)아세트아미드(BSA), 및 BH₃·SMe₂를, 상기와 같이 얻은 옥살릴 링커를 통한 CPG 수지에 적재된 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트에 실온에서 첨가한다. 15분 후, 수지를 DMF, CH₃CN, 및 EtOH로 계속해서 세정한다. 그 다음, 수지를 25% NH₃ 수용액-EtOH (3:1, v/v)로 2시간 동안 실온에서 처리하고, 여과로 제거하다. 여과물을 25% NH₃ 수용액-EtOH (3:1, v/v)으로 희석하고, 밀폐 플라스크에서 12시간 동안 실온에서 둔다. 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔류물을 RP-HPLC로 정제한다. 원하는 2'-O-TBS 보호된 보라노포스페이트 RNA를 함유하는 분획을 수집하고, 동결건조했다. 잔류물을 건조 THF 중 1M TBAF 용액으로 24시간 동안 실온에서 처리한다. 0.05M TEAA 버퍼 용액 (pH 6.9)을 첨가하고, THF를 증발로 제거한다. 잔류물을 Sep-pak C₁₈ 카트리지로 탈염하고, RP-HPLC로 정제하여 입체규칙성 보라노포스페이트 RNA를 얻는다.

히드록시메틸포스포네이트 (X = CH ₂ OH).

상기와 같이 얻은 옥살릴 링커를 통해 CPG 수지에 적재된 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트를 피리딘-1-메틸-2-피롤리돈 (NMP) (1:9, v/v) 중 0.1M 트리메틸실릴클로라이드 (TMSCl)로 실온에서 10분 동안, 및 기상 포름알데히드로 실온에서 30분 동안 처리하고, 그 다음, NMP로 처리하고, EtOH이다. 그 다음, 수지를 25% NH₃ 수용액-EtOH (3:1, v/v)로 2시간 동안 실온에서 처리하고, 여과로 제거하다. 여과물을 25% NH₃ 수용액-EtOH (3:1, v/v)로 희석하고, 밀폐 플라스크에서 12시간 동안 실온에서 둔다. 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔류물을 RP-HPLC로 정제한다. 원하는 2'-O-TBS 보호된 히드록시메틸포스포네이트 RNA를 함유하는 분획을 수집하고, 동결건조했다. 잔류물을 건조 THF 중 1M TBAF 용액으로 24시간 동안 실온에서 처리한다. 0.05M TEAA 버퍼 용액 (pH 6.9)을 첨가하고, THF를 증발로 제거한다. 잔류물을 Sep-pak C₁₈ 카트리지로 탈염하고, RP-HPLC로 정제하여 입체규칙성 히드록시메틸포스포네이트 RNA를 얻는다.

포스포르아미데이트 (X = NH ₂ ).

상기와 같이 얻은 옥살릴 링커를 통해 CPG 수지에 적재된 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트를 CCl₄-1,4-디옥산 (4:1, v/v) 중 포화 NH₃ 용액으로 0℃에서 30분 동안 처리하고, 1,4-디옥산으로 세정한다. 조합된 유기 용액을 감압 하에서 농축 건조했다. 여과물을 25% NH₃ 수용액-EtOH (3:1, v/v)으로 희석하고, 밀폐 플라스크에서 12시간 동안 실온에서 둔다. 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔류물을 RP-HPLC로 정제한다. 원하는 2'-O-TBS 보호된 포스포르아미데이트 RNA를 함유하는 분획을 수집하고, 동결건조했다. 잔류물을 건조 THF 중 1M TBAF 용액으로 24시간 동안 실온에서 처리한다. 0.05M TEAA 버퍼 용액 (pH 6.9)을 첨가하고, THF를 증발로 제거한다. 잔류물을 Sep-pak C18 카트리지로 탈염하고, RP-HPLC로 정제하여 입체규칙성 포스포르아미데이트 RNA를 얻는다.

N -프로필포스포르아미데이트 (X = NHPr).

상기와 같이 얻은 옥살릴 링커를 통해 CPG 수지에 적재된 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트를 CCl₄-프로필아민 (9:1, v/v) 실온에서 1시간 동안로 처리하고, CH₃OH로 세정한다. 조합된 유기 용액을 감압 하에서 농축 건조했다. 여과물을 25% NH₃ 수용액-EtOH (3:1, v/v)로 희석하고, 밀폐 플라스크에서 12시간 동안 실온에서 둔다. 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔류물을 RP-HPLC로 정제한다. 원하는 2'-O-TBS 보호된 N-프로필포스포르아미데이트 RNA를 함유하는 분획을 수집하고, 동결건조했다. 잔류물을 건조 THF 중 1M TBAF 용액으로 24시간 동안 실온에서 처리한다. 0.05M TEAA 버퍼 용액 (pH 6.9)을 첨가하고, THF를 증발로 제거한다. 잔류물을 Sep-pak C18 카트리지로 탈염하고, RP-HPLC로 정제하여 입체규칙성 N-프로필포스포르아미데이트 RNA를 얻는다.

상기와 같이 얻은 옥살릴 링커를 통해 CPG 수지에 적재된 올리고뉴클레오시드 H-포스포네이트를 CCl₄-2-디메틸아미노에틸아민 (9:1, v/v) 실온에서 1시간 동안 처리하고, CH₃CN으로 세정한다. 조합된 유기 용액을 감압 하에서 농축 건조했다. 여과물을 a 25% NH₃ 수용액-EtOH (3:1, v/v)으로 희석하고, 밀폐 플라스크에서 12시간 동안 실온에서 둔다. 용액을 감압 하에서 농축하고, 잔류물을 RP-HPLC로 정제한다. 원하는 2'-O-TBS 보호된 N-[(2-디메틸아미노)에틸]포스포르아미데이트 RNA를 함유하는 분획을 수집하고, 동결건조했다. 잔류물을 건조 THF 중 1M TBAF 용액으로 24시간 동안 실온에서 처리한다. 0.05M TEAA 버퍼 용액 (pH 6.9)을 첨가하고, THF를 증발로 제거한다. 잔류물을 Sep-pak C18 카트리지로 탈염하고, RP-HPLC로 정제하여 입체규칙성 N-[(2-디메틸아미노)에틸]포스포르아미데이트 RNA를 얻는다.

실시예 77: 고상 합성; 예비활성된 모노머 용액의 준비를 위한 일반적인 절차

적합한 H-포스포네이트모노에스테르를 건조 피리딘 및 건조 톨루엔과 함께 반복된 동시증발로 건조시키고, 그 다음, 건조 용매에 용해시킨다. 용액에, 축합 시약을 적가하고, 10분 동안 교반했다. 그 다음, 아미노알콜을 첨가하고, 추가 10분 동안 교반하여 예비활성된 모노머 용액을 얻었다.

실시예 78: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (S _P)-암모늄 티미딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5tt]의 고상 합성.

