CN110198948A - 新颖的糖苷化合物及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于,提供更高效并且高纯度地制造适合于核酸制造(合成)的亚磷酰胺的方法。使用糖苷化合物与下述化学式(105)所示的醚、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐的偶联反应,能够得到能进行高效率的核酸合成的亚磷酰胺。(式中,n为正整数,R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团。)

Description

新颖的糖苷化合物及其制造方法
技术领域
本发明涉及糖苷化合物及其制造方法。
背景技术
作为DNA、RNA等核酸的制造(合成)方法,使用例如亚磷酰胺(phosphoramidite)法等。作为利用亚磷酰胺法的核酸合成的原料,使用核苷的亚磷酰胺(以下有时简称为“亚磷酰胺”)。作为上述亚磷酰胺的2’-位保护基团,使用例如TBDMS(叔丁基二甲基甲硅烷基[tert-butyldimethylsilyl])基团、TOM(三异丙基甲硅烷氧基甲基[triisopropylsilyloxymethyl])基团、ACE(双(2-乙酰氧基乙氧基)甲基[bis(2-acetoxyethoxy)methyl])基团等多种保护基团。
但是,TOM亚酰胺(amidite)、ACE亚酰胺等现有的亚磷酰胺由于其制造成本高而难以作为药品等的合成原料使用。另外,TBDMS亚酰胺在通过偶联(缩合)反应合成核酸时,有核酸收率和纯度不怎么高的情况。
因此,正在尝试开发能够提供亚磷酰胺的保护基团,所述亚磷酰胺能够以低成本制造且能够以高收率且高纯度制造核酸(专利文献1和2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2013/027843
专利文献2:WO2008/090829
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于,提供更高效并且高纯度地制造适合于核酸制造(合成)的亚磷酰胺的方法。
用于解决问题的方案
本发明人为了达到上述目的进行了深入研究,结果发现,通过使用3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基[3,4-diacetoxybutoxymethyl](以下称为DBM)基团作为亚磷酰胺的2’-位的保护基团,与以往相比可以更高效且高纯度地制造亚磷酰胺,从而完成了本发明。
即,本发明如下所述。
[1]一种下述化学式(1)所示的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐。
在上述化学式(1)中,
B为具有核酸碱基骨架的原子团,任选具有或不具有保护基团,
R1和R2分别为氢原子或保护基团,
或者,R1与R2任选成为一体,形成下述化学式(R1R2A)或(R1R2B)所示的原子团,
各R1a分别为氢原子、直链或支链烷基、或者直链或支链烷氧基,任选相同或不同,
R3为下述化学式(R3)所示的基团,
在上述化学式(R3)中,
n为正整数,
R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团。
[2]根据上述[1]所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,R与R’相同或不同,为酰基。
[3]根据上述[1]所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,R和R’为乙酰基。
[4]根据上述[1]~[3]中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在上述化学式(1)中,
R1为氢原子或下述化学式(R1A)、(R1B)、(R1C)或(R1D)中的任一者所示的取代基。
在上述化学式(R1A)中,
R11~R13分别为直链或支链烷氧基、或者直链或支链烷基、或者不存在,任选相同或不同,
在R11~R13分别存在的情况下,任选为1个或多个,在为多个的情况下,任选相同或不同,
在上述化学式(R1B)中,
R14~R16分别为氢原子、直链或支链烷基、或者直链或支链烷氧基,任选相同或不同,
在上述化学式(R1C)中,
