CN101426804A - 低聚核酸的加帽法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供在所谓的加帽工序中高效地将5’位羟基酰基化的方法。通式(12)表示的低聚核酸衍生物的制造方法,其特征在于,在用酰基保护以通式(2)表示的低聚核酸衍生物的各核糖的5’位羟基的加帽工序中,作为酰基化试剂使用以通式(11a)表示的苯氧基乙酸酐衍生物,作为酰基化反应的活化剂使用以通式(11b)或(11c)表示的吡啶衍生物。
Description
技术领域
本发明涉及低聚核酸的固相合成法中的加帽(capping)工序。
背景技术
作为制备低聚核酸的方法,一般已知的有固相合成法(非专利文献1)。
固相合成法是通过使被负载于固相载体的低聚核酸衍生物和亚磷酰胺化合物进行偶联而制备所需链长的低聚核酸的方法,但并不一定亚磷酰胺化合物与所有的被负载于固相载体的低聚核酸衍生物完全反应。因此,为了用固相合成法制得高纯度的低聚核酸,必须经过对被负载于固相载体的未反应的低聚核酸衍生物的5’位羟基进行保护而使其不参与上述偶联反应的所谓的加帽工序。
加帽工序中,作为用于保护低聚核酸衍生物的5’位羟基的酰基化试剂,一般使用酸酐(例如,乙酸酐、苯氧基乙酸酐),作为酰基化反应的活化剂,一般使用例如4-二甲基氨基吡啶(以下称为4-DMAP)或N-甲基咪唑(以下称为NMI)。
但是,有报道称,作为酰基化反应的活化剂使用4-DMAP时,作为核酸碱基的鸟嘌呤与4-DMAP反应,鸟嘌呤转变为2,6-二氨基嘌呤(以下称为2,6-DAP)(非专利文献2)。
非专利文献1:阿格罗沃(Agrawal)等,分子生物学方法:低聚核苷酸及其类似物的策略(Methods in Molecular Biology:Protocols for Oligonucleotides andAnalogs);Humana Press:Totowa,Vol.20,63(1993)
非专利文献2:斯科特(Scott)等,核酸研究(Nucleic Acids Research),Vol.17,NO.20,8333(1987)
发明的揭示
另一方面,NMI虽然是目前最常用的酰基化反应的活化剂,但本发明者在对以下的通式(2)表示的低聚核酸衍生物用苯氧基乙酸酐和NMI实施了加帽工序后发现,如后述的实施例所示,无法以令人满意的效率在5’位羟基导入苯氧基乙酰基,其结果是,出现为了获得高纯度的低聚核酸而进行的精制变得繁杂的问题。
本发明的目的主要是提供在所谓的加帽工序中高效地将核糖的5’位羟基酰基化的方法。
本发明者进行认真探讨后发现,通过在用酰基保护以下的通式(2)表示的低聚核酸衍生物的核糖的5’位羟基的加帽工序中,作为酰基化试剂使用以下的通式(11a)表示的苯氧基乙酸酐衍生物,作为酰基化反应的活化剂使用以下的通式(11b)或(11c)表示的吡啶衍生物,可高效地制备以下的通式(12)表示的低聚核糖衍生物,从而完成了本发明。
式(2)、(11a)、(11b)、(11c)及(12)中,各Bx分别独立,表示可具有保护基的核酸碱基或其修饰体。n表示1~200的范围内的整数,n较好为10~100的范围内的整数,更好为15~50的范围内的整数。各Q分别独立,表示O或S。R51、R52、R53分别相同或不同,表示H、烷基或卤素。R6a、R6b、R7a、R7b、R7c、R7d分别相同或不同,表示烷基。R6c、R6d分别相同或不同,表示H或烷基。
各WG2表示吸电子基团,各R4分别独立,表示H、卤素、烷氧基、烷硫基、烷基氨基、二烷基氨基、链烯氧基、链烯硫基、链烯基氨基、二链烯基氨基、炔氧基、炔硫基、炔基氨基、二炔基氨基、烷氧基烷基氧基或以下的通式(3)表示的取代基。
式(3)中,WG1表示吸电子基团。
E表示酰基或以下的通式(4)表示的取代基。
式(4)中,E1表示单键或以下的通式(5)表示的取代基。
式(5)中,Q、WG2的含义如前所述。
T表示H、酰氧基、卤素、烷氧基、烷硫基、烷基氨基、二烷基氨基、链烯氧基、链烯硫基、链烯基氨基、二链烯基氨基、炔氧基、炔硫基、炔基氨基、二炔基氨基、烷氧基烷基氧基、上述通式(3)表示的取代基或上述通式(4)表示的取代基,但E或T的任一方为取代基(4)。
Bx中的核酸碱基只要是被用于核酸的合成的碱基即可,无特别限定,例如可例举胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶等嘧啶碱基,腺嘌呤、鸟嘌呤等嘌呤碱基。
Bx中的核酸碱基可被保护,其中具有氨基的核酸碱基,例如腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶,其氨基最好被保护。作为该氨基的保护基,只要是作为核酸的保护基使用的基团即可,无特别限定,具体可例举例如苯甲酰基、4-甲氧基苯甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、苯基乙酰基、苯氧基乙酰基、4-叔丁基苯氧基乙酰基、4-异丙基苯氧基乙酰基、(二甲基氨基)亚甲基等。作为鸟嘌呤的氨基的保护基,特好的是苯氧基乙酰基、4-叔丁基苯氧基乙酰基、4-异丙基苯氧基乙酰基。
Bx中的修饰体是指核酸碱基被任意的取代基取代而得的基团,作为该取代基,可例举例如卤素、酰基、烷基、芳烷基、烷氧基、烷氧基烷基、羟基、氨基、一烷基氨基、二烷基氨基、羧基、氰基、硝基,它们在任意的位置取代有1~3个。
作为Bx的修饰体中的卤素,可例举例如氟、氯、溴、碘。
作为Bx的修饰体中的酰基,可例举例如直链状或支链状的碳数1~6的烷酰基、碳数7~13的芳酰基。具体可例举例如甲酰基、乙酰基、正丙酰基、异丙酰基、正丁酰基、异丁酰基、叔丁酰基、戊酰基、己酰基、苯甲酰基、萘甲酰基、乙酰丙酰基等。
作为Bx的修饰体中的烷基,可例举例如直链状或支链状的碳数1~5的烷基。具体可例举例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基等。该烷基可被取代,作为该取代基,可例举例如卤素、烷基、烷氧基、氰基、硝基,它们可在任意的位置取代有1~3个。
作为Bx的修饰体中的芳烷基、烷氧基烷基、一烷基氨基及二烷基氨基的烷基部分,可例举与上述烷基相同的基团。
作为Bx的修饰体中的烷氧基,可例举例如直链状或支链状的碳数1~4的烷氧基。具体可例举例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等。其中较好的是碳数1~3的烷氧基,特好的是甲氧基。
Bx的修饰体中的烷氧基烷基的烷氧基部分可例举与上述烷氧基相同的基团。
Bx的修饰体中的芳烷基的芳基部分可例举例如碳数6~12的芳基。具体可例举例如苯基、1-萘基、2-萘基、联苯基等。该芳基可被取代,作为该取代基,可例举例如卤素、烷基、烷氧基、氰基、硝基,它们可在任意的位置取代有1~3个。
作为Bx的修饰体中的烷基、芳基的取代基的卤素、烷基及烷氧基可分别例举与上述相同的基团。
作为WG1、WG2的吸电子基团,可例举例如氰基、硝基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、卤素。其中优选卤素。
作为WG1、WG2的吸电子基团中的卤素,可例举与上述Bx的修饰体中的卤素相同的基团。
WG1、WG2的烷基磺酰基的烷基部分可例举与上述Bx的修饰体中的烷基相同的基团。
WG1、WG2的芳基磺酰基的芳基部分可例举与上述Bx的修饰体中的芳烷基的芳基部分相同的基团。
R4的卤素、烷氧基、烷基氨基或二烷基氨基可例举与上述Bx的修饰体中的对应的基团相同的基团。
R4的烷氧基烷基氧基、烷硫基的烷基部分可例举与上述Bx的修饰体中的烷基相同的基团。
R4的烷氧基烷基氧基的烷氧基可例举与上述Bx的修饰体中的烷氧基相同的基团。
R4的链烯氧基、链烯硫基、链烯基氨基、二链烯基氨基的链烯基部分可例举例如直链状或支链状的碳数2~6的链烯基。具体可例举例如乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基等。
R4的炔氧基、炔硫基、炔基氨基、二炔基氨基的炔基部分可例举例如直链状或支链状的碳数2~4的炔基。具体可例举例如乙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基等。
R51、R52、R53、R6a、R6b、R6c、R6d、R7a、R7b、R7c、R7d中的烷基可例举与上述Bx的修饰体中的烷基相同的基团。
R51、R52、R53中的卤素可例举与上述Bx的修饰体中的卤素相同的基团。
作为E的酰基,可例举与上述Bx的修饰体中的酰基相同的基团。
作为T的酰氧基中的酰基部分,可例举与上述Bx的修饰体中的酰基相同的基团。
作为T的卤素、烷氧基、烷基氨基及二烷基氨基,可例举与上述Bx的修饰体中的对应的基团相同的基团。
作为T的烷氧基烷基氧基及烷硫基的烷基部分,可例举与上述Bx的修饰体中的烷基相同的部分。
作为T的烷氧基烷基氧基的烷氧基部分,可例举与上述Bx的修饰体中的烷氧基相同的部分。
作为T的链烯氧基、链烯硫基、链烯基氨基、二链烯基氨基的链烯基部分,可例举与上述R4的链烯基相同的基团。
作为T的炔氧基、炔硫基、炔基氨基、二炔基氨基的炔基部分,可例举与上述R4的炔基相同的基团。
T的烷基氨基、链烯基氨基、炔基氨基可被保护,该保护基只要是作为氨基的保护基使用的基团即可,无特别限定,可例举例如三氟乙酰基、苯甲酰基、4-甲氧基苯甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、苯基乙酰基、苯氧基乙酰基、4-叔丁基苯氧基乙酰基、4-异丙基苯氧基乙酰基、(二甲基氨基)亚甲基。特好的是三氟乙酰基。
作为用于对核糖的5’位羟基加帽的酰基化试剂,可例举例如上述式(11a)表示的苯氧基乙酸酐衍生物。可例举例如苯氧基乙酸酐、4-异丙基苯氧基乙酸酐、4-叔丁基苯氧基乙酸酐、4-氯苯氧基乙酸酐。
作为利用上述酰基化试剂进行的酰基化反应的活化剂,可例举例如吡啶衍生物(11b)及(11c)。可例举例如2-二甲基氨基吡啶(2-DMAP)、2,6-二叔丁基-4-二甲基氨基吡啶、2,6-二甲基-4-二甲基氨基吡啶。
此外,作为本发明,可例举以下的通式(A)表示的低聚核酸(以下称为低聚核酸(A))的制造方法。该方法包括在用酰基保护以下的通式(2)表示的低聚核酸衍生物的核糖的5’位羟基的加帽工序中,作为酰基化试剂使用以下的通式(11a)表示的苯氧基乙酸酐衍生物,作为酰基化反应的活化剂使用以下的通式(11b)或(11c)表示的吡啶衍生物,藉此制备以下的通式(12)表示的低聚核糖衍生物的步骤。
式(2)、(11a)、(11b)、(11c)及(12)中,各Bx、各Q、各R4、各WG2分别独立,其含义如前所述。E、n、R6a、R6b、R6c、R6d、R7a、R7b、R7c、R7d、R51、R52、R53、T的含义如前所述。
式(A)中,各Q、各R分别独立,其含义如前所述。n、Z如前所述。各B分别独立,表示核酸碱基或其修饰体。
对B表示的核酸碱基无特别限定,可例举例如胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶等嘧啶碱基,腺嘌呤、鸟嘌呤等嘌呤碱基。
B的修饰体由核酸碱基被任意的取代基取代而得,作为B的修饰体中的取代基,可例举例如卤素、酰基、烷基、芳烷基、烷氧基、烷氧基烷基、羟基、氨基、一烷基氨基、二烷基氨基、羧基、氰基、硝基,它们在任意的位置取代有1~3个。
作为B的修饰体中的卤素、酰基、烷基、芳烷基、烷氧基、烷氧基烷基、氨基、一烷基氨基、二烷基氨基,可例举与上述Bx的修饰体中的各对应基团相同的基团。
作为R的卤素、烷氧基、烷基氨基及二烷基氨基,可例举与上述Bx的修饰体中的各对应基团相同的基团。
作为R的烷氧基烷基氧基及烷硫基的烷基部分,可例举与上述Bx的修饰体中的烷基相同的基团。
作为R的烷氧基烷基氧基的烷氧基部分,可例举与上述Bx的修饰体中的烷氧基相同的基团。
作为R的链烯氧基、链烯硫基、链烯基氨基、二链烯基氨基的链烯基部分,可例举与上述R4的链烯基相同的基团。
作为R的炔氧基、炔硫基、炔基氨基、二炔基氨基的炔基部分,可例举与上述R4的炔基相同的基团。
R的烷基氨基、链烯基氨基、炔基氨基可被保护,该保护基只要是作为氨基的保护基使用的基团即可,无特别限定,可例举例如三氟乙酰基、苯甲酰基、4-甲氧基苯甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、苯基乙酰基、苯氧基乙酰基、4-叔丁基苯氧基乙酰基、4-异丙基苯氧基乙酰基、(二甲基氨基)亚甲基。特好的是三氟乙酰基。
以下,对本发明进行详细说明。