석시닐 링커를 통한 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘 적재된 HCP 수지 (16.4 mg; 30.5 μmol/g, 0.5 μmol)을 3% DCA / DCM (3×1 mL)로 처리하고, 그 다음, DCM (3×1 mL) 및 건조 MeCN (3×1 mL)로 세정한다. 수지를 감압 하에서 (>5분) 건조한 후, 예비활성된 모노머 용액 (250 μL, 25 μmol; 이는 8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘-3'-일 포스포네이트 (25 μmol, H-포스포네이트 모노에스테르에 대해), MeCN-피리딘 (9:1, v/v, 용매에 대해), Ph₃PCl₂ (62.5 μmol, 축합 시약에 대해), 및 L-2 (30 μmol, 아미노알콜에 대해)로 구성된다)을 첨가한다. 2분 동안 교반하고, 반응 용액을 제거하고, 수지를 MeCN (3×1 mL)으로 세정하고, 감압 하에서 (>5분) 건조했다. 변형 단계에 대해, 수지 상의 수득한 중간체를 0.3 M DTD / MeCN (500 μL, 150 μmol)로 5분 동안 처리하여 황화시키고, 그 다음, 수지를 MeCN (3×1 mL) 및 DCM (3×1 mL)로 세정했다. 5'-O-DMTr 그룹을 3% DCA / DCM (3×1 mL)에 의한 처리로 제거하고, 수지를 DCM (3×1 mL)로 세정했다. 그 다음, 수지 상의 포스포로티오에이트 다이머를 25% NH₃ (1 mL)로 12시간 동안 55℃에서 처리하여 키랄 보조물 및 뉴클레오베이스의 보호 그룹을 제거하고, 또한 다이머를 수지로부터 방출시켰다. 수지를 여과로 제거하고, 물로 세정했다. 여과물을 농축 건조했다. 잔류물을 H₂O (2 mL)에서 용해시키고, Et₂O (3×2 mL)로 세정하고, 조합된 세정물을 H₂O (2 mL)로 역추출했다. 조합된 수성층을 농축 건조했다. 수득한 조 생성물을 0.1 M 암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 7.0) 중 0-20% MeOH의 선형 구배로 역상 UPLC^®로 15분 동안 55℃에서 0.4 ml/min의 속도에서 분석했다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. (S _P )-5tt의 수율은 97% (R_P:S_P = 2:98)였다. 체류시간: 13.4분 ((R _P )-5tt: 12.3분). 일반 반응식은 반응식 18에 나타나 있다. UPLC 프로파일은 도 5a에 나타나 있다. (S _P )-5tt의 또 다른 합성에서, BTC (20 μmol)을 Ph₃PCl₂ (62.5 μmol) 대신에 사용했다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. (S _P )-5tt의 수율은 95% 수율 (R_P:S_P = 3:97)였다. 체류시간: 13.5분 ((R _P )-5tt: 12.4분). UPLC 프로파일은 도 5b에 나타나 있다.

반응식 18: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머의 일반적인 고상 합성

실시예 79: 포스포로티오에이트 다이머, (S_P)-암모늄 티미딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S_P)-5tt]의 고상 합성.

석시닐 링커를 통한 N³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘 적재된 HCP 수지 (16.4 mg; 30.5 μmol/g, 0.5 μmol)을 3% DCA / DCM (3×1 mL)로 처리하고, 그 다음, DCM (3×1 mL) 및 건조 MeCN (3×1 mL)로 세정했다. 수지를 감압 하에서 (>5분) 건조한 후, 예비활성된 모노머 용액 (200 μL, 25 μmol; 이는 8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘-3'-일 포스포네이트 (25 μmol, H-포스포네이트 모노에스테르에 대해), MeCN-CMP (9:1, v/v, 용매에 대해), Ph₃PCl₂ (62.5 μmol, 축합 시약에 대해), 및 L-2 (30 μmol, 아미노알콜에 대해)로 구성된다)을 첨가하고, 그 다음 5 M CMPT / MeCN (50 μL, 250 μmol, 활성 시약에 대해)을 첨가했다. 10분 동안 교반하고, 반응 용액을 제거하고, 수지를 MeCN (3×1 mL)로 세정하고, 감압 하에서 (>5분) 건조했다. 수지 상의 수득한 중간체를 0.3 M DTD / MeCN (500 μL, 150 μmol)에 의한 처리로 5분 동안 황화시키고, 그 다음, 수지를 MeCN (3×1 mL) 및 DCM (3×1 mL)로 세정했다. 5'-O-DMTr 그룹을 3% DCA / DCM (3×1 mL)에 의한 처리로 제거하고, DCM (3×1 mL)로 세정했다. 그 다음, 수지 상의 포스포로티오에이트 다이머를 25% NH₃ (1 mL)로 12시간 동안 55℃에서 처리하여 키랄 보조물 및 뉴클레오베이스의 보호 그룹을 제거하고, 또한 다이머를 수지로부터 방출시켰다. 수지를 여과로 제거하고, 물로 세정했다. 여과물을 농축 건조했다. 잔류물을 H₂O (2 mL)에서 용해시키고, Et₂O (3×2 mL)로 세정하고, 조합된 세정물을 H₂O (2 mL)로 역추출했다. 조합된 수성층을 농축 건조했다. 수득한 조 생성물을 역상 UPLC^®로 0.1 M 암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 7.0) 중 0-20% MeOH의 선형 구배로 15분 동안 55℃에서 0.4 ml/min의 속도에서 분석했다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( S _P )-5tt의 수율은 98% 수율 (R _P:S _P = 1:99)였다. 체류시간: 13.5분 (( R _P )-5tt: 12.4분). UPLC 프로파일은 도 6a에 나타나 있다. 이 화합물을, 또한 기재된 유가한 방법으로 "BTC (16 μmol) 및 L-2 (26 μmol)"를 "Ph₃PCl₂ (62.5 μmol) 및 L-2 (30 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( S _P )-5tt의 수율은 95% 수율 (R _P:S _P = 1:99)였다. 체류시간: 13.5분 (( R _P )-5 tt: 12.4분). UPLC 프로파일은 도 6b에 나타나 있다.

실시예 80: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (R _P)-암모늄 티미딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-5tt]의 고상 합성.

이 화합물을, "실시예 78"과 유사한 방식으로 "D-2 (30 μmol)"을 "L-2 (30 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( R _P )-5tt의 수율은 98% (R _P:S _P = 97:3)였다. 체류시간: 12.2분 (( S _P )-5tt: 13.5분). UPLC 프로파일은 도 7a에 나타나 있다. ( R _P )-5tt의 다른 합성에서, BTC (20 μmol)을 Ph₃PCl₂ (62.5 μmol) 대신에 사용했다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( R _P )-5tt의 수율은 97% (R _P:S _P = 95:5)였다. 체류시간: 12.3분 (( S _P )-5tt: 13.6분). UPLC 프로파일은 도 7b에 나타나 있다.

실시예 81: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (R _P)-암모늄 티미딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-5tt]의 고상 합성.

이 화합물을, "실시예 79"와 유사한 방식으로 "D-2 (30 μmol)"을 "L-2 (30 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( R _P )-5tt의 수율은 98% (R _P:S _P = 98:2)였다. 체류시간: 12.3분 (( S _P )-5tt: 13.6분). UPLC 프로파일은 도 8에 나타나 있다.

실시예 82: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (S _P)-암모늄 2'-데옥시시티딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5ct]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 78과 유사한 방식으로 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 4-N-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)-2'-데옥시시티딘-3'-일 포스포네이트 (25 μmol)을 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘-3'-일 포스포네이트 (25 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( S _P )-5ct의 수율은 98% 수율 (R _P:S _P = 3:97)였다. 체류시간: 9.7분 (( R _P )-5ct: 8.7분). UPLC 프로파일은 도 9a에 나타나 있다. 이 화합물을, 또한 기재된 바와 같이 "BTC (16 μmol) 및 L-2 (26 μmol)을 "Ph₃PCl₂ (62.5 μmol) 및 L-2 (30 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( S _P )-5ct의 수율은 94% (R _P:S _P = 3:97)였다. 체류시간: 9.7분 (( R _P )-5ct: 8.7분). UPLC 프로파일은 도 9b에 나타나 있다.

실시예 83: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (R _P)-암모늄 2'-데옥시시티딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-5ct]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 82, 도 9a의 실험과 유사한 방식으로 "D-2 (30 μmol)을 "L-2 (30 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( R _P )-5ct의 수율은 98% (R _P:S _P = 97:3)였다. 체류시간: 8.6분 (( S _P )-5ct: 9.7분). UPLC 프로파일은 도 10a에 나타나 있다. 이 화합물을, 또한 실시예 82, 도 9b와 유사한 방식으로 "D-2 (30 μmol)을 "L-2 (30 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. ( R _P )-5ct의 수율은 87% (R _P:S _P = 98:2)였다. 체류시간: 8.6분 (( S _P )-5 ct: 9.8분). UPLC 프로파일은 도 10b에 나타나 있다.

실시예 84: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (S _P)-암모늄 2'-데옥시아데닌-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5at]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 78과 유사한 방식으로 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 6-N,N-디벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)-2'-데옥시아데닌-3'-일 포스포네이트 (25 μmol)을 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘-3'-일 포스포네이트 (25 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( S _P )-5at의 수율은 96% 수율 (R _P:S _P = 1:99)였다. 체류시간: 14.0분 (( R _P )-5at: 12.6분). UPLC 프로파일은 도 11에 나타나 있다.