R17~R19分别为氢原子、卤素、直链或支链烷基、直链或支链烯基、直链或支链炔基、直链或支链卤代烷基、芳基、杂芳基、直链或支链芳基烷基、环烷基、环烯基、直链或支链环烷基烷基、直链或支链环基烷基、直链或支链羟基烷基、直链或支链烷氧基烷基、直链或支链氨基烷基、直链或支链杂环基烯基、直链或支链杂环基烷基、直链或支链杂芳基烷基、甲硅烷基、甲硅烷氧基烷基、单/二/三烷基甲硅烷基、或单/二/三烷基甲硅烷氧基烷基,任选相同或不同,
在上述化学式(R1D)中,
R20~R22分别为氢原子、或者直链或支链烷基,任选相同或不同。
[5]根据上述[1]~[3]中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在上述化学式(1)中,
R1为氢原子或下述化学式(R1Aa)、(R1Ba)、(R1Ca)、(R1Cb)、或(R1Da)所示的取代基。
[6]根据上述[1]~[3]中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在上述化学式(1)中,
R1与R2成为一体,形成上述化学式(R1R2A)或(R1R2B)所示的原子团,
在上述化学式(R1R2A)和(R1R2B)中,
各R1a分别为氢原子、直链或支链烷基、或者直链或支链烷氧基,任选相同或不同。
[7]根据上述[1]~[5]中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,上述化学式(1)所示的糖苷化合物为下述化学式(2)所示的糖苷化合物。
在上述化学式(2)中,
B、R1和R3与上述化学式(1)中相同,
其中,R1为保护基团,
A为下述化学式(2-1)、(2-2-1)、(2-2-2)或(2-2-3)所示的基团。
R2a和R2b分别为氢原子或任意的取代基,任选相同或不同,
或者,R2a和R2b任选与它们所键合的氮原子成为一体而形成非芳香环,上述非芳香环任选具有或不具有上述氮原子以外的氮原子、氧原子或硫原子,进而任选具有或不具有取代基,
R2c为氢原子、吸电子基或任意的取代基,进而任选被吸电子基[D2]取代或未被其取代。
[8]根据上述[7]所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在上述化学式(2-1)中,
R2a和R2b分别为氢原子、卤素、直链或支链烷基、直链或支链烯基、直链或支链炔基、直链或支链卤代烷基、芳基、杂芳基、直链或支链芳基烷基、环烷基、环烯基、直链或支链环烷基烷基、直链或支链环基烷基、直链或支链羟基烷基、直链或支链烷氧基烷基、直链或支链氨基烷基、直链或支链杂环基烯基、直链或支链杂环基烷基、直链或支链杂芳基烷基、甲硅烷基、甲硅烷氧基烷基、单/二/三烷基甲硅烷基、或单/二/三烷基甲硅烷氧基烷基,进而任选被吸电子基取代或未被其取代,
或者,R2a和R2b任选与它们所键合的氮原子成为一体而形成5~6元环的非芳香环,上述非芳香环任选具有或不具有上述氮原子以外的氮原子、氧原子或硫原子,进而任选具有或不具有取代基。
[9]根据上述[7]所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在上述化学式(2-1)中,
R2a和R2b分别为甲基、乙基、异丙基、或叔丁基,
或者,R2a和R2b与它们所键合的氮原子成为一体而形成哌啶基、吗啉代基、吡咯烷基、硫代吗啉代基、或其它含氮脂环式基。
[10]根据上述[7]~[9]中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在上述化学式(2-1)中,
R2c为氢原子、卤素、直链或支链烷基、直链或支链烯基、直链或支链炔基、直链或支链卤代烷基、芳基、杂芳基、直链或支链芳基烷基、环烷基、环烯基、直链或支链环烷基烷基、直链或支链环基烷基、直链或支链羟基烷基、直链或支链烷氧基烷基、直链或支链氨基烷基、直链或支链杂环基烯基、直链或支链杂环基烷基、直链或支链杂芳基烷基、甲硅烷基、甲硅烷氧基烷基、单/二/三烷基甲硅烷基、或单/二/三烷基甲硅烷氧基烷基,进而任选被吸电子基[D2]取代或未被其取代。
[11]根据上述[7]~[9]中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在上述化学式(2-1)中,
R2c为被吸电子基[D2]取代的直链或支链烷基。
[12]根据上述[7]~[11]中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在上述化学式(2-1)中,