实施发明的最佳方式
以下所示的制法中,在原料具备对反应有影响的取代基(例如,羟基、氨基、羧基)时,预先按照公知的方法用合适的保护基对原料进行保护后再进行反应。可在最后通过催化还原、碱处理、酸处理等公知方法将保护基脱离。
I.低聚核酸(A)的制造方法
低聚核酸(A)的制造方法如下所述。
式(A)中,各B、各Q、各R分别独立,其含义如前所述。n、Z的含义如前所述。
低聚核酸(A)的制法可按照公知方法进行,但也可以例如通过实施以下所示的步骤A~步骤H的操作,分步骤地由3’至5’的方向缩合核酸单体化合物,藉此制备低聚核酸(A)。
被用于下述步骤的化合物及试剂只要是常用于低聚核酸的合成的化合物及试剂即可,无特别限定。此外,与使用现有的核酸合成试剂的情况同样,所有的步骤可采用人工方法或市售的DNA自动合成机来进行。用自动合成机进行反应时操作方法简便,且合成的准确性高,因此优选采用自动合成机的方法。
(1)步骤A:
使酸作用于以下的通式(1)表示的(低聚)核酸衍生物,藉此脱离5’位羟基的保护基,制备以下的通式(2)表示的(低聚)核酸衍生物的步骤。
式(1)及(2)中,n、E、T的含义如前所述。各Bx、各Q、各R4、各WG2分别独立,其含义如前所述。R1表示以下的通式(10)表示的取代基。
式(10)中,R11、R12、R13相同或不同,表示氢或烷氧基。
作为R11、R12、R13的烷氧基,可例举与上述Bx的修饰体中的烷氧基相同的基团。
该步骤通过使酸作用于被负载于固相载体的以下的通式(6a)、(6b)表示的核酸衍生物(n=1的核酸衍生物(1))或通过进行步骤A~步骤D的操作而制得的被负载于固相载体的低聚核酸衍生物(n=2~100的低聚核酸衍生物(1))(以下称为被负载于固相载体的低聚核酸衍生物)而实施。
式(6a)及(6b)中,Bx、R1的含义如前所述。R2L、R4L表示上述取代基(4)。R2表示酰氧基。R4a表示H、酰氧基、卤素、烷氧基、烷硫基、烷基氨基、二烷基氨基、链烯氧基、链烯硫基、链烯基氨基、二链烯基氨基、炔氧基、炔硫基、炔基氨基、二炔基氨基、烷氧基烷基氧基或上述取代基(3)。
作为R2、R4a的酰氧基的酰基部分,可例举例如乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、苯甲酰基、4-甲氧基苯甲酰基、苯基乙酰基、苯氧基乙酰基、4-叔丁基苯氧基乙酰基、4-异丙基苯氧基乙酰基。
作为R4a的卤素、烷氧基、烷基氨基及二烷基氨基,可例举与上述Bx的修饰体中的各对应基团相同的基团。
作为R4a的烷氧基烷基氧基及烷硫基的烷基部分,可例举与上述Bx的修饰体中的烷基相同的基团。
作为R4a的烷氧基烷基氧基的烷氧基部分,可例举与上述Bx的修饰体中的烷氧基相同的基团。
作为R4a的链烯氧基、链烯硫基、链烯基氨基、二链烯基氨基的链烯基部分,可例举与上述R4的链烯基相同的基团。
作为R4a的炔氧基、炔硫基、炔基氨基、二炔基氨基的炔基部分,可例举与上述R4的炔基相同的基团。
R4a的烷基氨基、链烯基氨基、炔基氨基可被保护,该保护基只要是作为氨基的保护基使用的基团即可,无特别限定,可例举例如三氟乙酰基、苯甲酰基、4-甲氧基苯甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、苯基乙酰基、苯氧基乙酰基、4-叔丁基苯氧基乙酰基、4-异丙基苯氧基乙酰基、(二甲基氨基)亚甲基。特好的是三氟乙酰基。
作为固相载体,可例举例如可控孔度玻璃(controlled pore glass;CPG)、草酰化-可控孔度玻璃(例如参照Alul等,Nucleic Acids Research,Vol.19,1527(1991))、TentaGel支承体-氨基聚乙二醇衍生物化支承体(例如参照Wright等,Tetrahedron Letters,Vol.34,3373(1993))、Poros-聚苯乙烯/二乙烯基苯的共聚物。
作为连接基,可例举例如3-氨基丙基、琥珀酰基、2,2’-二乙醇磺酰基、长链烷基氨基(LCAA)。
核酸衍生物(6a)、核酸衍生物(6b)是按照公知方法制得的或可作为市售品获得的被负载于固相载体的核酸衍生物,作为其优选例子,可例举以下的通式(7)、(8)表示的核酸化合物。
式(7)及(8)中,Bx、Q、R1、R4、WG2如前所述。
R4为取代基(3)的核酸化合物(7)、(8)可按照公知方法由后述的亚磷酰胺化合物(B)制得。
作为可用于本步骤的酸,可例举例如三氟乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸。该可用于本步骤的酸也可用适当的溶剂将其浓度稀释至1~5%后再使用。作为溶剂,只要不会对反应有影响即可,无特别限定,可例举二氯甲烷、乙腈、水或它们的任意的混合溶剂。上述反应的反应温度优选20℃~50℃。反应时间因(低聚)核酸衍生物(1)的种类、所用酸的种类和反应温度等而异,通常以1分钟~1小时为宜。所用试剂的量相对于被负载于固相载体的(低聚)核酸衍生物以0.8~100倍摩尔量为宜,更好为1~10倍摩尔量。
(2)步骤B:
采用活化剂使核酸单体化合物与步骤A制得的(低聚)核酸衍生物(2)缩合,制备以下的通式(9)表示的低聚核酸衍生物的步骤。
式(2)及(9)中,各Bx、各Q、各R4、各WG2分别独立,其含义如前所述。E、n、R1、T的含义如前所述。
本步骤可通过使核酸单体化合物和活化剂作用于被负载于固相载体的低聚核酸衍生物而实施。
作为核酸单体化合物,可例举以下的通式(B)表示的亚磷酰胺化合物(以下称为亚磷酰胺化合物(B))或以下的通式(C)表示的核酸化合物。
式(B)及(C)中,BY、Bz分别表示可具有保护基的核酸碱基或其修饰体,R1、R4a的含义如前所述。
R2a、R2b相同或不同,表示烷基或R2a、R2b表示与邻接的氮原子一起形成的5~6元的饱和氨基环基。该饱和氨基环基除了氮原子以外可具有1个作为成环原子的氧原子或硫原子。WG1、WG2分别表示吸电子基团。
作为Bz中的核酸碱基,只要是被用于核酸的合成的碱基即可,无特别限定,可例举例如胞嘧啶、尿嘧啶等嘧啶碱基,腺嘌呤、鸟嘌呤等嘌呤碱基。
作为BY中的核酸碱基,只要是被用于核酸的合成的碱基即可,无特别限定,可例举例如胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶等嘧啶碱基,腺嘌呤、鸟嘌呤等嘌呤碱基。
Bz、BY中的核酸碱基可被保护,其中具有氨基的核酸碱基,例如腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶,其氨基最好被保护。作为该氨基的保护基,可例举与上述Bx的修饰体中的氨基保护基相同的基团。
Bz、BY的修饰体是指核酸碱基被任意的取代基取代而得的基团,作为该取代基,可例举例如卤素、酰基、烷基、芳烷基、烷氧基、烷氧基烷基、羟基、氨基、一烷基氨基、二烷基氨基、羧基、氰基、硝基,它们可在任意的位置取代1~3个基团。
作为Bz、BY的修饰体中的卤素、酰基、烷基、芳烷基、烷氧基、烷氧基烷基、一烷基氨基、二烷基氨基,可例举与上述各Bx的修饰体中的对应的基团相同的基团。
作为R2a、R2b中的烷基,可例举与上述Bx的修饰体中的烷基相同的基团。
作为R2a、R2b中的5~6元饱和氨基环基,可例举例如吡咯烷-1-基、哌啶-1-基、吗啉-1-基、硫代吗啉-1-基。
作为活化剂,可例举例如1H-四唑、5-乙硫基四唑、5-苯甲基巯基-1H-四唑、4,5-二氯咪唑、4,5-二氰基咪唑、三氟甲磺酸苯并三唑盐、三氟甲磺酸咪唑盐、三氟甲磺酸吡啶鎓盐、N,N-二异丙基乙胺、2,4,6-三甲基吡啶/N-甲基咪唑。
作为反应溶剂,只要不会对反应有影响即可,无特别限定,例如可例举乙腈、四氢呋喃(以下称为THF)。上述反应的反应温度以20℃~50℃为宜。反应时间因低聚核酸衍生物(2)的种类、所用活化剂的种类和反应温度等而异,通常以1分钟~1小时为宜。所用试剂的量相对于被负载于固相载体的低聚核酸衍生物以1~100倍摩尔量为宜,更好为1~10倍摩尔量。
亚磷酰胺化合物(B)是在2’位羟基具有中性条件下可脱离的醚型保护基的亚磷酰胺化合物。此外,由于被导入2’位羟基的基团是直链状的取代基,与3’位的羟基结合的磷原子的周围的空间不拥挤,因此与以往使用的亚磷酰胺化合物相比,在合成低聚RNA时具有缩合反应在非常短的时间内进行、缩合收率良好的特点。
(3)步骤C:
用酰基保护在步骤B中未反应的(低聚)核酸衍生物(2)的核糖的5’位羟基的加帽工序中,作为酰基化试剂使用以下的通式(11a)表示的苯氧基乙酸酐衍生物,作为酰基化反应的活化剂使用以下的通式(11b)或(11c)表示的吡啶衍生物,藉此制备以下的通式(12)表示的低聚核糖衍生物的步骤。
式(2)、(11a)、(11b)、(11c)及(12)中,各Bx、各Q、各R4、各WG2分别独立,其含义如前所述。E、n、R6a、R6b、R6c、R6d、R7a、R7b、R7c、R7d、R51、R52、R53、T的含义如前所述。
本步骤是对步骤B中未反应的(低聚)核酸衍生物(2)的5’位羟基进行保护的反应,可通过使苯氧基乙酸酐衍生物(11a)、酰基化反应的活化剂(11b)或(11c)和碱作用于被负载于固相载体的未反应的低聚核酸衍生物(2)而实施。
酰基化试剂也可用合适的溶剂将其浓度稀释至0.05~1M后使用。酰基化试剂的用量因被负载于固相载体的低聚核酸衍生物(2)的种类等而异,相对于被负载于固相载体的低聚核酸衍生物(2)的摩尔量以0.8~100倍摩尔量为宜,较好为10~30倍摩尔量。
作为酰基化反应的活化剂的用量,相对于苯氧基乙酸酐衍生物(11a)的摩尔量以0.8~50倍摩尔量为宜,更好为1~10倍摩尔量。
此外,根据需要,为了捕集本步骤中的作为副产物的苯氧基乙酸衍生物,可添加作为苯氧基乙酸衍生物的捕集剂的例如吡啶、2,6-二甲基吡啶、2,4,6-三甲基吡啶或它们的任意的混合物。特好的是2,6-二甲基吡啶。碱的用量因被负载于固相载体的低聚核酸衍生物(2)的种类、苯氧基乙酸酐衍生物(11a)等而异,相对于苯氧基乙酸酐衍生物(11a)的摩尔量以0.8~100倍摩尔量为宜,较好为1~20倍摩尔量。
作为用于反应的溶剂,只要不会对反应有影响即可,无特别限定,例如可例举二氯甲烷、乙腈、THF或它们的任意的混合溶剂。上述步骤的反应温度以20℃~50℃为宜。反应时间因低聚核酸衍生物(2)的种类、所用酰基化试剂的种类、所用酰基化反应的活化剂、碱、反应温度等而异,通常以1分钟~30分钟为宜。
(4)步骤D:
通过使氧化剂作用于步骤B中制备的低聚核酸衍生物(9)而将亚磷酸基转变为磷酸基或硫代磷酸基的步骤。
式(9)及(13)中,各Bx、各Q、各R4、各WG2分别独立,其含义如前所述。E、n、R1、T的含义如前所述。
本步骤是利用氧化剂将3价磷转换为5价磷的反应,通过使氧化剂作用于被分子于固相载体的低聚核酸衍生物而实施。
用氧来氧化磷时,作为氧化剂,例如可使用碘、过氧化氢叔丁基。该氧化剂也可用适当的溶剂将其浓度稀释至0.05~2M后再使用。作为用于反应的溶剂,只要不会对反应有影响即可,可例举吡啶、THF、水或它们的任意的混合溶剂。例如可采用碘/水/吡啶-THF或碘/吡啶-乙酸和过氧化剂(过氧化氢叔丁基/二氯甲烷等)。
用硫来氧化磷时,作为氧化剂,例如可使用硫、Beaucage试剂(3H-苯并-1,2-二噻茂-3-酮-1,1-二氧化物)、3-氨基-1,2,4-二噻唑-5-硫酮(ADTT)。该氧化剂可用适当的溶剂将其浓度稀释至0.05~2M后再使用。作为用于反应的溶剂,只要不会对反应有影响即可,可例举二氯甲烷、乙腈、吡啶或它们的任意的混合溶剂。
反应温度以20℃~50℃为宜。反应时间因低聚核酸衍生物(9)的种类、所用氧化剂的种类、反应温度等而异,通常为1分钟~30分钟。所用试剂的量相对于被承载于固相载体的低聚核酸衍生物以1~100倍摩尔量为宜,更好为10~50倍摩尔量。
(5)步骤E:
将步骤D制备的低聚核酸衍生物(13)从固相载体切割(cleave),脱离各核酸碱基部及各磷酸基的保护基的步骤。
式(13)及(14)中,各B、各Bx、各Q、各R4、各WG2分别独立,其含义如前所述。E、n、R、R1、T、Z的含义如前所述。
切割步骤是利用切割试剂将所需链长的低聚RNA从固相载体及连接基切割的反应,可通过向负载有所需链长的低聚核酸衍生物的固相载体添加切割试剂而实施。本步骤中可脱离核酸碱基部的保护基。
作为切割试剂,可例举例如浓氨水、甲胺。本步骤中可使用的切割试剂也可用例如水、甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、THF或它们的任意的混合溶剂稀释后再使用。其中,优选使用乙醇。