실시예 85: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (R _P)-암모늄 2'-데옥시아데닌-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-5at]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 83과 유사한 방식으로 "D-2 (30 μmol)을 "L-2 (30 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( R _P )-5at의 수율은 96% (R _P:S _P = 96:4)였다. 체류시간: 12.5분 (( S _P )-5 at: 14.1분). UPLC 프로파일은 도 12에 나타나 있다.

실시예 86: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (S _P)-암모늄 2'-데옥시구아닌-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5gt]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 78과 유사한 방식으로 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 O ⁶-시아노에틸-2-N-페녹시아세틸-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)-2'-데옥시구아닌-3'-일 포스포네이트 (25 μmol)을 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘-3'-일 포스포네이트 (25 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료의 생성물과 동일했다. ( S _P )-5gt의 수율은 96% (R _P:S _P = 2:98)였다. 체류시간: 11.5분 (( R _P )-5gt: 10.3분). UPLC 프로파일은 도 13에 나타나 있다.

실시예 87: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (R _P)-암모늄 2'-데옥시구아닌-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-5gt]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 86과 유사한 방식으로 "D-2 (30 μmol)을 "L-2 (30 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료의 생성물과 동일했다. ( R _P )-5gt의 수율은 96% (R _P:S _P = 97:3)였다. 체류시간: 10.3분 (( S _P )-5 gt: 11.6분). UPLC 프로파일은 도 14에 나타나 있다.

실시예 88: 경로 B를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (S _P)-암모늄 티미딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5tt]의 고상 합성.

석시닐 링커를 통한 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘 적재된 HCP 수지 (16.4 mg; 30.5 μmol/g, 0.5 μmol)을 t5'-O-DMTr 그룹의 제거를 위해1% TFA / DCM (3×1 mL)로 처리하고, DCM (3×1 mL) 및 건조 MeCN (3×1 mL)로 세정하고, 진공에서 건조했다. 예비활성된 모노머 용액 (200 μL, 50 μmol; 이는 8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘-3'-일 포스포네이트 (50 μmol, H-포스포네이트 모노에스테르에 대해), MeCN-CMP (9:1, v/v, 용매에 대해), Ph₃PCl₂ (125 μmol, 축합 시약에 대해), 및 L-6 (52 μmol, 아미노알콜에 대해)로 구성된다)을 첨가하고, 그 다음 5 M CMPT / MeCN (50 μL, 250 μmol)을 첨가했다. 2분 동안 교반한 후, 반응 용액을 제거하고, 수지를 MeCN (3×1 mL) 및 DCM (3×1 mL)로 세정하고, 감압 하에서 (>5분) 건조했다. 5'-O-DMTr 그룹 및 키랄 보조물을 DCM (3×1 mL) 중 1% TFA에 의한 처리로 동시에 제거하고, DCM (3×1 mL) 및 건조 MeCN (3×1 mL)로 세정하고, 진공에서 건조했다. 수지 상의 수득한 중간체를, 0.2 M 뷰케이지 시약 / MeCN (200 μL, 40 μmol) 및 BSA (25 μL, 100 μmol)의 용액 혼합물로 20분 동안 처리하여 황화시키고, 그 다음, 수지를 MeCN (3×1 mL)로 세정했다. 그 다음, 수지 상의 포스포로티오에이트 다이머를 25% NH₃ - EtOH (2 mL, 4:1, v/v)로 12시간 동안 실온에서 처리하여 뉴클레오베이스의 보호 그룹을 제거하고, 또한 다이머를 수지로부터 방출시켰다. 수지를 여과로 제거하고, 물로 세정했다. 여과물을 농축 건조했다. 잔류물을 H₂O (2 mL)에서 용해시키고, Et₂O (3×2 mL)로 세정하고, 조합된 세정물을 H₂O (2 mL)로 역추출했다. 조합된 수성층을 농축 건조했다. 수득한 조 생성물을, 역상 UPLC^®로 0.1 M 암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 7.0) 중 0-20% MeOH의 선형 구배로 15분 동안 55℃에서 0.4 ml/min의 속도에서 분석했다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( S _P )-5tt의 수율은 96% (R _P:S _P = 4:96)였다. 체류시간: 13.5분 (( R _P )-5tt: 12.4분). UPLC 프로파일은 도 15a에 나타나 있다.

대안적인 합성에서, 이 화합물을, 또한 기재된 유사한 방식으로 "BTC (32 μmol)을 "Ph₃PCl₂ (125 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( S _P )-5tt의 수율은 96% (R _P:S _P = 5:95)였다. 체류시간: 13.4분 (( R _P )-5tt: 12.3분). UPLC 프로파일은 도 15b에 나타나 있다.

실시예 89: 경로 B를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (S _P)-암모늄 티미딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5tt]의 고상 합성.

또 다른 대안적인 합성에서, [(S _P)-5tt]을, 도 15a 실시예 88과 유사한 방식으로 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘-3'-일 포스포네이트 (25 μmol), BTC (16 μmol), 및 L-6 (26 μmol))을 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘-3'-일 포스포네이트 (50 μmol), Ph₃PCl₂ (125 μmol), 및 L-6 (52 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 일반 반응식은 반응식 19에 나타나 있다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( S _P )-5tt의 수율은 93% (R _P:S _P = 6:94)였다. 체류시간: 13.5분 (( R _P )-5tt: 12.4분). UPLC 프로파일은 도 16a에 나타나 있다. 이 화합물을, 기재된 유사한 방식으로 "0.2 M DTD / MeCN (200 μL, 80 μmol)을 "0.2 M 뷰케이지 시약 / MeCN (200 μL, 40 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( S _P )-5tt의 수율은 95% (R _P:S _P = 6:94)였다. 체류시간: 13.5분 (( R _P )-5tt: 12.4분). UPLC 프로파일은 도 16b에 나타나 있다.

반응식 19

실시예 90: 경로 B를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (R _P)-암모늄 티미딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-5tt]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 88, 도 15a의 방법과 유사한 방식으로 "D-6 (52 μmol)을 "L-6 (52 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( R _P )-5tt의 수율은 95% (R _P:S _P = 97:3)였다. 체류시간: 12.3분 ((S _P)-5tt: 13.6분). UPLC 프로파일은 도 17a에 나타나 있다.

이 화합물을, 실시예 88, 도 15b의 방법와 유사한 방식으로 "L-6 (52 μmol)" 대신에 "D-6 (52 μmol)을 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( R _P )-5tt의 수율은 94% (R _P:S _P = 97:3)였다. 체류시간: 12.3분 (( S _P )-5tt: 13.6분). UPLC 프로파일은 도 17b에 나타나 있다.

실시예 91: 경로 B를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (S _P)-암모늄 2'-데옥시시티딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5ct]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 88과 유사한 방식으로 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 4-N-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)-2'-데옥시시티딘-3'-일 포스포네이트 (50 μmol)을 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘-3'-일 포스포네이트 (50 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( S _P )-5ct의 수율은 95% (R _P:S _P = 4:96)였다. 체류시간: 9.7분 (( R _P )-5ct: 8.7분). UPLC 프로파일은 도 18에 나타나 있다.

실시예 92: 경로 B를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (R _P)-암모늄 2'-데옥시시티딘-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-5ct]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 91과 유사한 방식으로 "D-6 (52 μmol)을 "L-6 (52 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( R _P )-5ct의 수율은 96% (R _P:S _P = 97:3)였다. 체류시간: 8.6분 (( S _P )-5 ct: 9.8분). UPLC 프로파일은 도 19에 나타나 있다.

실시예 93: 경로 B를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (S _P)-암모늄 2'-데옥시아데닌-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5at]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 88과 유사한 방식으로 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 6-N,N-디벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)-2'-데옥시아데닌-3'-일 포스포네이트 (50 μmol)을 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘-3'-일 포스포네이트 (50 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( S _P )-5at의 수율은 95% 수율, R _P:S _P = 5:95. 체류시간: 14.0분 (( R _P )-5at: 12.5분). UPLC 프로파일은 도 20a에 나타나 있다.

이 화합물을, 또한 도 20a 에 대해 본 실시예에 기재된 방법과 유사한 방식으로 "BTC (32 μmol)을 "Ph₃PCl₂ (125 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( S _P )-5at의 수율은 94% (R _P:S _P = 5:95)였다. 체류시간: 13.9분 (( R _P )-5at: 12.5분). UPLC 프로파일은 도 20b에 나타나 있다.