在R2c中,上述吸电子基[D2]为氰基、硝基、烷基磺酰基、卤素、芳基磺酰基、或三卤代甲基。
[13]根据上述[7]~[11]中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在上述化学式(2-1)中,
R2c为烯基或乙炔基、或者被吸电子基[D2]取代并与[D2]一起形成氰乙基。
[14]根据上述[1]~[5]和[7]~[13]中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,上述化学式(1)所示的糖苷化合物为下述化学式(3)所示的糖苷化合物。
在上述化学式(3)中,
R、R’、B和n与上述化学式(1)中相同,
DMTr为4,4’-二甲氧基(三苯基甲基)基团,
A’为下述化学式(3-1)、(3-2-1)或(3-2-2)所示的基团。
CPG:可控孔径玻璃
Ac:乙酰基
[15]根据上述[1]所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,上述化学式(1)所示的糖苷化合物为下述化学式(AA5)、(AB5)、(C5)、(G5)或(U5)所示的糖苷化合物。
在上述化学式(AA5)、(AB5)、(C5)、(G5)和(U5)中,R、R’和n与上述化学式(1)中相同,DMTr为4,4’-二甲氧基(三苯基甲基)基团,A’为下述化学式(3-1)、(3-2-1)或(3-2-2)所示的基团。
CPG可控孔径玻璃
Ac:乙酥基
[16]根据上述[1]~[15]中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在上述化学式(1)中,n=1。
[17]一种制造下述化学式(105)所示的醚的方法,其包含:
(1)将下述化学式(102)所示的化合物甲基硫代甲基化而制造下述化学式(103)所示的化合物;
(2)将下述化学式(103)所示的化合物供于开环反应而制造下述化学式(104)所示的化合物;和
(3)对下述化学式(104)所示的化合物的羟基进行保护,根据需要在卤化剂和路易斯酸的存在下反复进行与甲基硫代甲醇的偶联反应。
在各式中,
n为正整数,
R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团。
[18]根据上述[17]所述的方法,其中,化学式(102)所示的醇是使下述化学式(101)所示的二醇通过环化进行保护而得到的。
[19]一种制造下述化学式(102)所示的化合物的方法,其包含:
(1)将下述化学式(101-1)所示的化合物碱水解而制造下述化学式(101-2)所示的醇;
(2)对下述化学式(101-2)所示的醇的羟基进行保护而制造下述化学式(101-3)所示的化合物;
(3)将下述化学式(101-3)所示的化合物氧化而制造下述化学式(101-4)所示的化合物;
(4)将下述化学式(101-4)所示的化合物异丙叉基化而制造下述化学式(101-5)所示的化合物;和
(5)将下述化学式(101-5)所示的化合物脱保护。
在各式中,
POH为羟基的保护基团,
X为卤素原子、乙酰氧基、任选被取代的羧基或任选被取代的氨基甲酰基。
[20]一种制造下述化学式(105)所示的醚的方法,其包含:
(1)对下述化学式(104-1)所示的化合物的4位的羟基进行保护而制造下述化学式(104-2)所示的羟基羧酸;
(2)对下述化学式(104-2)所示的羟基羧酸的羟基进行保护、酰基化而制造下述化学式(104-3)所示的化合物;
(3)对下述化学式(104-3)所示的化合物的4位进行脱保护而制造下述化学式(104-4)所示的化合物;和
(4)将下述化学式(104-4)所示的化合物甲基硫代甲基化,根据需要在卤化剂和路易斯酸的存在下反复进行与甲基硫代甲醇的偶联反应。
在各式中,
n为正整数,
P’OH为羟基的保护基团,
R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团。
[21]根据上述[17]或[20]所述的制造方法,其中,R和R’为乙酰基。
[22]一种下述化学式(105)所示的醚、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐。
式中,
n为正整数,
R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团。
[23]一种上述[1]~[16]中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐的制造方法,其包含下述偶联工序:
使下述化学式(106)所示的糖苷化合物与下述化学式(105)所示的醚在卤化剂和路易斯酸的存在下进行偶联反应,制造下述化学式(1a)所示的糖苷化合物,
下述化学式(1a)所示的糖苷化合物是上述化学式(1)中的R1与R2成为一体而形成了上述化学式(R1R2A)或(R1R2B)所示的原子团的糖苷化合物。
在上述化学式(106)和(1a)中,
L2为上述化学式(R1R2A)或(R1R2B)所示的原子团,
在上述化学式(105)、(106)和(1a)中,
B、n、R和R’与上述化学式(1)中相同。
[24]根据上述[23]所述的制造方法,其还包含下述脱保护工序:
从上述化学式(1a)所示的糖苷化合物脱去上述原子团L2的保护而制造下述化学式(1b)所示的糖苷化合物,
下述化学式(1b)所示的糖苷化合物是在上述化学式(1)中R1和R2为氢原子的糖苷化合物。
在上述化学式(1b)中,
B、n、R和R’与上述化学式(1)中相同。
[25]根据上述[24]所述的制造方法,其还包含下述保护基团导入工序:
向上述化学式(1b)中导入保护基团R1和R2而制造下述化学式(1c)所示的糖苷化合物,
下述化学式(1c)所示的糖苷化合物是在上述化学式(1)中R1和R2为除氢原子、上述化学式(R1R2A)和(R1R2B)以外所示的糖苷化合物。
在上述化学式(1c)中,
R1和R2是上述化学式(1)中的R1和R2中除氢原子、上述化学式(R1R2A)和(R1R2B)以外的基团,
B、n、R和R’与上述化学式(1)中相同。
[26]根据上述[23]~[25]中任一项所述的制造方法,其中,上述卤化剂为选自由N-氯代琥珀酰亚胺、N-溴代琥珀酰亚胺、N-碘代琥珀酰亚胺、碘、溴和氯组成的组中的至少一个。
[27]根据上述[23]~[26]中任一项所述的制造方法,其中,上述路易斯酸为选自由全氟烷基羧酸、全氟烷基磺酸、烷基磺酸和它们的盐组成的组中的至少一个。
[28]根据上述[23]~[27]中任一项所述的制造方法,其中,上述路易斯酸为三氟甲磺酸或甲磺酸。
[29]根据上述[23]~[28]中任一项所述的制造方法,其中,在分子筛的共存下进行上述偶联反应。
[30]一种核酸、其对映异构体、互变异构体或立体异构体,其包含下述化学式(I’)所示的结构,
在上述化学式(I’)中,B与上述化学式(1)、(2)或(3)中相同,
R101为下述化学式(R3)或(R4)所示的基团,
在上述化学式中,
n为正整数,
R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团。
各B任选相同或不同,各R101任选相同或不同,
m为正整数。
[31]一种核酸的制造方法,其为包含下述化学式(I)所示的结构的核酸的制造方法,其特征在于,其包含下述缩合工序:使上述[7]~[16]中任一项所述的糖苷化合物进行缩合反应。
在上述化学式(I)中,B与上述化学式(1)、(2)或(3)中相同,
R100为氢原子或羟基、或者下述化学式(R3)或(R4)所示的基团,
在上述化学式中,
n为正整数,
R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团,
各B任选相同或不同,各R100任选相同或不同,
m为正整数。
[32]根据上述[31]所述的方法,其包含:对通过缩合反应得到的缩合化合物中的2’位进行脱保护的工序。
[33]根据上述[32]所述的方法,其中,脱保护通过(i)氨处理工序、(ii)高碘酸处理工序、和(iii)四烷基卤化铵处理工序实施。
[34]根据上述[33]所述的方法,其包含:在(ii)高碘酸处理工序和(iii)四烷基卤化铵处理工序之间对2’位的甲酰基进行保护的工序。
[35]根据上述[34]所述的方法,其中,在对2’位的甲酰基进行保护的工序中,使胺化合物进行反应。
[36]根据上述[35]所述的方法,其中,胺化合物为具有吸电子性基团的苄胺化合物。
[37]根据上述[31]~[36]中任一项所述的方法,其中,在上述化学式(I)中,各R100为羟基。
[38]根据上述[31]~[36]中任一项所述的方法,其中,在上述化学式(I)中,各R100为氢原子,
所述方法还包含下述逆转录工序:通过逆转录由通过上述缩合工序得到的核酸制造上述化学式(I)所示的核酸。
[39]根据上述[31]所述的方法,其包含下述工序:用四烷基卤化铵对包含上述化学式(I)所示的结构、且各R100为化学式(R4)所示的基团的核酸进行处理,由此得到包含上述化学式(I)所示的结构、且各R100为羟基的核酸。