反应温度以15℃~75℃为宜,优选15℃~30℃,更好为18℃~25℃。脱保护反应时间以10分钟~30小时为宜,优选30分钟~24小时,更好为1~4小时。被用于脱保护的溶液中的氢氧化铵的浓度以20~30重量%为宜,优选25~30重量%,更好为28~30重量%。所用试剂的量相对于被负载于固相载体的低聚核酸衍生物(13)以1~100倍摩尔量为宜,更好为10~50倍摩尔量。
(6)步骤F:
使用于脱离各核糖的2’位羟基的保护基的试剂作用于步骤E制造的低聚核酸衍生物(14),藉此制备以下的通式(15)表示的低聚核酸衍生物的步骤。
式(14)及(15)中,各B、各Q、各R、各R4分别独立,其含义如前所述。n、R1、Z的含义如前所述。
本步骤可通过使用于脱离2’位羟基的保护基的试剂作用于低聚核酸衍生物(14)而实施。脱离2’位羟基的保护基的步骤可通过使作为脱离2’位羟基的保护基的试剂的例如氟化四丁基铵、三乙胺三氢氟酸盐等作用而实施。所用的脱离2’位羟基的保护基的试剂的量相对于被脱离的保护基以1~500倍摩尔量为宜,较好为5~10倍摩尔量。作为所用溶剂,只要是不会影响反应的溶剂即可,无特别限定,例如可例举THF、N-甲基吡咯烷酮、吡啶、二甲亚砜或它们的任意的混合溶剂。反应溶剂的用量相对于脱离2’位羟基的保护基的试剂以0.8~100倍摩尔量为宜,较好为1~10倍摩尔量。反应温度以20℃~80℃为宜。反应时间因低聚核酸衍生物(14)的种类、所用脱离2’位羟基的保护基的试剂的种类和反应温度等而异,通常以1小时~100小时为宜。
此外,根据需要,还可添加用于捕集本步骤中作为副产物生成的丙烯腈的试剂,作为丙烯腈的捕集剂,例如有硝基烷、烷基胺、脒、硫醇、硫醇衍生物或它们的任意的混合物。作为硝基烷,可例举直链状的碳数1~6的硝基烷。具体可例举硝基甲烷等。作为烷基胺,可例举直链状的碳数1~6的烷基胺。具体可例举例如甲胺、乙胺、正丙胺、正丁胺、正戊胺、正己胺。作为脒,可例举例如苯甲脒、甲脒。作为硫醇,可例举例如直链状的碳数1~6的硫醇。具体可例举例如甲硫醇、乙硫醇、1-丙硫醇、1-丁硫醇、1-戊硫醇、1-己硫醇。作为硫醇衍生物,可例举例如具有相同或不同的直链状的碳数1~6的烷基巯基的醇或醚。具体可例举例如2-巯基乙醇、4-巯基-1-丁醇、6-巯基-1-己醇、巯基甲醚、2-巯基乙醚、3-巯基丙醚、4-巯基丁醚、5-巯基戊醚、6-巯基己醚。
丙烯腈的捕集剂的用量因低聚核酸衍生物(14)的种类等而异,相对于保护低聚核酸衍生物(14)的各核糖的2’位羟基的2-氰基乙氧基甲基以0.8~500倍摩尔量为宜,较好为1~10倍摩尔量。
(7)步骤G:
将低聚核酸衍生物(15)的5’位羟基的保护基脱离的步骤。
式(15)及(A)中,各B、各Q、各R分别独立,其含义如前所述。n、R1、Z的含义如前所述。
本步骤是最终脱离低聚核酸衍生物(15)的5’位羟基的保护基的反应,可通过使酸作用于从固相载体切割得到的低聚RNA而实施。
作为可用于本步骤的酸,可例举例如三氯乙酸、二氯乙酸、乙酸等。本步骤中可使用的酸也可用适当的溶剂稀释后再使用。作为溶剂,只要是不会对反应有影响的溶剂即可,无特别限定,可例举例如二氯甲烷、乙腈、水、pH为2~5的缓冲液或它们的任意的混合溶剂。作为缓冲液,可例举例如乙酸缓冲液。上述反应的反应温度以20℃~50℃为宜。反应时间因低聚核酸衍生物(15)的种类、所用酸的种类、反应温度等而异,通常以1分钟~1小时为宜。所用试剂的量相对于被负载于固相载体的低聚核酸衍生物以0.8~100倍摩尔量为宜,更好为1~10倍摩尔量。
(8)步骤H:
分离精制步骤G制备的低聚核酸(A)的步骤。
分离精制步骤是指通过单独或组合使用例如萃取、浓缩、中和、过滤、离心分离、重结晶、C8-C18的反相柱色谱法、C8-C18的反相卡套柱(cartridgecolumn)色谱法、阳离子交换柱色谱法、阴离子交换柱色谱法、凝胶过滤柱色谱法、高效液相色谱法、透析、超滤等通常的分离精制方法,从上述反应混合物分离精制所需低聚RNA的步骤。
作为洗脱溶剂,可例举例如乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇、水的单独溶剂或任意比例的混合溶剂。这种情况下,也可以1mM~2M的浓度添加作为添加剂的例如磷酸钠、磷酸钾、氯化钠、氯化钾、乙酸铵、乙酸三乙基铵、乙酸钠、乙酸钾、Tris-HCl、乙二胺四乙酸,在1~9的范围内调整溶液的pH。
通过重复实施步骤A~步骤D的操作,能够制得所需链长的低聚核酸(A)。
在上述低聚核酸的制造方法的步骤B中,作为核酸单体化合物至少1次使用亚磷酰胺化合物(B),藉此可制得各R中的至少1个为羟基的低聚核酸(A)。此外,上述低聚核酸的制造方法的步骤B中,作为核酸单体化合物全部使用亚磷酰胺化合物(B),藉此可制得各R都为OH的低聚核酸(A)。
II.亚磷酰胺化合物(B)的制造方法
亚磷酰胺化合物(B)可如下制备。
以下所示的制法中,在原料具备对反应有影响的取代基(例如,羟基、氨基、羧基)时,一般预先按照公知的方法用合适的保护基对原料进行保护后再进行反应。可在反应后通过催化还原、碱处理、酸处理等公知方法将保护基脱离。
亚磷酰胺化合物(B)可由公知化合物或易制备的中间体通过实施例如以下的步骤a~步骤h的操作而制得。
以下进行详细说明。
(1)步骤a:
通过使烷基化试剂作用于以下的通式(16)表示的核糖核酸衍生物,制备在2’位羟基导入中性条件下脱离的醚型保护基的下述通式(17)、(17’)表示的核糖核酸衍生物的步骤。
式(16)、(17)及(17’)中,Bz、R1、WG1如前所述。
烷基化试剂可例举例如以下的通式(18)表示的醚化合物。
式(18)中,L表示卤素、芳硫基、烷基亚砜基或烷硫基,WG1如前所述。
L所表示的卤素、芳硫基中的芳基、烷基亚砜基及烷硫基中的烷基可例举与上述Bx的修饰体中的对应的基团相同的基团。
作为醚化合物(18)的具体例,可例举以下的1.~2.的化合物。
1.氯甲基2-氰基乙基醚
2.2 -氰基乙基甲硫基甲基醚
醚化合物(18)是可在碱性条件下对2’位羟基导入中性条件下可脱离的醚型取代基的新的烷基化试剂,作为用于制备亚磷酰胺化合物(B)的试剂有用。
醚化合物(18)可通过实施以下的步骤1~步骤4来制备。
步骤1:
将以下的通式(19)表示的醇化合物烷硫基甲基化,制备以下的通式(20)表示的化合物的步骤。
式(19)及(20)中,WG1如前所述,R3表示烷基或芳基。
化合物(20)是L为烷硫基的醚化合物(18)。
R3所表示的烷基可例举与上述Bx的修饰体中的烷基同样的基团。
R3为甲基时,作为烷硫基甲基化试剂,可例举例如二甲亚砜、乙酸酐及乙酸的混合溶液。二甲亚砜的用量相对于化合物(19)的摩尔量以10~200倍摩尔量为宜,优选20~100倍摩尔量。乙酸的用量相对于化合物(19)的摩尔量以10~150倍摩尔为宜,优选20~100倍摩尔量。乙酸酐的用量相对于化合物(19)的摩尔量以10~150倍摩尔量为宜,优选20~100倍摩尔量。反应温度优选0℃~100℃。反应时间因所用原料的种类、反应温度等而异,通常以1~48小时为宜。
步骤2:
将化合物(20)卤化,制备以下的通式(21)表示的化合物的步骤。
式(20)及(21)中,WG1、R3如前所述,X2表示卤素。
化合物(21)是醚化合物(18)中的L为卤素的化合物。
X2所表示的卤素可例举与上述Bx的修饰体中的卤素同样的卤素。
本步骤可按照公知的方法(例如,T.Benneche等,Synthesis 762(1983))实施。所用溶剂只要不会影响反应即可,无特别限定,可例举例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷等卤代烃类。作为卤化剂,可例举例如硫酰氯、磷酰氯。卤化剂的用量相对于化合物(20)的摩尔量以0.8~20倍摩尔量为宜,优选1~10倍摩尔量。反应温度以0℃~100℃为宜。反应时间因所用原料的种类、反应温度等而异,通常以30分钟~24小时为宜。
步骤3:
将化合物(21)芳硫基化,制备以下通式(22)表示的化合物的步骤。
式(21)及(22)中,WG1、X2如前所述,R3a表示芳基。
化合物(22)是醚化合物(18)中的L为芳硫基的化合物。
R3a所表示的芳基可例举与上述Bx的修饰体中的芳基同样的基团。
本步骤可采用公知方法实施。所用溶剂只要不会影响反应即可,无特别限定,可例举例如二氯甲烷、乙腈。作为芳硫基化试剂,可例举例如苯硫酚、4-甲基苯硫醇。芳硫基化试剂的用量相对于化合物(21)的摩尔量以0.8~20倍摩尔量为宜,优选1~5倍摩尔量。反应温度以0℃~100℃为宜。反应时间因所用原料的种类、反应温度等而异,通常以1~48小时为宜。
步骤4:
将化合物(20)氧化,制备下述通式(23)表示的化合物的步骤。
式(20)及(23)中,WG1、R3如前所述。
化合物(23)是醚化合物(18)中的L为烷基亚砜基的化合物。
R3所表示的烷基可例举与亚磷酰胺化合物(B)中的烷基相同的基团。
本步骤可采用公知方法实施。所用溶剂只要不会影响反应即可,无特别限定,可例举例如二氯甲烷、氯仿、甲醇。作为氧化剂,可例举例如间氯过苯甲酸、偏高碘酸盐、过氧化氢。氧化剂的用量相对于化合物(20)的摩尔量以0.8~10倍摩尔量为宜,优选1~2倍摩尔量。反应温度以0℃~100℃为宜。反应时间因所用原料的种类、反应温度等而异,通常以1~48小时为宜。
烷基化试剂采用化合物(21)时,可如下实施。
本步骤可按照公知方法,通过使烷基化试剂和碱作用于可作为市售品获得或可按照文献记载的方法合成的化合物(16)而实施。所用溶剂只要不会影响反应即可,无特别限定,可例举例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷等卤代烃类。烷基化试剂的用量相对于化合物(16)的摩尔量以0.8~20倍摩尔量为宜,优选1~10倍摩尔量。本步骤中,也可根据需要使金属试剂和碱作用于化合物(16),制得中间体后再使烷基化试剂与之作用。所述金属试剂可例举例如二氯化二丁基锡。金属试剂的用量相对于化合物(16)的摩尔量以0.8~20倍摩尔量为宜,优选1~10倍摩尔量。作为碱,可例举吡啶、2,6-二甲基吡啶、2,4,6-三甲基吡啶、N-甲基咪唑、三乙胺、三丁胺、N,N-二异丙基乙胺、1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一烯等有机碱。碱的用量相对于化合物(16)的摩尔量以0.8~20倍摩尔量为宜,优选1~10倍摩尔量。反应温度以0℃~120℃为宜。反应时间因所用原料的种类、反应温度等而异,通常以30分钟~24小时为宜。
烷基化试剂采用化合物(20)或(22)时,可如下实施。
本步骤可按照公知方法(例如,M.Matteucci,Tetrahedron Letters,31卷,2385(1990)),通过使烷基化试剂、酸和针对于硫原子的卤化剂作用于可作为市售品获得或可按照文献记载的方法合成的化合物(16)而实施。烷基化试剂的用量相对于化合物(16)的摩尔量以0.8~5倍摩尔量为宜,优选1~3倍摩尔量。作为酸,可例举例如三氟甲磺酸、三氟甲磺酸银、三氟甲磺酸三甲基硅烷基酯。酸的用量相对于化合物(16)的摩尔量以0.01~20倍摩尔量为宜,优选0.02~10倍摩尔量。所用溶剂只要不会影响反应即可,无特别限定,可例举例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、苯、甲苯、二甲苯、THF、乙腈或它们的任意的混合溶剂。作为本步骤中所用的针对于硫原子的卤化剂,可例举例如N-溴琥珀酰亚胺(NBS)、N-碘琥珀酰亚胺(NIS)。针对于硫原子的卤化剂的用量相对于化合物(16)的摩尔量以0.8~10倍摩尔量为宜,优选1~5倍摩尔量。反应温度以—78℃~30℃为宜。反应时间因所用原料的种类、反应温度等而异,通常以5分钟~5小时为宜。
烷基化试剂采用化合物(23)时,可如下实施。
本步骤可按照公知方法,通过使烷基化试剂、酸酐和碱作用于可作为市售品获得或可按照文献记载的方法合成的化合物(16)而实施。烷基化试剂的用量相对于化合物(16)的摩尔量以0.8~5倍摩尔量为宜,优选1~3倍摩尔量。作为酸酐,可例举例如三氟甲磺酸酐、乙酸酐。酸酐的用量相对于化合物(16)的摩尔量以0.01~20倍摩尔量为宜,优选0.02~10倍摩尔量。作为碱,可例举例如四甲基脲、三甲基吡啶。碱的用量相对于化合物(16)的摩尔量以0.01~20倍摩尔量为宜,优选0.02~10倍摩尔量。所用溶剂只要不会影响反应即可,无特别限定,可例举例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷或它们的任意的混合溶剂。反应温度以—78℃~30℃为宜。反应时间因所用原料的种类、反应温度等而异,通常以5分钟~24小时为宜。