실시예 94: 경로 B를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (S _P)-암모늄 2'-데옥시아데닌-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5at]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 88과 유사한 방식으로 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 6-N-((디메틸아미노)메틸렌)-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)-2'-데옥시아데닌-3'-일 포스포네이트 (50 μmol)을 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘-3'-일 포스포네이트 (50 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( S _P )-5at의 수율은 91% 수율였고, R _P:S _P = 5:95. 체류시간: 13.9분 (( R _P )-5at: 12.5분). UPLC 프로파일은 도 21에 나타나 있다.

실시예 95: 경로 B를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (R _P)-암모늄 2'-데옥시아데닌-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-5at]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 93, 도 20a에 대한 방법과 유사한 방식으로 "D-6 (52 μmol)을 "L-6 (52 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( R _P )-5at의 수율은 96% 수율였고, R _P:S _P = 97:3. 체류시간: 12.5분 (( S _P )-5at: 14.0분). UPLC 프로파일은 도 22a에 나타나 있다.

이 화합물을, 실시예 93, 도 20b에 대한 방법과 유사한 방식으로 "D-6 (52 μmol)을 "L-6 (52 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( R _P )-5at의 수율은 94% (R _P:S _P = 95:5)였다. 체류시간: 12.4분 (( R _P )-5at: 14.0분). UPLC 프로파일은 도 22b에 나타나 있다.

실시예 96: 경로 B를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (S _P)-암모늄 2'-데옥시구아닌-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-5gt]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 88과 유사한 방식으로 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 O ⁶-시아노에틸-2-N-페녹시아세틸-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)-2'-데옥시구아닌-3'-일 포스포네이트 (50 μmol)을 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘-3'-일 포스포네이트 (50 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( S _P )-5gt의 수율은 95% (R _P:S _P = 6:94)였다. 체류시간: 11.5분 (( R _P )-5gt: 10.3분). UPLC 프로파일은 도 23에 나타나 있다.

실시예 97: 경로 B를 통한 포스포로티오에이트 다이머, (R _P)-암모늄 2'-데옥시구아닌-3'-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-5gt]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 96과 유사한 방식으로 "D-2 (52 μmol)을 "L-2 (52 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( R _P )-5gt의 수율은 95% (R _P:S _P = 94:6)였다. 체류시간: 10.3분 (( S _P )-5gt: 11.6분). UPLC 프로파일은 도 24에 나타나 있다.

실시예 98: 경로 B를 통한 보라노포스페이트 다이머, (S_P)-암모늄 티미딘-3'-일 티미딘-5'-일 보라노포스페이트 [(S_P)-7tt]의 고상 합성.

석시닐 링커를 통한 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘 적재된 HCP 수지 (16.4 mg; 30.5 μmol/g, 0.5 μmol)을 t5'-O-DMTr 그룹의 제거를 위해1% TFA / DCM (3×1 mL)로 처리하고, DCM (3×1 mL) 및 건조 MeCN (3×1 mL)로 세정하고, 진공에서 건조했다. 예비활성된 모노머 용액 (200 μL, 50 μmol; 이는 8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘-3'-일 포스포네이트 (50 μmol, H-포스포네이트 모노에스테르에 대해), MeCN-CMP (9:1, v/v, 용매에 대해), BTC (32 μmol, 축합 시약에 대해), 및 D-6 (52 μmol, 아미노알콜에 대해)로 구성된다)을 첨가하고, 그 다음 5 M CMPT / MeCN (50 μL, 250 μmol)을 첨가했다. 2분 동안 교반한 후, 반응 용액을 제거하고, 수지를 MeCN (3×1 mL) 및 DCM (3×1 mL)로 세정하고, 감압 하에서 (>5분) 건조했다. 5'-O-DMTr 그룹 및 키랄 보조물을 DCM (3×1 mL) 중 1% TFA에 의한 처리로 동시에 제거하고, 수지를 DCM (3×1 mL) 및 건조 MeCN (3×1 mL)로 세정하고, 진공에서 건조했다. 수지 상의 수득한 중간체를 BH₃·SMe₂-BSA-DMAc (1 mL, 1:1:8, v/v/v)의 혼합물로 15분 동안 처리하여 붕소화시키고, 그 다음, 수지를 DMAc (3×1 mL), MeCN (3×1 mL), 및 MeOH (3×1 mL)로 세정했다. 그 다음, 수지상 보라노포스페이트 다이머를 2 M NH₃ / EtOH (2 mL)로 12시간 동안 실온에서 처리하여 뉴클레오베이스의 보호 그룹을 제거하고, 또한 다이머를 수지로부터 방출시켰다. 수지를 여과로 제거하고, MeOH로 세정했다. 여과물을 농축 건조했다. 잔류물을 H₂O (2 mL)에서 용해시키고, Et₂O (3×2 mL)로 세정하고, 조합된 세정물을 H₂O (2 mL)로 역추출했다. 조합된 수성층을 농축 건조했다. 수득한 조 생성물을 역상 UPLC^®로 0.1 M 암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 7.0) 중 0-15% MeCN의 선형 구배로 15분 동안 60℃에서 0.5 ml/min의 속도에서 분석했다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( S _P )-7tt의 수율을, 천연 TT 다이머 (16800)에 대한 적당한 값의 몰 흡광계수로 UV 흡광도 측정으로 260 nm에서 측정했다. ( S _P )-7tt의 수율은 89% (R _P:S _P = 4:96)였다. 체류시간: 9.6분 (( R _P )-7 tt: 9.8분). UPLC 프로파일은 도 25에 나타나 있다.

실시예 99: 경로 B를 통한 보라노포스페이트 다이머, (R _P)-암모늄 티미딘-3'-일 티미딘-5'-일 보라노포스페이트 [(R _P)-7tt]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 98과 유사한 방식으로 "L-2 (52 μmol)을 "D-2 (52 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( R _P )-7tt의 수율을 천연 TT 다이머 (16800)에 대한 적당한 값의 몰 흡광계수로 UV 흡광도 측정으로 260 nm에서 측정했다. ( R _P )-7tt의 수율은 90% 수율였고, R _P:S _P = 95:5. 체류시간: 9.8분 (( S _P )-7tt: 9.7분). UPLC 프로파일은 도 26에 나타나 있다.

실시예 100: 경로 B를 통한 N-[(2-디메틸아미노)에틸]포스포르아미데이트 다이머, (S_P)-티미딘-3'-일 티미딘-5'-일 N-[(2-디메틸아미노)에틸]포스포르아미데이트 [(S_P)-8tt]의 고상 합성.

석시닐 링커를 통한 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘 적재된 HCP 수지 (16.4 mg; 30.5 μmol/g, 0.5 μmol)을 t5'-O-DMTr 그룹의 제거를 위해1% TFA / DCM (3×1 mL)로 처리하고, DCM (3×1 mL) 및 건조 MeCN (3×1 mL)로 세정하고, 진공에서 건조했다. 예비활성된 모노머 용액 (200 μL, 50 μmol; 이는 8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘-3'-일 포스포네이트 (50 μmol, H-포스포네이트 모노에스테르에 대해), MeCN-CMP (9:1, v/v, 용매에 대해), BTC (32 μmol, 축합 시약에 대해), 및 L-6 (52 μmol, 아미노알콜에 대해)로 구성된다)을 첨가하고, 그 다음 5 M CMPT / MeCN (50 μL, 250 μmol)을 첨가했다. 2분 동안 교반한 후, 반응 용액을 제거하고, 수지를 MeCN (3×1 mL) 및 DCM (3×1 mL)로 세정하고, 감압 하에서 (>5분) 건조했다. 5'-O-DMTr 그룹 및 키랄 보조물을 DCM (3×1 mL) 중 1% TFA에 의한 처리로 동시에 제거하고, 수지를 DCM (3×1 mL) 및 건조 MeCN (3×1 mL)로 세정하고, 진공에서 건조했다. 수지상 수득한 중간체를 CCl₄-Me₂N(CH₂)₂NH₂ (1 mL, 1:9, v/v)의 혼합물에 의한 처리로 30분 동안 아미드화하고, 그 다음, 수지를 DCM (3×1 mL)로 세정했다. 그 다음, 수지상 포스포르아미데이트 다이머를 2 M NH₃ / EtOH (2 mL)로 12시간 동안 실온에서 처리하여 뉴클레오베이스의 보호 그룹을 제거하고, 또한 다이머를 수지로부터 방출시켰다. 수지를 여과로 제거하고, MeOH로 세정했다. 여과물을 농축 건조했다. 잔류물을 H₂O (2 mL)에서 용해시키고, Et₂O (3×2 mL)로 세정하고, 조합된 세정물을 H₂O (2 mL)로 역추출했다. 조합된 수성층을 농축 건조했다. 수득한 조 생성물을 역상 UPLC^®로 0.1 M 암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 7.0) 중 0-20% MeOH의 선형 구배로 15분 동안 55℃에서 0.4 ml/min의 속도에서 분속했다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( S _P )-8tt의 수율을, 천연 TT 다이머 (16800)에 대한 적당한 값의 몰 흡광계수로 UV 흡광도 측정으로 260 nm에서 측정했다. ( S _P )-8tt의 수율은 90% (R _P:S _P = 6:94)였다. 체류시간: 10.3분 (( R _P )-8tt: 9.6분). UPLC 프로파일은 도 27에 나타나 있다.

실시예 101: 경로 B를 통한 N-[(2-디메틸아미노)에틸]포스포르아미데이트 다이머, (R _P)-티미딘-3'-일 티미딘-5'-일 N-[(2-디메틸아미노)에틸]포스포르아미데이트 [(R _P)-8tt]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 100과 유사한 방식으로 "D-2 (52 μmol)을 "L-2 (52 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물은 종래의 H-포스포네이트 방법으로 합성한 대조군 시료와 동일했다. ( R _P )-8tt의 수율을 천연 TT 다이머 (16800)에 대한 적당한 값의 몰 흡광계수로 UV 흡광도 측정으로 260 nm에서 측정했다. ( R _P )-8tt의 수율은 86% 수율였고, R _P:S _P = 96:4. 체류시간: 9.6분 (( S _P )-8tt: 10.3분). UPLC 프로파일은 도 28에 나타나 있다.

실시예 102: 경로 A 를 통한 포스포로티오에이트 테트라머, All-(S _P)-[T_PS]₃T (포스포로티오에이트)의 고상 합성.

석시닐 링커를 통한 5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘 적재된 HCP 수지 (0.5 μmol)을 합성을 위해 사용했다. 표 3에서 단계를 반복하여 사슬 신장을 수행했다. 사슬 신장 후, 5'-O-DMTr 그룹을 3% DCA / DCM (3×1 mL)에 의한 처리로 제거하고, DCM (3×1 mL)로 세정했다. 그 다음, 수지상 포스포로티오에이트 테트라머를 25% NH₃로 12시간 동안 55℃에서 처리하여 키랄 보조물 및 뉴클레오베이스의 보호 그룹을 제거하고, 또한 테트라머를 수지로부터 방출했다. 수지를 여과로 제거하고, 물로 세정했다. 여과물을 농축 건조했다. 잔류물을 H₂O (2 mL)에서 용해시키고, Et₂O (3×2 mL)로 세정하고, 조합된 세정물을 H₂O (2 mL)로 역추출했다. 조합된 수성층을 농축 건조했다. 수득한 조 생성물을, 역상 UPLC^®로 0.1 M 암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 7.0) 중 0-30% MeOH의 선형 구배로 30분 동안 55℃에서 0.4 ml/min의 속도에서 분석했다. 생성물은 종래의 포스포르아미다이트 방법에 의해 합성된 대조군 시료의 생성물과 동일했다. 생성물의 수율을, UV 흡광도 측정으로 260 nm에서 천연 T₄ 테트라머 (33000)에 대한 적당한 값의 몰 흡광계수로 측정했다. 평균 커플링 수율은 96%, 광학 순도의 수율은 96% (평균: 99%)였다. 체류시간: 23.0분; MS (MALDI TOF-MS) m/z, C₄₀H₅₂N₈O₂₃P₃S₃ [M-H]^- 에 대한 계산치1201.15, 실측치 1200.97. UPLC 프로파일은 도 29에 나타나 있다.

8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘-3'-일 포스포네이트 (25 μmol)을 건조 피리딘 및 건조 톨루엔과 함께 반복된 동시증발로 건조시키고, 그 다음, 건조 MeCN-CMP (9:1, v/v)에서 용해시켰다. 용액에, Ph₃PCl₂ (62.5 μmol)을 첨가하고, 10분 동안 교반했다. 그 다음, L-2 (30 μmol; "S _P" 용액에 대한 D-2 )을 첨가하고, 추가 10분 동안 교반하여 예비활성된 모노머 용액을 얻었다.

실시예 103: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 테트라머, (S_P, R_P, S_P)-[T_PS]₃T (포스포로티오에이트)의 고상 합성

이 화합물을, 실시예 102에서 All-(S _P)-[T_PS]₃T와 유사한 방식으로 얻었다. 생성물의 수율을 UV 흡광도 측정으로 260 nm에서 천연 T₄ 테트라머 (33000)에 대한 적당한 값의 몰 흡광계수로 측정했다. 생성물은 종래의 포스포르아미다이트 방법에 의해 합성된 대조군 시료의 생성물과 동일했다. 평균 커플링 수율은 96%, 광학 순도는 94% (평균: 98%)였다. 체류시간: 22.3분; MS (MALDI TOF-MS) m/z, C₄₀H₅₂N₈O₂₃P₃S₃ [M-H]^- 에 대한 계산치 1201.15, 실측치 1200.97. UPLC 프로파일은 도 30에 나타나 있다.

실시예 104: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 테트라머, (R_P, S_P, R_P)-[T_PS]₃T (포스포로티오에이트)의 고상 합성

이 화합물을, 실시예 102에서 All-(S _P)-[T_PS]₃T와 유사한 방식으로 얻었다. 생성물의 수율을 UV 흡광도 측정으로 260 nm에서 천연 T₄ 테트라머 (33000)에 대한 적당한 값의 몰 흡광계수로 측정했다. 생성물은 종래의 포스포르아미다이트 방법에 의해 합성된 대조군 시료의 생성물과 동일했다. 평균 커플링 수율은 97%, 광학 순도는 96% (평균: 99%)였다. 체류시간: 21.7분; MS (MALDI TOF-MS) m/z, C₄₀H₅₂N₈O₂₃P₃S₃ [M-H]^- 에 대한 계산치 1201.15, 실측치 1200.96. UPLC 프로파일은 도 31에 나타나 있다.

실시예 105: 경로 A를 통한 포스포로티오에이트 테트라머, All-(R_P)-[T_PS]₃T (포스포로티오에이트)의 고상 합성.

이 화합물을, All-(S _P)-[T_PS]₃T와 유사한 방식으로 얻었다. 생성물의 수율을 UV 흡광도 측정으로 260 nm에서 천연 T₄ 테트라머 (33000)에 대한 적당한 값의 몰 흡광계수로 측정했다. 생성물은 종래의 포스포르아미다이트 방법에 의해 합성된 대조군 시료의 생성물과 동일했다. 평균 커플링 수율은 95%, 광학 순도는 92% (평균: 97%)였다. 체류시간: 19.1분; MS (MALDI TOF-MS) m/z, C₄₀H₅₂N₈O₂₃P₃S₃ [M-H]^- 에 대한 계산치 1201.15, 실측치 1200.92. UPLC 프로파일은 도 32에 나타나 있다.

실시예 106: 경로 A를 통한 RNA 포스포로티오에이트 테트라머, (S _P)-암모늄 2'-O-메틸우리딘-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-9u_Mu]의 고상 합성.