(2)步骤b:
分离精制步骤a制得的核糖核酸衍生物(17)的步骤。
本步骤可通过例如薄层色谱法、硅胶色谱法等常规的分离精制方法从步骤a制得的混合物进行分离精制。
(3)步骤c:
与步骤b分别进行,通过使烷基化试剂作用于以下的通式(24)表示的核糖核酸衍生物,制得在2’位羟基导入了中性条件下脱离的醚型保护基的以下的通式(25)表示的核糖核酸衍生物的步骤。
式(24)及(25)中,Bz、WG1如前所述,A表示以下的通式(26a)或(26b)所示的硅取代基。
式(26a)及(26b)中,R6表示烷基。
R6所表示的烷基可例举与亚磷酰胺化合物(B)中的烷基相同的基团。
烷基化试剂可例举与前述相同的试剂。
烷基化试剂采用化合物(21)时,可如下实施。
本步骤可按照公知方法,通过使烷基化试剂和碱作用于可作为市售品获得或可按照文献记载的方法合成的化合物(24)而实施。所用溶剂只要不会影响反应即可,无特别限定,可例举例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷等卤代烃类。烷基化试剂的用量相对于化合物(24)的摩尔量以0.8~20倍摩尔量为宜,优选1~10倍摩尔量。本步骤中,也可根据需要使金属试剂和碱作用于化合物(24),制得中间体后再使烷基化试剂作用。所述金属试剂可例举例如二氯化二丁基锡、氯化叔丁基镁。金属试剂的用量相对于化合物(24)的摩尔量以0.8~20倍摩尔量为宜,优选1~10倍摩尔量。作为碱,可例举吡啶、2,6-二甲基吡啶、2,4,6-三甲基吡啶、N-甲基咪唑、三乙胺、三丁胺、N,N-二异丙基乙胺、1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一烯等有机碱。碱的用量相对于化合物(24)的摩尔量以0.8~20倍摩尔量为宜,优选1~10倍摩尔量。反应温度以0℃~120℃为宜。反应时间因所用原料的种类、反应温度等而异,通常以30分钟~24小时为宜。
烷基化试剂采用化合物(20)或(22)时,可如下实施。
本步骤可按照公知方法(例如,M.Matteucci,Tetrahedron Letters,31卷,2385(1990)),通过使烷基化试剂、酸和针对于硫原子的卤化剂作用于可作为市售品获得或可按照文献记载的方法合成的化合物(24)而实施。烷基化试剂的用量相对于化合物(24)的摩尔量以0.8~5倍摩尔量为宜,优选1~3倍摩尔量。作为酸,可例举例如三氟甲磺酸、三氟甲磺酸银、三氟甲磺酸三甲基硅烷基酯。酸的用量相对于化合物(24)的摩尔量以0.01~20倍摩尔量为宜,优选0.02~10倍摩尔量。所用溶剂只要不会影响反应即可,无特别限定,可例举例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、苯、甲苯、二甲苯、THF、乙腈或它们的任意的混合溶剂。作为本步骤中所用的针对于硫原子的卤化剂,可例举例如N-溴琥珀酰亚胺(NBS)、N-碘琥珀酰亚胺(NIS)。针对于硫原子的卤化剂的用量相对于化合物(24)的摩尔量以0.8~10倍摩尔量为宜,优选1~5倍摩尔量。反应温度以—78℃~30℃为宜。反应时间因所用原料的种类、反应温度等而异,通常以5分钟~5小时为宜。
烷基化试剂采用化合物(23)时,可如下实施。
本步骤可按照公知方法,通过使烷基化试剂、酸酐和碱作用于可作为市售品获得或可按照文献记载的方法合成的化合物(24)而实施。烷基化试剂的用量相对于化合物(24)的摩尔量以0.8~5倍摩尔量为宜,优选1~3倍摩尔量。作为酸酐,可例举例如三氟甲磺酸酐、乙酸酐。酸酐的用量相对于化合物(24)的摩尔量以0.01~20倍摩尔量为宜,优选0.02~10倍摩尔量。作为碱,可例举例如四甲基脲、三甲基吡啶。碱的用量相对于化合物(24)的摩尔量以0.01~20倍摩尔量为宜,优选0.02~10倍摩尔量。所用溶剂只要不会影响反应即可,无特别限定,可例举例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷或它们的任意的混合溶剂。反应温度以—78℃~30℃为宜。反应时间因所用原料的种类、反应温度等而异,通常以5分钟~24小时为宜。
(4)步骤d:
与步骤a~步骤c分别进行,通过使二甲亚砜、乙酸和乙酸酐作用于核糖核酸衍生物(24)而制得下述通式(27)表示的核糖核酸衍生物的步骤。
式(24)及(27)中,A、Bz如前所述。
本步骤可按照公知方法,通过使二甲亚砜、乙酸和乙酸酐作用于可作为市售品获得或可按照文献记载的方法合成的核糖核酸衍生物(24)而实施。
二甲亚砜的用量相对于化合物(24)的摩尔量以10~200倍摩尔量为宜,优选20~100倍摩尔量。乙酸的用量相对于化合物(24)的摩尔量以10~150倍摩尔量为宜,优选20~100倍摩尔量。乙酸酐的用量相对于化合物(24)的摩尔量以10~150倍摩尔量为宜,优选20~100倍摩尔量。反应温度以10℃~50℃为宜。反应时间因所用原料的种类、反应温度等而异,通常以30分钟~24小时为宜。
(5)步骤e:
通过使下述通式(28)表示的醇化合物、酸和针对于硫原子的卤化剂作用于步骤d制得的核糖核酸衍生物(27),制备在2’位羟基导入了中性条件下脱离的醚型保护基的下述通式(25)表示的核糖核酸衍生物的步骤。
式(25)、(27)及(28)中,A、Bz、WG1如前所述。
本步骤可按照公知方法,通过使醇化合物(28)、酸和针对于硫原子的卤化剂作用于核糖核酸衍生物(27)而实施。
所用溶剂只要不会影响反应即可,无特别限定,可例举例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、苯、甲苯、二甲苯、THF、乙腈或它们的任意的混合溶剂。醇化合物(28)的用量相对于化合物(27)的摩尔量以0.8~20倍摩尔量为宜,优选1~10倍摩尔量。作为酸,可例举例如三氟甲磺酸、三氟甲磺酸银、三氟甲磺酸三甲基硅烷基酯。作为针对于硫原子的卤化剂,可例举例如N-溴琥珀酰亚胺(NBS)、N-碘琥珀酰亚胺(NIS)。针对于硫原子的卤化剂的用量相对于化合物(27)的摩尔量以0.1~20倍摩尔量为宜,优选0.2~10倍摩尔量。反应温度以—100℃~20℃为宜。反应时间因所用原料的种类、反应温度等而异,通常以5分钟~12小时为宜。
(6)步骤f:
通过实施脱离步骤c或步骤e制得的核糖核酸衍生物(25)的3’位和5’位羟基的保护基的反应,制得下述通式(29)表示的核糖核酸衍生物的步骤。
式(25)及(29)中,A、Bz、WG1如前所述。
本步骤可通过将化合物(25)溶于有机溶剂,使单独的氟化剂或氟化剂和酸(例如,乙酸、盐酸、硫酸)的任意混合比的混合试剂与之反应而实施。作为可用于本步骤的氟化剂,可例举例如氟化铵、氟化四丁基铵(以下称为TBAF)、三乙胺三氢氟酸盐、氢氟酸吡啶。氟化剂的用量相对于化合物(25)的摩尔量以0.1~20倍摩尔量为宜,优选0.2~10倍摩尔量。反应温度以0℃~120℃为宜。反应时间因所用原料的种类、反应温度等而异,通常以30分钟~24小时为宜。
混合溶剂中的氟化剂和酸的混合比以1:0.1~1:2为宜,优选1:1~1:1.2。
(7)步骤g:
在步骤f制得的核糖核酸衍生物(29)的5’位羟基导入酸性条件下脱离的保护基(R1)的核糖核酸衍生物(17)的制造步骤。
式(17)、(29)及(30)中,Bz、R1、WG1如前所述,X3表示卤素。
X3所表示的卤素可例举与上述Bx的修饰体中的卤素相同的卤素。
本步骤可按照公知的方法,通过使R1X3(30)作用于化合物(29)而实施。R1X3的用量相对于化合物(29)的摩尔量以0.8~20倍摩尔量为宜,优选1~10倍摩尔量。所用溶剂只要对反应没有影响即可,无特别限定,可例举例如乙腈、THF。作为碱,可例举吡啶、2,6-二甲基吡啶、2,4,6-三甲基吡啶、N-甲基咪唑、三乙胺、三丁胺、N,N-二异丙基乙胺、1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一烯等有机碱。碱的用量相对于化合物(29)的摩尔量以0.8~20倍摩尔量为宜,优选1~10倍摩尔量。反应温度以0℃~120℃为宜。反应时间因所用原料的种类、反应温度等而异,通常以30分钟~24小时为宜。
(8)步骤h:
通过使亚磷酰胺化试剂和根据需要使用的活化剂作用于步骤b或步骤f制得的核糖核酸衍生物(17),制备3’位羟基被亚磷酰胺化的亚磷酰胺化合物(B)的步骤。
式(17)及(A)中,Bz、R1、R2a、R2b、WG1、WG2如前所述。
作为亚磷酰胺化试剂,可例举例如下述通式(31a)、(31b)表示的化合物。
式(31a)及(31b)中,R2a、R2b、WG2如前所述,X1表示卤素。
X1所表示的卤素可例举与上述Bx的修饰体中的卤素相同的卤素。
本步骤是使亚磷酰胺化试剂作用于化合物(17)而将3’位羟基亚磷酰胺化的反应,可按照公知的方法实施。根据需要还可采用活化剂。所用溶剂只要对反应没有影响即可,无特别限定,可例举例如乙腈、THF。
亚磷酰胺化试剂的用量相对于化合物(17)的摩尔量以0.8~20倍摩尔量为宜,优选1~10倍摩尔量。作为活化剂,可例举例如1H-四唑、5-乙硫基四唑、5-苯甲基巯基-1H-四唑、4,5-二氯咪唑、4,5-二氰基咪唑、三氟甲磺酸苯并三唑盐、三氟甲磺酸咪唑盐、三氟甲磺酸吡啶鎓盐、N,N-二异丙基乙胺、2,4,6-三甲基吡啶/N-甲基咪唑。活化剂的用量相对于化合物(17)的摩尔量以0.8~20倍摩尔量为宜,优选1~10倍摩尔量。反应温度以0℃~120℃为宜。反应时间因所用原料的种类、反应温度等而异,通常以30分钟~24小时为宜。
如上所制备的亚磷酰胺化合物(B)本身可通过例如浓缩、液相转换、转溶、溶剂萃取、结晶化、重结晶、分馏、层析等公知的方法进行分离精制。
实施例
以下,例举参考例和试验例对本发明进行更详细的说明,但本发明并不仅限定于此。
参考例1 氯甲基2-氰基乙基醚
步骤1 甲硫基甲基2-氰基乙基醚的制备
将32g(450mmol)3-羟基丙腈溶于450ml二甲亚砜,加入324mL乙酸酐和231mL乙酸,室温下搅拌24小时。将990g碳酸氢钠溶于4.5L水调制成溶液,用1小时的时间将反应液滴入该溶液中,随即搅拌1小时,用乙酸乙酯萃取反应液,用无水硫酸镁干燥,蒸除溶剂,用硅胶柱色谱法对所得油状物进行精制,获得41g呈无色油状物的甲硫基甲基2-氰基乙基醚(收率70%)。
1H-NMR(CDCl3):2.18(s,3H);2.66(t,2H,J=6.3Hz);3.77(t,2H,J=6.3Hz);4.69(s,2H)
步骤2 氯甲基2-氰基乙基醚的制备
使3.3g(25mmol)步骤1获得的甲硫基甲基2-氰基乙基醚溶于70mL二氯甲烷,冰冷下滴加2mL(25mmol)硫酰氯,再于室温反应1小时。反应后蒸除溶剂,在真空中进行蒸馏,获得2.5g呈无色油状物的目标化合物(收率85%)。
沸点:84~85℃(0.3托)
1H-NMR(CDCl3):2.72(t,2H,J=6.3Hz);3.92(t,2H,J=6.3Hz);5.52(s,2H)
参考例2 5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基) 尿苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)
步骤1 5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)尿 苷的制备
将546mg(1mmol)5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)尿苷溶于4mL的1,2-二氯乙烷后加入452mg(3.5mmol)二异丙基乙胺,再加入365mg(1.2mmol)二氯化二丁基锡,然后于室温反应1小时。升温至80℃后滴加155.4mg(1.3mmol)氯甲基2-氰基乙基醚,随即搅拌30分钟。反应结束后在饱和碳酸氢钠水溶液中加入反应液,用二氯甲烷萃取,再用无水硫酸镁干燥,蒸除溶剂,利用30g的硅胶柱色谱对所得混合物进行精制,获得5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)尿苷(197mg,收率34%)。