석시닐 링커를 통한 2'-O-아세틸-N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)우리딘 적재된 CPG 수지 (21.4 mg; 23.4 μmol/g, 0.5 μmol)을 3% DCA / DCM (3×1 mL)로 처리하고, 그 다음, DCM (3×1 mL) 및 건조 MeCN (3×1 mL)로 세정했다. 수지를 감압 하에서 (>5분) 건조한 후, 예비활성된 모노머 용액 (250 μL, 25 μmol; 이는 8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)-2'-O-메틸우리딘-3'-일 포스포네이트 (25 μmol, H-포스포네이트 모노에스테르에 대해), MeCN-피리딘 (9:1, v/v, 용매에 대해), Ph₃PCl₂ (62.5 μmol, 축합 시약에 대해), 및 L-2 (30 μmol, 아미노알콜에 대해)로 구성된다)을 첨가한다. 5분 동안 교반하고, 반응 용액을 제거하고, 수지를 MeCN (3×1 mL)로 세정하고, 감압 하에서 (>5분) 건조했다. 수득한 중간체를 0.3 M DTD / MeCN (500 μL, 150 μmol)에 의한 처리로 5분 동안 황화시키고, 그 다음, MeCN (3×1 mL) 및 DCM (3×1 mL)로 세정했다. 5'-O-DMTr 그룹을 3% DCA / DCM (3×1 mL)에 의한 처리로 제거하고, DCM (3×1 mL)로 세정했다. 그 다음, 수지 상의 포스포로티오에이트 다이머를 25% NH₃ (1 mL)로 12시간 동안 55℃에서 처리하여 키랄 보조물 및 뉴클레오베이스의 보호 그룹을 제거하고, 또한 다이머를 수지로부터 방출시켰다. 수지를 여과로 제거하고, 물로 세정했다. 여과물을 농축 건조했다. 잔류물을 H₂O (2 mL)에서 용해시키고, Et₂O (3×2 mL)로 세정하고, 조합된 세정물을 H₂O (2 mL)로 역추출했다. 조합된 수성층을 농축 건조했다. 수득한 조 생성물을 역상 UPLC^®로 0.1 M 암모늄 아세테이트 버퍼 (pH 7.0) 중 0-20% MeOH의 선형 구배로 15분 동안 55℃에서 0.4 ml/min의 속도에서 분석했다. ( S _P )-9u _M u의 수율은 95% (R _P:S _P = 2:98)였다. 체류시간: 10.2분 (( R _P )-9u _M u: 9.3분); MS (MALDI TOF-MS) m/z, C₁₉H₂₄N₄O₁₃PS [M-H]^- 에 대한 계산치 579.08, 실측치 578.92. UPLC 프로파일은 도 33에 나타나 있다.

실시예 107: 경로 A를 통한 RNA 포스포로티오에이트 테트라머, (R _P)-암모늄 2'-O-메틸우리딘-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-9u_Mu]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 106과 유사한 방식으로 "D-2 (30 μmol)을 "L-2 (30 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. ( R _P )-9u _M u의 수율은 94% (R _P:S _P = 95:5)였다. 체류시간: 9.3분 (( S _P )-9u _M u: 10.3분); MS (MALDI TOF-MS) m/z, C₁₉H₂₄N₄O₁₃PS [M-H]^- 에 대한 계산치 579.08, 실측치 578.97. UPLC 프로파일은 도 34에 나타나 있다.

실시예 108: 경로 A를 통한 RNA 포스포로티오에이트 테트라머, (S _P)-암모늄 2'-데옥시-2'-플루오로우리딘-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S _P)-10u_Fu]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 106과 유사한 방식으로 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)-2'-데옥시-2'-플루오로우리딘-3'-일 포스포네이트 (25 μmol)을 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)-2'-O-메틸우리딘-3'-일 포스포네이트 (25 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. ( S _P )-10u _F u의 수율은 93% (R _P:S _P = 1:99)였다. 체류시간: 10.6분 (( R _P )-10u _F u: 8.5분); MS (MALDI TOF-MS) m/z, C₁₈H₂₁FN₄O₁₂PS [M-H]^- 에 대한 계산치 567.06, 실측치 566.96. UPLC 프로파일은 도 35에 나타나 있다.

실시예 109: 경로 A를 통한 RNA 포스포로티오에이트 테트라머, (R _P)-암모늄 2'-데옥시-2'-플루오로우리딘-3'-일 우리딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-10u_Fu]의 고상 합성.

이 화합물을, 실시예 108과 유사한 방식으로 "D-2 (30 μmol)을 "L-2 (30 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. ( R _P )-10u _F u의 수율은 92% 수율였고, R _P:S _P = 96:4. 체류시간: 8.4분 (( S _P )-10u _F u: 10.7분); MS (MALDI TOF-MS) m/z, C₁₈H₂₁FN₄O₁₂PS [M-H]^- 에 대한 계산치567.06, 실측치 566.97. UPLC 프로파일은 도 36에 나타나 있다.

실시예 110: 경로 A를 통한 비천연 뉴클레오베이스 (S_P)-암모늄 1-(3-니트로피롤-1-일)-2-데옥시리보푸라노스-3-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(S_P)-11nt] 용액상 합성.

이 화합물을, 실시예 78과 유사한 방식으로 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 5-O-(4,4'-디메톡시트리틸)-1-(3-니트로피롤-1-일)-2-데옥시리보푸라노스-3-일 포스포네이트 (25 μmol)을 "8-디아자바이시클로[5.4.0]운덱-7-에늄 N ³-벤조일-5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)티미딘-3'-일 포스포네이트 (25 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물의 수율을 UV 흡광도 측정으로 260 nm에서 천연 CT 다이머 (15200)에 대한 적당한 값의 몰 흡광계수로 측정했다. ( S _P )-11nt의 수율은 98% 수율였다. 체류시간: 16.3분. ( R _P )-11nt는 분해될 수 없었다; MS (MALDI TOF-MS) m/z, C₁₉H₂₄N₄O₁₁PS [M-H]^- 에 대한 계산치 547.09, 실측치 547.02. UPLC 프로파일은 도 37에 나타나 있다.

실시예 111: 경로 A를 통한 비천연 뉴클레오베이스 (R _P)-암모늄 1-(3-니트로피롤-1-일)-2-데옥시리보푸라노스-3-일 티미딘-5'-일 포스포로티오에이트 [(R _P)-11nt]의 용액상 합성

이 화합물을, 실시예 110과 유사한 방식으로 "D-2 (30 μmol)을 "L-2 (30 μmol)" 대신에 사용하여 얻었다. 생성물의 수율을 UV 흡광도 측정으로 260 nm에서 천연 CT 다이머 (15200)에 대한 적당한 값의 몰 흡광계수로 측정했다. ( R _P )-11nt의 수율은 97% 수율였다. 체류시간: 16.1분. ( S _P )-11nt는 분해될 수 없었다; MS (MALDI TOF-MS) m/z, C₁₉H₂₄N₄O₁₁PS [M-H]^-에 대한 계산치 547.09, 실측치 547.01. UPLC 프로파일은 도 38에 나타나 있다.

본 발명의 바람직한 구체예가 본원에 나타나고 설명되었지만, 상기 구체예가 단지 예시로써 제공되었음이 본 기술분야의 숙련자에게 자명할 것이다. 본 발명에 벗어남이 없이 수많은 변형, 변화 및 대체가 본 기술분야의 숙련자에게 일어날 것이다. 본원에 기술된 발명의 구체예에 대한 다양한 대안이 본 발명을 실행하는데 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 하기 청구항은 본 발명의 범주를 정의하는 것으로 의도되며, 이들 청구항 및 이들의 등가물의 범주 내의 방법 및 구조가 이로써 포함되는 것으로 의도된다.