1H-NMR(CDCl3):2.47(d,1H,J=7.8Hz);2.69(t,2H,J=6.3Hz);3.55(dd,1H,11.3,2.2Hz);3.62(dd,1H,11.3,2.2Hz);3.83(s,6H);3.87(t,2H,J=6.3Hz);4.07-4.08(m,1H);4.32(dd,1H,J=5.3,1.9Hz);4.54(q,1H,J=5.3Hz);4.94,5.11(2d,2H,J=6.9Hz);5.32(d,1H,J=8.2Hz);6.00(d,1H,J=1.9Hz);6.85-6.88(m,4H);7.29-7.41(m,9H);8.02(d,1H,J=8.2Hz);8.53(br.s,1H)
ESI-质谱:652[M+Na]+
步骤2 5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)尿 苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)的制备
将209mg(0.332mmol)步骤1获得的5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)尿苷和23mg(0.332mmol)四唑溶于2mL乙腈,再滴加150mg(0.498mmol)的2-氰基乙基N,N,N’,N’-四异丙基亚磷酰胺,于45℃反应1.5小时。反应后加入饱和碳酸氢钠水溶液,用乙酸乙酯萃取,再用无水硫酸镁干燥,蒸除溶剂,利用20g的硅胶柱色谱对所得混合物进行精制,获得目标化合物(200mg,收率73%)。
ESI-质谱:852[M+Na]+
参考例3 2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)尿苷
步骤1 3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-(2-氰基乙氧基 甲基)尿苷的制备
氩气氛下,将150mg(0.3mmol)3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)尿苷溶于7mL的THF,加入54mg(0.4mmol)甲硫基甲基2-氰基乙基醚和100mg分子筛4A,搅拌10分钟。将温度调整为0℃,加入10mg(0.06mmol)三氟甲磺酸的THF溶液2mL,搅拌后加入92mg(0.4mmol)N-碘琥珀酰亚胺,搅拌1小时。用硅藻土过滤反应液,用二氯甲烷洗涤后,有机相用1M硫代硫酸氢钠水溶液洗涤,再用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤,然后用无水硫酸镁干燥,蒸除溶剂。用薄层色谱法对所得残渣进行精制,获得3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)尿苷(150mg,收率85%)。
1H-NMR(CDCl3):0.97-1.12(m,28H);2.68-2.73(m,2H);3.78-3.86(m,1H);3.96-4.05(m,2H);4.12-4.30(m,4H);5.0-5.04(m,2H);5.70(d,1H,J=8.2Hz);5.75(s,1H);7.90(d,1H,J=8.2Hz);9.62(br.s,1H)
ESI-质谱:570[M+H]+
步骤2 2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)尿苷的制备
将200mg(0.35mmol)步骤1获得的3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)尿苷溶于2mL甲醇,再加入65mg(1.76mmol)氟化铵,于50℃加热搅拌5小时。放冷后加入乙腈搅拌,过滤浓缩。用硅胶柱色谱法对所得残渣进行精制,获得目标化合物(108mg,收率94%)。
1H-NMR(CD3OD):2.72-2.76(t,2H,J=6.2Hz);3.68-3.92(m,4H);4.00-4.03(m,1H);4.26-4.32(m,2H);4.81-4.95(m,2H);5.71(d,1H,J=8.1Hz);6.00(d,1H,J=3.3Hz);8.10(d,1H,J=8.1Hz)
ESI-质谱:350[M+Na]+
参考例4 5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基) 尿苷的制备
将14g(43mmol)2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)尿苷以吡啶共沸,用真空泵干燥30分钟。然后,溶于300mL的THF,在氩气氛下加入68g(856mmol)吡啶和20g分子筛4A,搅拌10分钟。将19.6g(57.8mmol)4,4’-二甲氧基三苯甲基氯以1小时的间隔分3次加入其中,再搅拌1小时。接着,加入10mL甲醇搅拌2分钟,再用硅藻土过滤,用乙酸乙酯洗涤。浓缩滤液后将残渣溶于乙酸乙酯,再与饱和碳酸氢钠水溶液分液。有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤,用无水硫酸镁干燥后蒸除溶剂。用硅胶柱色谱法对所得残渣进行精制,获得目标化合物(26.5g,收率98%)。
参考例5 N 4 -乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙 氧基甲基)胞苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)
步骤1 N 4 -乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧 基甲基)胞苷的制备
将588mg(1mmol)N4-乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)胞苷溶于4mL的1,2-二氯乙烷,加入452mg(3.5mmol)二异丙基乙胺后加入365mg(1.2mmol)二氯化二丁基锡,室温下反应1小时。然后,将温度升至80℃,滴加155.4mg(1.3mmol)氯甲基2-氰基乙基醚,随即搅拌60分钟。反应结束后,在饱和碳酸氢钠水溶液中加入反应液,用二氯甲烷萃取,再用无水硫酸镁干燥,蒸除溶剂,利用30g的硅胶柱色谱对所得混合物进行精制,获得N4-乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)胞苷(219mg,收率35%)。
1H-NMR(CDCl3):2.19(s,3H);2.56(d,1H,J=8.8Hz);2.65(t,2H,J=6.2Hz);3.55(dd,1H,10.5,2.5Hz);3.63(dd,1H,10.5,2.5Hz);3.82(s,6H);3.86(t,2H,J=6.2Hz);4.09-4.14(m,1H);4.28(d,1H,J=5.1Hz);4.44-4.49(m,1H);4.97,5.24(2d,2H,J=6.9Hz);5.96(s,1H);6.86-6.88(m,4H);7.09(d,1H,J=6.9Hz);7.26-7.42(m,9H);8.48(d,1H,J=6.9Hz);8.59(br.s,1H)
ESI-质谱:693[M+Na]+
步骤2 N 4 -乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧 基甲基)胞苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)的制备
将205mg(0.306mmol)步骤1获得的N4-乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)胞苷溶于2mL二氯甲烷,加入105mg(0.812mmol)二异丙基乙胺,再滴加116mg(0.49mmol)2-氰基乙基N,N-二异丙基氯代亚磷酰胺,室温下反应1小时。反应后蒸除溶剂,利用20g的硅胶柱色谱对所得混合物进行精制,获得目标化合物(242mg,收率91%)。
ESI-质谱:871[M+H]+
参考例6 N 4 -乙酰基-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)胞苷
步骤1 N 4 -乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-(2- 氰基乙氧基甲基)胞苷的制备
混合1.00g(1.89mmol)N4-乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)胞苷和500mg(3.79mmol)甲硫基甲基2-氰基乙基醚,将混合物溶于10mL甲苯和10mL THF的混合溶剂。然后,加入975mg(3.79mmol)三氟甲磺酸银,再加入分子筛4A,干燥。冰冷下加入370mg(2.08mmol)N-溴琥珀酰亚胺,将反应容器遮光,搅拌10分钟。再追加70mg(0.39mmol)N-溴琥珀酰亚胺,搅拌25分钟。反应结束后加入二氯甲烷稀释,用饱和碳酸氢钠水溶液进行洗涤,用无水硫酸钠干燥,蒸除溶剂,用硅胶柱色谱法对所得混合物进行精制,获得N4-乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)胞苷(936mg,收率81%)。
1H-NMR(CDCl3):0.90-1.11(m,28H);2.28(s,3H);2.62-2.79(m,2H);3.78-3.89(m,1H);3.96-4.04(m,2H);4.19-4.23(m,3H);4.30(d,1H,J=13.6Hz);5.00(d,1H,J=6.8Hz);5.09(d,1H,J=6.8Hz);5.77(s,1H);7.44(d,1H,J=7.5Hz);8.30(d,1H,J=7.5Hz);10.13(s,1H)
ESI-质谱:611[M+H]+
步骤2 N 4 -乙酰基-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)胞苷的制备
将500mg(0.819mmol)步骤1获得的N4-乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)胞苷溶于2.5mL THF和2.5mL甲醇的混合溶剂,加入150mg(4.10mmol)氟化铵,于50℃反应4小时。反应结束后,用乙腈稀释,过滤,蒸除溶剂,再用硅胶柱色谱法对所得混合物进行精制,获得目标化合物(210mg,收率70%)。
1H-NMR(D2O):2.13(s,3H);2.66-2.71(m,2H);3.72-3.78(m,3H);3.90(dd,1H,J=13.0,2.6Hz);4.06-4.11(m,1H);4.20(dd,1H,J=7.1,5.2Hz);4.29(dd,1H,J=5.1,2.9Hz);4.83(d,1H,J=7.2Hz);4.94(d,1H,J=7.2Hz);5.95(d,1H,J=2.9Hz);7.25(d,1H,J=7.6Hz);8.25(d,1H,J=7.6Hz)
ESI-质谱:391[M+Na]+
参考例7 N 4 -乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙 氧基甲基)胞苷的制备
将9.9g(26.8mmol)2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)胞苷以吡啶共沸,用真空泵干燥30分钟。然后,溶于190mLTHF,在氩气氛下加入43g(538mmol)吡啶和20g分子筛4A,搅拌10分钟。将11.8g(34.9mmol)4,4’-二甲氧基三苯甲基氯以1小时的间隔分3次加入其中,再搅拌1小时。接着,加入2mL甲醇搅拌2分钟,再用硅藻土过滤,用乙酸乙酯洗涤。用蒸发器浓缩滤液后将残渣溶于乙酸乙酯,再与饱和碳酸氢钠水溶液分液。有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤,用无水硫酸镁干燥后蒸除溶剂。用硅胶柱色谱法对所得残渣进行精制,获得目标化合物(15g,收率83%)。
参考例8 N 2 -乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基 乙氧基甲基)鸟苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)
步骤1 N 2 -乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙 氧基甲基)鸟苷的制备
将627mg(1mmol)N2-乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)鸟苷溶于4mL的1,2-二氯乙烷,加入452mg(3.5mmol)二异丙基乙胺后加入365mg(1.2mmol)二氯化二丁基锡,室温下反应1小时。然后,将温度升至80℃,滴加155.4mg(1.3mmol)氯甲基2-氰基乙基醚,随即搅拌60分钟。反应结束后,在饱和碳酸氢钠水溶液中加入反应液,用二氯甲烷萃取,再用无水硫酸镁干燥,蒸除溶剂,利用30g的硅胶柱色谱对所得混合物进行精制,获得N2-乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)鸟苷(450mg,收率63%)。
1H-NMR(CDCl3):1.92(s,3H);2.47-2.51(m,2H);2.68(br.s,1H);3.30(dd,1H,10.7,3.8Hz);3.47(dd,1H,10.7,3.8Hz);3.55-3.60(m,1H);3.65-3.70(m,1H);3.74,3.75(2s,6H);4.22-4.23(m,1H);4.55-4.58(m,1H);4.78,4.83(2d,2H,J=7.0Hz);5.01(t,1H,J=5.1Hz);5.99(d,1H,J=5.1Hz);6.76-6.79(m,4H);7.17-7.44(m,9H);7.88(s,1H);8.36(br.s,1H);12.06(br.s,1H)
步骤2 N 2 -乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧 基甲基)鸟苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)的制备
将400mg(0.563mmol)步骤1获得的N2-乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)鸟苷溶于2mL二氯甲烷,加入181mg(1.4mmol)二异丙基乙胺,再滴加161mg(0.68mmol)2-氰基乙基N,N-二异丙基氯代亚磷酰胺,室温下反应1小时。反应后蒸除溶剂,利用20g的硅胶柱色谱对所得混合物进行精制,获得目标化合物(471mg,收率92%)。
参考例9 N 6 -乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙 氧基甲基)腺苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)
步骤1 N 6 -乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧 基甲基)腺苷的制备
将22.0g(36.0mmol)N6-乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)腺苷溶于170mL的1,2-二氯乙烷,加入16.3mg(126mmol)二异丙基乙胺后加入12.1g(39.7mmol)二氯化二丁基锡,室温下反应1小时。然后,将温度升至80℃搅拌15分钟,再滴加4.30g(36.0mmol)氯甲基2-氰基乙基醚,随即搅拌30分钟。反应结束后,在饱和碳酸氢钠水溶液中加入反应液,用二氯甲烷萃取,再用无水硫酸镁干燥,蒸除溶剂,用硅胶柱色谱法对所得混合物进行精制,获得N6-乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)腺苷(7.47g,收率33%)。
1H-NMR(CDCl3):2.51(t,2H,J=6.2Hz);2.58(d,1H,J=5.5Hz);2.61(s,3H);3.45(dd,1H,J=10.7,4.0Hz);3.54(dd,1H,J=10.7,3.2Hz);3.62-3.79(m,2H);3.79(s,6H);4.25(br.q,1H,J=4.6Hz);4.59(q,1H,J=5.2Hz);4.87-4.94(m,3H);6.23(d,1H,J=4.4Hz);6.80-6.83(m,4H);7.22-7.32(m,7H);7.40-7.43(m,2H);8.20(s,1H);8.61(br.s,1H);8.62(s,1H)
ESI-质谱:695[M+H]+
步骤2 N 6 -乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙 氧基甲基)腺苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)的制备
将10.0g(14.4mmol)步骤1获得的N6-乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)腺苷溶于75mL二氯甲烷,加入4.7g(36mmol)二异丙基乙胺,再滴加4.82g(20.3mmol)2-氰基乙基N,N-二异丙基氯代亚磷酰胺,室温下反应1小时。反应后剩余30mL左右的溶剂,进行蒸除,再用硅胶柱色谱法对所得混合物进行精制,获得目标化合物(12.0g,收率93%)。
ESI-质谱:895[M+H]+
参考例10 N 6 -乙酰基-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)腺苷
步骤1 N 6 -乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-(2- 氰基乙氧基甲基)腺苷的制备
使245mg(1.09mmol)N-碘琥珀酰亚胺和280mg(1.09mmol)三氟甲磺酸银悬浮于8mL二氯甲烷,加入分子筛4A,干燥。冰冷下,在其中加入将400mg(0.73mmol)N6-乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)腺苷和145mg(1.11mmol)甲硫基甲基2-氰基乙基醚溶于4mL二氯甲烷而形成的溶液,随即搅拌3小时。反应结束后加入二氯甲烷稀释,再用硫代硫酸钠水溶液和饱和碳酸氢钠水溶液进行洗涤,用无水硫酸镁干燥,蒸除溶剂,所得混合物用硅胶柱色谱法精制,获得N6-乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)腺苷(201mg,收率45%)。
1H-NMR(CDCl3):0.98-1.11(m,28H);2.62(s,3H);2.69(td,2H,6.5,J=1.5Hz);3.81-3.89(m,1H);4.02-4.09(m,2H);4.17(d,1H,J=9.4Hz);4.28(d,1H,J=13.4Hz);4.50(d,1H,J=4.5Hz);4.67(dd,1H,J=8.8,4.5Hz);5.02(d,1H,J=7.0Hz);5.08(d,1H,J=7.0Hz);6.10(s,1H);8.34(s,1H);8.66(s,1H);8.67(s,1H)
ESI-质谱:636[M+H]+
步骤2 N 6 -乙酰基-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)腺苷的制备
将300mg(0.47mmol)步骤1获得的N6-乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)腺苷溶于0.1mL乙酸和2mL的0.5M TBAF的THF溶液的混合溶液,室温下搅拌2小时。反应结束后用硅胶柱色谱法对所得反应混合物进行精制,获得目标化合物(160mg,收率86%)。
1H-NMR(DMSO-d6):2.25(s,3H);2.53-2.68(m,2H);3.41-3.46(m,1H);3.56-3.64(m,2H);3.69-3.73(m,1H);4.00-4.01(m,1H);4.36-4.37(m,1H);4.72-4.78(m,3H);5.20(bt,2H);5.41(d,1H,J=5.2Hz);6.17(d,1H,J=5.7Hz);8.66(s,1H);8.72(s,1H);10.72(s,1H)
ESI-质谱:415[M+Na]+
参考例11 N 6 -乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基 乙氧基甲基)腺苷的制备
将9.50g(24.2mmol)N6-乙酰基-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)腺苷溶于100mL脱水吡啶,浓缩干燥后,氩气氛下溶于100mL脱水吡啶。冰冷下,加入10.7g(31.2mmol)4,4’-二甲氧基三苯甲基氯,室温下反应1小时20分钟。反应结束后,用二氯甲烷稀释,再用水洗涤,用无水硫酸钠干燥,蒸除溶剂,用硅胶柱色谱法对所得混合物进行精制,获得目标化合物(13.8g,收率82%)。
参考例12 N 2 -苯氧基乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲 基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)鸟苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷 酰胺)
步骤1 N 2 -苯氧基乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰 基乙氧基甲基)鸟苷的制备
将720mg(1mmol)N2-苯氧基乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)鸟苷溶于4mL的1,2-二氯乙烷,加入452mg(3.5mmol)二异丙基乙胺后加入365mg(1.2mmol)二氯化二丁基锡,室温下反应1小时。然后,将温度升至80℃,再滴加155.4mg(1.3mmol)氯甲基2-氰基乙基醚,随即搅拌60分钟。反应结束后,在饱和碳酸氢钠水溶液中加入反应液,用二氯甲烷萃取,再用无水硫酸镁干燥,蒸除溶剂,利用30g的硅胶柱色谱对所得混合物进行精制,获得N2-苯氧基乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)鸟苷(384mg,收率48%)。
1H-NMR(CDCl3):2.47-2.51(m,2H);2.58(br.s,1H);3.42(dd,1H,10.1,3.8Hz);3.46(dd,1H,10.1,3.8Hz);3.53-3.57(m,1H);3.69-3.73(m,1H);3.77(s,6H);4.24-4.26(m,1H);4.48-4.50(m,1H);4.61-4.65(m,2H);4.83,4.87(2d,2H,J=7.0Hz);4.88(t,1H,J=5.7Hz);6.05(d,1H,J=5.7Hz);6.80-6.82(m,4H);6.92-6.96(m,3H);7.07-7.11(m,2H);7.20-7.42(m,9H);7.84(s,1H);8.99(s,1H);11.81(br.s,1H)
ESI-质谱:825[M+Na]+
步骤2 N 2 -苯氧基乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰 基乙氧基甲基)鸟苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)的制备
将320mg(0.399mmol)步骤1获得的N2-苯氧基乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)鸟苷溶于4mL二氯甲烷,加入128.8mg(0.996mmol)二异丙基乙胺,再滴加141.5mg(0.598mmol)2-氰基乙基N,N-二异丙基氯代亚磷酰胺,室温下反应1小时。反应后蒸除溶剂,再利用30g的硅胶柱色谱对所得混合物进行精制,获得目标化合物(316mg,收率79%)。
ESI-质谱:1003[M+H]+
参考例13 N 2 -苯氧基乙酰基-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)鸟苷
步骤1 N 2 -苯氧基乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’- O-(2-氰基乙氧基甲基)鸟苷的制备