Claims

비키랄(achiral) H-포스포네이트 부분(moiety)을 포함하는 분자를 5'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드와 반응시켜 올리고뉴클레오티드 중간체를 형성하는 단계로서, 올리고뉴클레오티드 중간체를 형성하는 반응 단계에 키랄 시약이 제공되는 것인 단계; 및 상기 올리고뉴클레오티드 중간체를 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 핵산으로 전환하는 단계를 포함하는, 키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 핵산의 합성 방법으로서,
키랄 X-포스포네이트 부분을 포함하는 핵산은 화학식 1의 화합물이고, 비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함하는 분자는 화학식 2의 화합물이며, 키랄 시약은 화학식 3의 화합물이고, 5'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드는 화학식 4의 화합물인 방법:
[화학식 1]

상기 식에서,
R¹은 -OH, -SH, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -P(O)(R^e)₂, -HP(O)(R^e), -OR^a 또는 -SR^c이고;
Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이고;
R^a는 차단 부분이고;
R^c는 차단 기이고;
각 경우의 R^d는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴, 카바메이트, -P(O)(R^e)₂, 또는 -HP(O)(R^e)이고;
각 경우의 R^e는 독립적으로, 수소, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y²-, 알케닐-Y²-, 알키닐-Y²-, 아릴-Y²-, 또는 헤테로아릴-Y²-, 또는 양이온이고, 이 양이온은 Na⁺¹, Li⁺¹, 또는 K⁺¹이고;
Y²는 O, S 또는 NR^d이고, 여기서 R^d는 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴 또는 카바메이트이고;
각 경우의 R²는 독립적으로, 수소, -OH, -SH, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -OR^b, 또는 -SR^c이고, 여기서, R^b는 차단 부분이고;
각 경우의 Ba는 독립적으로, 차단된 또는 차단되지 않은 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민, 우라실 또는 변형된 뉴클레오베이스이고;
각 경우의 X는 독립적으로, 알킬, 알콕시, 아릴, 알킬티오, 아실, -NR^fR^f, 알케닐옥시, 알키닐옥시, 알케닐티오, 알키닐티오, -S^-Z⁺, -Se^-Z⁺, 또는 -BH₃ ^-Z⁺이고;
각 경우의 R^f는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 또는 아릴이고;
Z⁺는 암모늄 이온, 알킬암모늄 이온, 헤테로방향족 이미늄 이온, 또는 헤테로시클릭 이미늄 이온이고, 이의 임의의 것은 1급, 2급, 3급 또는 4급이고, 또는 Z⁺는 1가 금속 이온이고;
R³는 수소, 차단 기, 고형 지지체에 연결된 연결(linking) 부분 또는 핵산에 연결된 연결 부분이고; n은 1 내지 200의 정수이며;
화학식 1의 화합물의 입체 잔기는 임의로 ³¹P NMR 분광법 또는 역상 HPLC로 측정한 바와 같이 부분입체이성질체적으로 98%를 초과하여 순수하며;
[화학식 2]

상기 식에서,
R¹은 -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -P(O)(R^e)₂, -HP(O)(R^e), -OR^a, 또는 -SR^c이고;
Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이고;
R^a는 차단 부분이고;
R^c는 차단 기이고;
각 경우의 R^d는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴, 카바메이트, -P(O)(R^e)₂, 또는 -HP(O)(R^e)이고;
각 경우의 R^e는 독립적으로, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y²-, 알케닐-Y²-, 알키닐-Y²-, 아릴-Y²-, 또는 헤테로아릴-Y²-이고;
Y²는 O, S 또는 NR^d이고, 각 경우의 R^d는 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴 또는 카바메이트이고;
R²는 수소, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -OR^b, 또는 -SR^c이고, 여기서, R^b는 차단 부분이고;
Ba는 차단된 또는 차단되지 않은 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민, 우라실 또는 변형된 뉴클레오베이스이고;
Z⁺는 암모늄 이온, 알킬암모늄 이온, 헤테로방향족 이미늄 이온, 또는 헤테로시클릭 이미늄 이온이고, 이의 임의의 것은 1급, 2급, 3급 또는 4급이고, 또는 1가 금속 이온이며,
[화학식 3]

상기 식에서,
W₁ 및 W₂는 독립적으로, -NG⁵-, -O-, 또는 -S-이고;
G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵는 독립적으로, 수소, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로시클릴, 헤테로아릴, 또는 아릴이거나, 또는 G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 2개는 독립적으로 G⁶이고, G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 4개 이하는 G⁶이며, 2개의 G⁶은 함께 20개 이하의 고리 원자의 포화, 부분 불포화 또는 불포화된 카보시클릭 또는 헤테로원자 함유 고리를 형성하고, 이 고리는 모노시클릭 또는 폴리시클릭, 융합 또는 비융합되고,
[화학식 4]

상기 식에서,
각 경우의 R²는 독립적으로, 수소, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -OR^b, 또는 -SR^c이고, 여기서, R^b는 차단 부분이고;
Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이고;
R^c는 차단 기이고;
각 경우의 R^d는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴, 카바메이트, -P(O)(R^e)₂, 또는 -HP(O)(R^e)이고;
각 경우의 R^e는 독립적으로, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y²-, 알케닐-Y²-, 알키닐-Y²-, 아릴-Y²-, 또는 헤테로아릴-Y²-이고;
Y²는 O, S 또는 NR^d이고, 여기서 각 경우의 Y²에서의 R^d는 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴 또는 카바메이트이고;
각 경우의 Ba는 독립적으로, 차단된 또는 차단되지 않은 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민, 우라실 또는 변형된 뉴클레오베이스이고;
m은 0 내지 n-1의 정수이고;
n은 1 내지 200의 정수이고;
O_A는 트리틸 부분, 실릴 부분, 아세틸 부분, 아실 부분, 아릴 아실 부분, 고형 지지체에 연결된 연결 부분 또는 핵산에 연결된 연결 부분에 연결되고;
J는 O이고, D는 H이거나, 또는 J는 S, Se, 또는 BH₃이고, D는 키랄 리간드 또는 화학식 A의 구조를 갖는 기이고:
[화학식 A]

상기 식에서,
W₁ 및 W₂는 독립적으로, NHG⁵, OH, 또는 SH이고;
A는 수소, 아실, 아릴, 알킬, 아르알킬, 또는 실릴 부분이고;
여기서, G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵는 독립적으로, 수소, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로시클릴, 헤테로아릴, 또는 아릴이거나, 또는 G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 2개는 독립적으로 G⁶이고, G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 4개 이하는 G⁶이고, 2개의 G⁶은 함께 20개 이하의 고리 원자의 포화, 부분 불포화 또는 불포화된 카보시클릭 또는 헤테로원자 함유 고리를 형성하고, 이 고리는 모노시클릭 또는 폴리시클릭, 융합 또는 비융합되며,
올리고뉴클레오티드 중합체는 하기 화학식의 구조를 가지며,

여기서, W₁ 및 W₂는 독립적으로, NHG⁵, OH, 또는 SH이고;

은 CG³G⁴-CG¹G²-이고;
G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵는 독립적으로, 수소, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로시클릴, 헤테로아릴, 또는 아릴이거나, 또는 G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 2개는 독립적으로 G⁶이고, G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 4개 이하는 G⁶이고, 2개의 G⁶은 함께 20개 이하의 고리 원자의 포화, 부분 불포화 또는 불포화된 카보시클릭 또는 헤테로원자 함유 고리를 형성하고, 이 고리는 모노시클릭 또는 폴리시클릭, 융합 또는 비융합되며,
R¹은 -OH, -SH, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -P(O)(R^e)₂, -HP(O)(R^e), -OR^a 또는 -SR^c이고;
Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이고;
R^a는 차단 부분이고;
R^c는 차단 기이고;
각 경우의 R^d는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴, 카바메이트, -P(O)(R^e)₂, 또는 -HP(O)(R^e)이고;
각 경우의 R^e는 독립적으로, 수소, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y²-, 알케닐-Y²-, 알키닐-Y²-, 아릴-Y²-, 또는 헤테로아릴-Y²-이고;
Y²는 O, S 또는 NR^d이고, 여기서 각 경우의 Y²에서의 R^d는 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴 또는 카바메이트이고;
각 경우의 R²는 독립적으로, 수소, -OH, -SH, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -OR^b, 또는 -SR^c이고, 여기서, R^b는 차단 부분이고;
각 경우의 Ba는 독립적으로, 차단된 또는 차단되지 않은 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민, 우라실 또는 변형된 뉴클레오베이스이고;
R³은 수소, 차단기, 고체 지지체에 연결된 연결 부분 또는 핵산에 연결된 연결 부분이다.
제1항에 있어서, 비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함하는 뉴클레오시드, 키랄 시약 및 5'-OH 부분을 포함하는 뉴클레오시드를 반응시켜 올리고뉴클레오티드 중간체를 형성하는 상기 단계는 단일용기내 반응(one-pot reaction)인 방법.
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제1항에 있어서, 비키랄 H-포스포네이트 부분을 포함하는 뉴클레오시드가 활성화되어 키랄 시약과 반응하여 키랄 중간체를 형성하도록 축합 시약 C_R을 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 축합 시약 C_R은 비스(트리클로로메틸)카보네이트 (BTC), (PhO)₃PCl_2,Ph₃PCl₂, N,N'-비스(2-옥소-3-옥사졸리디닐)포스피닉 클로라이드 (BopCl), 1,3-디메틸-2-(3-니트로-1,2,4-트리아졸-1-일)-2-피롤리딘-1-일-1,3,2-디아자포스폴리디늄 헥사플루오로포스페이트 (MNTP), 또는 3-니트로-1,2,4-트리아졸-1-일-트리스(피롤리딘-1-일)포스포늄 헥사플루오로포스페이트 (PyNTP)인 방법:

.
제5항에 있어서, 올리고뉴클레오티드 중간체가 형성되는 반응 단계에 활성 시약 A_R을 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 활성 시약 A_R은 N-시아노메틸피롤리디늄 트리플레이트 (CMPT)인 방법.
제1항에 있어서, 올리고뉴클레오티드 중간체를 화학식 1의 화합물로 전환하는 단계는 올리고뉴클레오티드 중간체를 캡핑하고 캡핑된 올리고뉴클레오티드 중간체를 변형하여 화학식 5의 화합물을 생성하는 것을 포함하는 방법:
[화학식 5]

상기 식에서,
W₁ 및 W₂는 독립적으로 NG⁵, O 또는 S이고;
R¹은 -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -P(O)(R^e)₂, -HP(O)(R^e), -OR^a, 또는 -SR^c이고;
Y¹은 O, NR^d, S 또는 Se이고;
R^a는 차단 부분이고;
R^c는 차단 기이고;
각 경우의 R^d는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴, 카바메이트, -P(O)(R^e)₂, 또는 -HP(O)(R^e)이고;
각 경우의 R^e는 독립적으로, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y²-, 알케닐-Y²-, 알키닐-Y²-, 아릴-Y²-, 또는 헤테로아릴-Y²-이고;
Y²는 O, S 또는 NR^d이고, 여기서 각 경우의 R^d는 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴 또는 카바메이트이고;
각 경우의 R²는 독립적으로, 수소, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -OR^b, 또는 -SR^c이고, 여기서, R^b는 차단 부분이고;
각 경우의 Ba는 독립적으로, 차단된 또는 차단되지 않은 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민, 우라실, 또는 변형된 뉴클레오베이스이고;
각 경우의 J는 S, Se, 또는 BH₃이고;
v는 2 내지 n-1의 정수이고;
O_A는 고형 지지체에 연결된 연결 부분 또는 핵산에 연결된 연결 부분에 연결되고;
A는 아실, 아릴, 알킬, 아르알킬, 또는 실릴 부분이고;
G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵는 독립적으로, 수소, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로시클릴, 헤테로아릴, 또는 아릴이거나, 또는 G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 2개는 G⁶이고, G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 4개 이하는 G⁶이며, G⁶은 함께 20개 이하의 고리 원자의 포화, 부분 불포화 또는 불포화된 카보시클릭 또는 헤테로원자 함유 고리를 형성하고, 이 고리는 모노시클릭 또는 폴리시클릭, 융합 또는 비융합된다.
제7항에 있어서, (a) 화학식 5의 화합물의 R¹을 탈차단하여, m이 적어도 1이고, J가 S, Se, 또는 BH₃이고, D가 화학식 A의 부분인 화학식 4의 화합물을 생성하는 단계; (b) 제1항의 방법을 사용하여 화학식 4의 화합물을 반응시키는 단계로서, 올리고뉴클레오티드 중간체의 전환 단계는 올리고뉴클레오티드 중간체를 캡핑하고 캡핑된 올리고뉴클레오티드 중간체를 변형하여, v가 2 초과 및 200 미만인 화학식 5의 화합물을 생성하는 것을 포함하는 단계; 및 (c) 임의로, 단계 (a) 및 (b)을 반복하여, v가 3 초과 및 200 미만인 화학식 5의 화합물을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제8항에 있어서, 화학식 5의 화합물을 화학식 1의 화합물로 전환하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 화학식 1에서, 각각의 Ba 부분은 차단되지 않고;
R¹은 -OH, -SH, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-, -P(O)(R^e)₂, -HP(O)(R^e), -OR^a, 또는 -SR^c이고;
Y¹는 O, NR^d, S, 또는 Se이고;
R^a는 차단 부분이고;
R^c는 차단 기이고;
각 경우의 R^d는 독립적으로, 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴, 카바메이트, -P(O)(R^e)₂, 또는 -HP(O)(R^e)이고;
각 경우의 R^e는 독립적으로, 수소, 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y²-, 알케닐-Y²-, 알키닐-Y²-, 아릴-Y²-, 또는 헤테로아릴-Y²-, 또는 양이온이고, 이 양이온은 Na⁺¹, Li⁺¹, 또는 K⁺¹이고;
Y²는 O, S 또는 NR^d이고, 여기서 R^d는 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아실, 치환된 실릴 또는 카바메이트이고;
각 경우의 R²는 독립적으로, 수소, -OH, -SH, -NR^dR^d, -N₃, 할로겐, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬-Y¹-, 알케닐-Y¹-, 알키닐-Y¹-, 아릴-Y¹-, 헤테로아릴-Y¹-이고;
R³은 H이고;
각 경우의 X는 독립적으로, -S^-Z⁺, -Se^-Z⁺, 또는 -BH₃ ^-Z⁺이고; Z⁺는 암모늄 이온, 알킬암모늄 이온, 헤테로방향족 이미늄 이온, 또는 헤테로시클릭 이미늄 이온이고, 이의 임의의 것은 1급, 2급, 3급 또는 4급이거나, 또는 Z⁺는 1가 금속 이온인 방법.
제1항에 있어서, 올리고뉴클레오티드 중간체의 화학식 1의 화합물로의 전환 단계는 올리고뉴클레오티드 중간체를 산성화하여, m이 적어도 1이고, J가 O이고, D가 H인 화학식 4의 화합물을 생성하는 것을 포함하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 올리고뉴클레오티드 중간체는 화학식 A'의 부분을 포함하는 방법:
[화학식 A']

상기 식에서,
A는 수소이고;
W₁ 및 W₂는 독립적으로 NG⁵, O 또는 S이고;
G¹ 및 G²는 독립적으로, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로아릴, 또는 아릴이고, G³, G⁴, 및 G⁵는 독립적으로, 수소, 알킬, 아르알킬, 시클로알킬, 시클로알킬알킬, 헤테로시클릴, 헤테로아릴, 또는 아릴이거나, 또는 G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 2개는 G⁶이고, G¹, G², G³, G⁴, 및 G⁵ 중 4개 이하는 G⁶이며, G⁶은 함께 20개 이하의 고리 원자의 포화, 부분 불포화 또는 불포화된 카보시클릭 또는 헤테로원자 함유 고리를 형성하고, 이 고리는 모노시클릭 또는 폴리시클릭, 융합 또는 비융합된다.
제10항에 있어서, (a) 제1항의 방법을 사용하여, m이 적어도 1이고, J가 O이고, D가 H인 화학식 4의 화합물을 반응시키는 단계로서, 여기서, 올리고뉴클레오티드 중간체의 화학식 1의 화합물로의 전환 단계는 올리고뉴클레오티드 중간체를 산성화하여, m이 적어도 2 및 200 미만이고, J가 O이고, D가 H인 화학식 4의 화합물을 생성하는 것을 포함하는 단계; 및 (b) 임의로, 단계 (a)를 반복하여, m이 2 초과 및 200 미만인 화학식 4의 화합물을 생성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 산성화 단계는 퓨린 또는 피리미딘 부분을 올리고뉴클레오티드 중간체로부터 제거하지 않으면서 올리고뉴클레오티드 중간체를 화학식 4의 화합물로 전환하는데 효과적인 양의 브뢴스테드 또는 루이스 산을 첨가하는 것을 포함하는 방법.
제12항에 있어서, 올리고뉴클레오티드 중간체의 화학식 1의 화합물로의 전환 단계는 올리고뉴클레오티드 중간체의 산성화 단계 전에 R¹을 탈차단하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 키랄 시약은 화학식 O, 화학식 P, 화학식 Q 또는 화학식 R인 방법:
[화학식 O]

[ 화학식 P]

[화학식 Q]

[화학식 R]

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