将2.0g(3.0mmol)N2-苯氧基乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)鸟苷溶于16mL的THF,加入0.99g(7.6mmol)甲硫基甲基2-氰基乙基醚和1.0g分子筛4A,氩气氛下于—45℃搅拌10分钟。然后,加入0.68g(4.5mmol)三氟甲磺酸的5mLTHF溶液,搅拌后加入1.02g(4.5mmol)N-碘琥珀酰亚胺,搅拌15分钟。在反应液中加入饱和碳酸氢钠水溶液,过滤后用乙酸乙酯萃取,有机相用1M硫代硫酸氢钠水溶液洗涤,再依次用水和饱和氯化钠水溶液洗涤,接着用无水硫酸镁干燥,蒸除溶剂。所得残渣用硅胶柱色谱法精制,获得N2-苯氧基乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)鸟苷(2.0g,收率89%)。
1H-NMR(CDCl3):0.99-1.11(m,28H);2.59-2.77(m,2H);3.82-4.05(m,3H);4.15(d,1H,J=9.3Hz);4.25-4.35(m,2H);4.52-4.56(dd,1H,J=9.3,4.3Hz);5.00,5.07(2d,2H,J=7.2Hz);5.95(s,1H);6.99-7.12(m,3H);7.35-7.40(m,2H);8.09(s,1H);9.38(br.s,1H);11.85(br.s,1H)
ESI-质谱:766[M+Na]+
步骤2 N 2 -苯氧基乙酰基-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)鸟苷的制备
在2.83mL(2.83mmol)的1M TBAF/THF溶液中加入0.14mL(0.14mmol)乙酸,调制出溶液。将1.0g(1.35mmol)步骤1获得的N2-苯氧基乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)鸟苷溶于2.83mL THF,在其中加入先前调制的溶液,氩气氛下于室温搅拌1小时。减压下浓缩反应液后将其溶于二氯甲烷,用硅胶柱色谱法精制,获得目标化合物(0.67g,收率99%)。
1H-NMR(DMSO-d6):2.59-2.66(m,2H);3.41-3.63(m,4H);3.98(m,1H);4.32(m,1H);4.58-4.62(t,1H,J=5.3Hz);4.71-4.78(dd,2H,J=13.1,6.8Hz);4.87(s,2H);5.12(s,1H);5.37(s,1H);5.97(d,1H,J=6.1Hz);6.96-6.99(m,3H);7.28-7.34(m,2H);8.30(s,1H);11.78(br.s,2H)
ESI-质谱:500[M-H]-
参考例14 N 2 -苯氧基乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O- (2-氰基乙氧基甲基)鸟苷的制备
将660mg(1.32mmol)N2-苯氧基乙酰基-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)鸟苷以吡啶共沸,用真空泵干燥30分钟。然后,溶于9mL THF,在氩气氛下加入2.1g(26.4mmol)吡啶和600mg分子筛4A,搅拌10分钟。将540mg(1.58mmol)4,4’-二甲氧基三苯甲基氯以1小时的间隔分3次加入其中,再搅拌1小时。接着,加入2mL甲醇搅拌2分钟,再用硅藻土过滤,用乙酸乙酯洗涤。用蒸发器浓缩滤液后将残渣溶于乙酸乙酯,再与饱和碳酸氢钠水溶液分液。有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤,用无水硫酸镁干燥后蒸除溶剂。用硅胶柱色谱法对所得残渣进行精制,获得目标化合物(800mg,收率75%)。
参考例15 N 6 -乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’- O-(2-氰基乙氧基甲基)腺苷
步骤1 N 6 -乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-甲硫 基甲基腺苷的制备
将2.00g(3.62mmol)N6-乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)腺苷溶于25mL二甲亚砜,加入17.5mL乙酸酐和12.5mL乙酸,室温下搅拌14小时。反应结束后在200mL水中加入反应液,用乙酸乙酯萃取,用饱和碳酸氢钠水溶液进行洗涤,再用无水硫酸钠干燥,蒸除溶剂,用硅胶柱色谱法对所得混合物进行精制,获得N6-乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-甲硫基甲基腺苷(1.36g,收率61%)。
1H-NMR(CDCl3):0.96-1.11(m,28H);2.20(s,3H);2.61(s,3H);4.03(dd,1H,J=13.4,2.4Hz);4.18(d,1H,J=9.1Hz);4.27(d,1H,J=13.4Hz);4.63-4.71(m,2H);5.00(d,1H,J=11.5Hz);5.07(d,1H,J=11.5Hz);6.09(s,1H);8.31(s,1H);8.65(s,1H);8.69(s,1H)
ESI-质谱:635[M+Na]+
步骤2 N 6 -乙酰基-3’,5’-0-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-(2- 氰基乙氧基甲基)腺苷的制备
将1.00g(1.63mmol)步骤1获得的N6-乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-甲硫基甲基腺苷溶于25mL THF。加入5.88g(82.7mmol)3-羟基丙腈,再加入分子筛4A,干燥,冷却至—45℃。接着,加入440mg(1.96mmol)N-碘琥珀酰亚胺,再加入490mg(3.26mmol)三氟甲磺酸,于—45℃搅拌15分钟。反应结束后,在冷却的状态下加入三乙胺进行中和,用二氯甲烷稀释,再用硫代硫酸钠水溶液和饱和碳酸氢钠水溶液洗涤,用无水硫酸钠干燥,蒸除溶剂,所得混合物用硅胶柱色谱法精制,获得目标化合物(722mg,收率71%)。
试验例1 在加帽工序中使用的酰基化反应的活化剂及苯氧基乙酸衍生物的捕集剂的效果1
将负载有市售的5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)胸苷的CPG固相载体(333mg,15μmol)装入带玻璃滤器的柱子中,使用核酸自动合成机(ExpediteTM:美国应用生物系统公司(Applied Biosystems))进行低聚核酸(腺苷酰-[3’→5’]-胞苷酰-[3’→5’]-尿苷酰-[3’→5’]-鸟苷酰-[3’→5’]-腺苷酰-[3’→5’]-胞苷酰-[3’→5’]-尿苷酰-[3’→5’]-鸟苷酰-[3’→5’]-腺苷酰-[3’→5’]-胞苷酰-[3’→5’]-尿苷酰-[3’→5’]-鸟苷酰-[3’→5’]-腺苷酰-[3’→5’]-胞苷酰-[3’→5’]-尿苷酰-[3’→5’]-鸟苷酰-[3’→5’]-腺苷酰-[3’→5’]-胞苷酰-[3’→5’]-尿苷酰-[3’→5’]-鸟苷酰-[3’→5’]-胸苷)的合成。
作为核酸单体化合物使用N4-乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)腺苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)、N4-乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)胞苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)、5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)尿苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)、N4-苯氧基乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)鸟苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺),作为缩合催化剂使用苯甲基巯基四唑,作为氧化剂使用碘溶液,作为在加帽工序中使用的试剂使用以下的表1中记载的4种试剂,使核酸单体化合物缩合20次。
[表1]
对于在以上的条件下制得的各低聚核酸,作为切割试剂使用氨水-乙醇(3:1),于40℃用4小时实施从CPG固相载体的切割和各磷酸部位、碱基部位的保护基的脱离反应。过滤各反应化合物后减压下浓缩滤液,用含1%硝基甲烷的1M TBAF的THF溶液于室温反应3小时,进行2’位羟基的保护基的脱离反应。直接取出一部分未精制的在上述条件下制得的低聚核酸,进行HPLC分析。
图1为使用上述1的试剂而制得的未精制的低聚核酸在以下测定条件下进行HPLC的结果。图2为使用上述2的试剂而制得的未精制的低聚核酸在以下测定条件下进行HPLC的结果。图3为使用上述3的试剂而制得的未精制的低聚核酸在以下测定条件下进行HPLC的结果。图4为使用上述4的试剂而制得的未精制的低聚核酸在以下测定条件下进行HPLC的结果。
测定条件:
HPLC装置
送液单元:LC-10AT(株式会社岛津制作所制)
检测器:SPD-10AVP(株式会社岛津制作所制)
阴离子交换HPLC柱
DNAPac PA-100<4mmφ×250mm>(戴安(DIONEX)公司制)
柱温:50℃
流动相
梯度:线性梯度20分钟(B液:5—25%)
A液:含10%乙腈的25mM Tris-HCl缓冲液
B液:含10%乙腈、700mM高氯酸钠的25mM Tris-HCl缓冲液
流动相的流量:1ml/分钟
紫外可视分光光度计检测波长:260nm
接着,在乙醇中滴入各反应溶液,生成沉淀后离心分离母液和沉淀。通过倾析除去母液,用阴离子交换柱(DEAE)处理沉淀来除去不需要的峰后,用洗脱溶剂(含1.0M氯化钠水溶液的10mM磷酸缓冲液)精制。对溶液进行透析处理后,获得目标化合物。在用灭菌水稀释至约20OD/ml左右的试样200μl中添加核酸酶P1(0.5单位),于37℃反应48小时后,于37℃使碱性磷酸酶(5单位)和缓冲液(1mM MgCl2、0.1mM ZnCl2、1mM精脒的50mMTris-HCl缓冲液,pH9.3)反应24小时,进行酶分解。在以下测定条件下对各酶分解产物进行HPLC分析(参照图5、6、7)。
图5是对使用上述2的试剂制得的低聚核酸的酶分解产物在下述测定条件下进行HPLC分析的结果。图6是对使用上述3的试剂制得的低聚核酸的酶分解产物在下述测定条件下进行HPLC分析的结果。图7是对使用上述4的试剂制得的低聚核酸的酶分解产物在下述测定条件下进行HPLC分析的结果。
测定条件:
HPLC装置
送液单元:LC-10AS(株式会社岛津制作所制)
检测器:SPD-6AV(株式会社岛津制作所制)
反相HPLC柱
Develosil ODS-UG-5反相柱<4.6mmφ×250mm>(野村化学株式会社制)
柱温:40℃
流动相
梯度:等度(isocratic)20分钟
50mM磷酸二氢钾水溶液(pH3.0):甲醇=20:1
流动相的流量:1ml/分钟
紫外可视分光光度计检测波长:260nm
从图1~4的结果可确认,作为用于促进酰基化反应的活化剂使用2-DMAP时的加帽效率比使用NMI或4-DMAP时更好。作为苯氧基乙酸酐的捕集剂使用2,6-二甲基吡啶时的加帽效率比使用吡啶时更好。
从图5~7的结果可确认,作为酰基化反应的活化剂使用NMI或4-DMAP时,在保持时间约8.5分钟时可见少量的来自鸟苷的2,6-二氨基嘌呤体的生成。另一方面,作为酰基化反应的活化剂使用2-DMAP时,2,6-二氨基嘌呤体的生成明显下降,进一步地将碱由吡啶改为2,6-二甲基吡啶时,无法确认到2,6-二氨基嘌呤体的生成。
试验例2 在加帽工序中使用的酰基化反应的活化剂及苯氧基乙酸衍生物的捕集剂的效果2
将负载有市售的5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)胸苷的CPG固相载体(333mg,15μmol)装入带玻璃滤器的柱子中,使用核酸自动合成机(ExpediteTM:美国应用生物系统公司)进行低聚核酸(胞苷酰-[3’→5’]-尿苷酰-[3’→5’]-尿苷酰-[3’→5’]-腺苷酰-[3’→5’]-胞苷酰-[3’→5’]-鸟苷酰-[3’→5’]-胞苷酰-[3’→5’]-尿苷酰-[3’→5’]-鸟苷酰-[3’→5’]-腺苷酰-[3’→5’]-鸟苷酰-[3’→5’]-尿苷酰-[3’→5’]-腺苷酰-[3’→5’]-胞苷酰-[3’→5’]-尿苷酰-[3’→5’]-尿苷酰-[3’→5’]-胞苷酰-[3’→5’]-鸟苷酰-[3’→5’]-腺苷酰-[3’→5’]-胸苷酰-[3’→5’]-胸苷)的合成。
作为核酸单体化合物使用N4-乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)腺苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)、N4-乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)胞苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)、5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)尿苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)、N4-苯氧基乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(2-氰基乙氧基甲基)鸟苷3’-O-(2-氰基乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺),作为缩合催化剂使用苯甲基巯基四唑,作为氧化剂使用碘溶液,作为在加帽工序中使用的试剂使用以下的表2中记载的3种试剂,使核酸单体化合物缩合20次。
对于在以上的条件下制得的各低聚RNA,作为切割试剂使用氨水-乙醇(3:1),于40℃用4小时实施从CPG固相载体的切割和各磷酸部位、碱基部位的保护基的脱离反应。过滤各反应化合物后减压下浓缩滤液,用含1%硝基甲烷的1M TBAF的THF溶液于室温反应3小时,进行2’位羟基的保护基的脱离反应。然后,在乙醇中滴入各反应溶液,生成沉淀后离心分离母液和沉淀。通过倾析除去母液,用阴离子交换柱(DEAE)处理沉淀来除去不需要的峰后,用洗脱溶剂(含1.0M氯化钠水溶液的10mM磷酸缓冲液)精制。对溶液进行透析处理后,获得目标化合物。使用上述各试剂时的低聚核酸的收量和收率如下所示。
[表2]
通过MALDI-TOF-MS确认所得化合物为目标化合物。对应于计算值6607.06[M+H]+,各实测值分别为6607.69[M+H]+、6609.97[M+H]+、6607.91[M+H]+。
如上所述,在加帽工序中,通过使用2-DMAP作为酰基化反应的活化剂,使用2,6-二甲基吡啶作为苯氧基乙酸衍生物的捕集剂,低聚核酸的分离收率显著提高。
产业上利用的可能性
通过本发明的加帽工序,对于低聚核酸衍生物(2),可以令人满意的效率制得核糖5’位羟基被酰基保护了的低聚核酸衍生物(12)。
此外,通过本发明的加帽工序,如使用4-DMAP作为酰基化反应的活化剂时,不生成作为副产物的2,6-DAP。
如上所述,通过本发明的加帽工序,可以高纯度且方便地进行低聚核酸的制造。
附图的简单说明
图1表示由HPLC分析获得的色谱图。图中,纵轴为时间(分钟),横轴为吸收强度。
图2表示由HPLC分析获得的色谱图。图中,纵轴为时间(分钟),横轴为吸收强度。
图3表示由HPLC分析获得的色谱图。图中,纵轴为时间(分钟),横轴为吸收强度。
图4表示由HPLC分析获得的色谱图。图中,纵轴为时间(分钟),横轴为吸收强度。
图5表示由HPLC分析获得的色谱图。图中,纵轴为时间(分钟),横轴为吸收强度。
图6表示由HPLC分析获得的色谱图。图中,纵轴为时间(分钟),横轴为吸收强度。
图7表示由HPLC分析获得的色谱图。图中,纵轴为时间(分钟),横轴为吸收强度。
Claims (17)
1.以下的通式(12)表示的低聚核酸衍生物的制造方法,其特征在于,在用酰基保护以下的通式(2)表示的低聚核酸衍生物的核糖的5’位羟基的加帽工序中,作为酰基化试剂使用以下的通式(11a)表示的苯氧基乙酸酐衍生物,作为酰基化反应的活化剂使用以下的通式(11b)或(11c)表示的吡啶衍生物,
式(2)、(11a)、(11b)、(11c)及(12)中,各Bx分别独立,表示可具有保护基的核酸碱基或其修饰体,n表示1~200的范围内的整数,各Q分别独立,表示O或S,各WG2表示吸电子基团,R51、R52、R53分别相同或不同,表示H、烷基或卤素,R6a、R6b、R7a、R7b、R7c、R7d分别相同或不同,表示烷基,R6c、R6d分别相同或不同,表示H或烷基,
各R4分别独立,表示H、卤素、烷氧基、烷硫基、烷基氨基、二烷基氨基、链烯氧基、链烯硫基、链烯基氨基、二链烯基氨基、炔氧基、炔硫基、炔基氨基、二炔基氨基、烷氧基烷基氧基或以下的通式(3)表示的取代基,
式(3)中,WG1表示吸电子基团,
E表示酰基或以下的通式(4)表示的取代基,
式(4)中,E1表示单键或以下的通式(5)表示的取代基,
式(5)中,Q、WG2的含义如前所述,
T表示H、酰氧基、卤素、烷氧基、烷硫基、烷基氨基、二烷基氨基、链烯氧基、链烯硫基、链烯基氨基、二链烯基氨基、炔氧基、炔硫基、炔基氨基、二炔基氨基、烷氧基烷基氧基、上述通式(3)表示的取代基或上述通式(4)表示的取代基,但E或T的任一方为取代基(4)。
2.如权利要求1所述的低聚核酸衍生物的制造方法,其特征在于,吡啶衍生物(11b)为2-二甲基氨基吡啶。
3.如权利要求1所述的低聚核酸衍生物的制造方法,其特征在于,苯氧基乙酸酐衍生物(11a)为苯氧基乙酸酐。
4.如权利要求1所述的低聚核酸衍生物的制造方法,其特征在于,WG1为氰基。
5.如权利要求1~4中任一项所述的低聚核酸衍生物的制造方法,其特征在于,还使用吡啶或2,6-二甲基吡啶。
6.以下的通式(A)表示的低聚核酸的制造方法,
式(A)中,各B分别独立,表示核酸碱基或其修饰体,n表示1~200的范围内的整数,各Q分别独立,表示O或S,各R分别独立,表示H、羟基、卤素、烷氧基、烷硫基、烷基氨基、二烷基氨基、链烯氧基、链烯硫基、链烯基氨基、二链烯基氨基、炔氧基、炔硫基、炔基氨基、二炔基氨基或烷氧基烷基氧基,Z表示H、磷酸基或硫代磷酸基,
其特征在于,包括下述步骤:在用酰基保护以下的通式(2)表示的低聚核酸衍生物的核糖的5’位羟基的加帽工序中,作为酰基化试剂使用以下的通式(11a)表示的苯氧基乙酸酐衍生物,作为酰基化反应的活化剂使用以下的通式(11b)或(11c)表示的吡啶衍生物,藉此制备以下的通式(12)表示的低聚核糖衍生物,
式(2)、(11a)、(11b)、(11c)及(12)中,各Q分别独立,其含义如前所述,n如前所述,各Bx分别独立,表示可具有保护基的核酸碱基或其修饰体,各WG2表示吸电子基团,R51、R52、R53分别相同或不同,表示H、烷基或卤素,R6a、R6b、R7a、R7b、R7c、R7d分别相同或不同,表示烷基,R6c、R6d分别相同或不同,表示H或烷基,
各R4分别独立,表示H、卤素、烷氧基、烷硫基、烷基氨基、二烷基氨基、链烯氧基、链烯硫基、链烯基氨基、二链烯基氨基、炔氧基、炔硫基、炔基氨基、二炔基氨基、烷氧基烷基氧基或以下的通式(3)表示的取代基,
式(3)中,WG1表示吸电子基团,
E表示酰基或以下的通式(4)表示的取代基,
式(4)中,E1表示单键或以下的通式(5)表示的取代基,
式(5)中,Q、WG2的含义如前所述,
T表示H、酰氧基、卤素、烷氧基、烷硫基、烷基氨基、二烷基氨基、链烯氧基、链烯硫基、链烯基氨基、二链烯基氨基、炔氧基、炔硫基、炔基氨基、二炔基氨基、烷氧基烷基氧基、上述通式(3)表示的取代基或上述通式(4)表示的取代基,但E或T的任一方为取代基(4)。
7.如权利要求6所述的低聚核酸的制造方法,其特征在于,吡啶衍生物(11b)为2-二甲基氨基吡啶。
8.如权利要求6所述的低聚核酸的制造方法,其特征在于,苯氧基乙酸酐衍生物(11a)为苯氧基乙酸酐。
9.如权利要求6所述的低聚核酸的制造方法,其特征在于,WG1为氰基。
10.如权利要求6~9中任一项所述的低聚核酸的制造方法,其特征在于,还使用吡啶或2,6-二甲基吡啶。
11.以下的通式(A)表示的低聚核酸的制造方法,
式(A)中,各B分别独立,表示核酸碱基或其修饰体,n表示1~200的范围内的整数,各Q分别独立,表示O或S,各R分别独立,表示H、羟基、卤素、烷氧基、烷硫基、烷基氨基、二烷基氨基、链烯氧基、链烯硫基、链烯基氨基、二链烯基氨基、炔氧基、炔硫基、炔基氨基、二炔基氨基或烷氧基烷基氧基,Z表示H、磷酸基或硫代磷酸基,
其特征在于,包括下述步骤A~H:
步骤A:
使酸作用于以下的通式(1)表示的(低聚)核酸衍生物,藉此脱离5’位羟基的保护基,制备以下的通式(2)表示的(低聚)核酸衍生物的步骤,
式(1)及(2)中,各Q分别独立,其含义如前所述,n如前所述,各Bx分别独立,表示可具有取代基的核酸碱基或其修饰体,R1表示以下的通式(10)表示的取代基,
式(10)中,R11、R12、R13相同或不同,表示氢或烷氧基,
各WG2表示吸电子基团,各R4分别独立,表示H、卤素、烷氧基、烷硫基、烷基氨基、二烷基氨基、链烯氧基、链烯硫基、链烯基氨基、二链烯基氨基、炔氧基、炔硫基、炔基氨基、二炔基氨基、烷氧基烷基氧基或以下的通式(3)表示的取代基,
式(3)中,WG1表示吸电子基团,
E表示酰基或以下的通式(4)表示的取代基,
式(4)中,E1表示单键或以下的通式(5)表示的取代基,
式(5)中,Q、WG2的含义如前所述,
T表示H、酰氧基、卤素、烷氧基、烷硫基、烷基氨基、二烷基氨基、链烯氧基、链烯硫基、链烯基氨基、二链烯基氨基、炔氧基、炔硫基、炔基氨基、二炔基氨基、烷氧基烷基氧基、上述通式(3)表示的取代基或上述通式(4)表示的取代基,但E或T的任一方为取代基(4),
步骤B:
采用活化剂使核酸单体化合物与步骤A制得的(低聚)核酸衍生物(2)缩合,制备以下的通式(9)表示的低聚核酸衍生物的步骤,
式(2)及(9)中,各Bx、各Q、各R4、各WG2分别独立,其含义如前所述,E、n、R1、T的含义如前所述,
步骤C:
用酰基保护在步骤B中未反应的(低聚)核酸衍生物(2)的核糖的5’位羟基的加帽工序中,作为酰基化试剂使用以下的通式(11a)表示的苯氧基乙酸酐衍生物,作为酰基化反应的活化剂使用以下的通式(11b)或(11c)表示的吡啶衍生物,藉此制备以下的通式(12)表示的低聚核糖衍生物的步骤,
式(2)、(11a)、(11b)、(11c)及(12)中,各Bx、各Q、各R4、各WG2分别独立,其含义如前所述,E、n、T如前所述,R51、R52、R53分别相同或不同,表示H、烷基或卤素,R6a、R6b、R7a、R7b、R7c、R7d分别相同或不同,表示烷基,R6c、R6d分别相同或不同,表示H或烷基,
步骤D:
通过使氧化剂作用于步骤B中制备的低聚核酸衍生物(9)而将亚磷酸基转变为磷酸基或硫代磷酸基的步骤,
式(9)及(13)中,各Bx、各Q、各R4、各WG2分别独立,其含义如前所述,E、n、R1、T的含义如前所述,
步骤E:
将步骤D制备的低聚核酸衍生物(13)从固相载体切割,脱离各核酸碱基部及各磷酸基的保护基的步骤,
式(13)及(14)中,各B、各Bx、各Q、各R4、各WG2、Z分别独立,其含义如前所述,E、n、R、R1、T、Z的含义如前所述,
步骤F:
使用于脱离各核糖的2’位羟基的保护基的试剂作用于步骤E制造的低聚核酸衍生物(14),藉此制备以下的通式(15)表示的低聚核酸衍生物的步骤,
式(14)及(15)中,各B、各Q、各R、各R4分别独立,其含义如前所述,n、R1、Z的含义如前所述,
步骤G:
将步骤F制造的低聚核酸衍生物(15)的5’位羟基脱离的步骤,
式(15)及(A)中,各B、各Q、各R分别独立,其含义如前所述,n、R1、Z的含义如前所述,
步骤H:
分离精制步骤G制备的低聚核酸(A)的步骤。
13.如权利要求11或12所述的低聚核酸的制造方法,其特征在于,通过重复步骤A~D,制造所需链长的低聚核酸。
14.如权利要求11~13中任一项所述的低聚核酸的制造方法,其特征在于,吡啶衍生物(11b)为2-二甲基氨基吡啶。
15.如权利要求11~13中任一项所述的低聚核酸的制造方法,其特征在于,苯氧基乙酸酐衍生物(11a)为苯氧基乙酸酐。
16.如权利要求11~13中任一项所述的低聚核酸的制造方法,其特征在于,WG1为氰基。
17.如权利要求11~16中任一项所述的低聚核酸的制造方法,其特征在于,还使用吡啶或2,6-二甲基吡啶。
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