发明的效果
根据本发明的糖苷化合物、醚、醚的制造方法、糖苷化合物的制造方法,能够提供可以低成本制造、并且能够高收率且高纯度地制造核酸的亚磷酰胺。另外,根据本发明的核酸的制造方法,能够使用上述亚磷酰胺高收率且高纯度地制造核酸。
附图说明
图1是实施例7中制造的核酸(反应混合物)的HPLC图。
图2是实施例7中制造的核酸(反应混合物)的质谱图。
图3是实施例8中制造的核酸(反应混合物)的HPLC图。
图4是实施例8中制造的核酸(反应混合物)的质谱图。
图5是实施例10中制造的核酸(反应混合物)的HPLC图。
图6是实施例10中制造的核酸(反应混合物)的质谱图。
具体实施方式
以下列举例子对本发明进行详细说明。但是,本发明不因以下的说明而受限定。
本说明书中使用的术语只要没有特别声明,则可以以该技术领域中通常使用的意思来使用。
“具有核酸碱基骨架的原子团”是指:在其整个结构或部分结构中具有核酸碱基骨架的官能团。这里,“核酸碱基骨架”可以是天然核酸碱基骨架或人工核酸碱基骨架,优选为天然核酸碱基骨架。
作为该天然核酸碱基,更优选为腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、尿嘧啶、胸腺嘧啶或其它含氮芳香环(例如,5-烷基嘧啶、5-卤代嘧啶、脱氮嘌呤、脱氮嘧啶、氮杂嘌呤、氮杂嘧啶)。
作为“卤素”,可列举氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。
“吸电子基”是指:与氢原子相比容易从键合原子侧吸引电子的基团。具体可列举:氰基、硝基、烷基磺酰基(例如,甲基磺酰基、乙基磺酰基)、卤素(氟原子、氯原子、溴原子或碘原子)、芳基磺酰基(例如,苯基磺酰基、萘基磺酰基)、三卤代甲基(例如,三氯甲基、三氟甲基)、四烷基铵(例如,四甲基铵)等。
“羟基的保护基团”是指:为了防止羟基的反应而导入的、本领域技术人员公知的一般的羟基的保护基团。例如Protective Groups in Organic Synthesis,published byJohn Wiley and Sons(1980)中记载的保护基团等,具体可列举:乙酰基、苯甲酰基等酰基系保护基团;三苯甲基、4-甲氧基三苯甲基、4,4’-二甲氧基三苯甲基、苄基等烷基系保护基团;三甲基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基等甲硅烷基系保护基团。
本发明中,“烷基”例如包含直链状或支链状的烷基。上述烷基的碳数没有特别限制,例如为1~30,优选为1~12、1~6或1~4。上述烷基可列举例如:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基等。可优选列举例如: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、正己基、异己基等。关于结构中包含烷基的基团(烷基氨基、烷氧基等)或由烷基衍生的基团(卤代烷基、羟基烷基、氨基烷基、烷酰基等)也同样。
本发明中,“烯基”例如包含直链状或支链状的烯基。上述烯基可列举在上述烷基中具有1个或多个双键的基团等。上述烯基的碳数没有特别限制,例如与上述烷基同样,优选为2~12或2~8。上述烯基可列举例如:乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1,3-丁二烯基、3-甲基-2-丁烯基等。
本发明中,“炔基”例如包含直链状或支链状的炔基。上述炔基可列举在上述烷基中具有1个或多个三键的基团等。上述炔基的碳数没有特别限制,例如与上述烷基同样,优选为2~12或2~8。上述炔基可列举例如:乙炔基、丙炔基、丁炔基等。上述炔基例如可以还具有1个或多个双键。
本发明中,“芳基”例如包含单环芳香族烃基和多环芳香族烃基。上述单环芳香族烃基可列举例如苯基等。上述多环芳香族烃基可列举例如:1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基等。可优选列举例如:苯基、1-萘基和2-萘基等萘基等。
本发明中,“杂芳基”例如包含单环芳香族杂环式基和稠合芳香族杂环式基。上述杂芳基可列举例如:呋喃基(例如,2-呋喃基、3-呋喃基)、噻吩基(例如,2-噻吩基、3-噻吩基)、吡咯基(例如,1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基)、咪唑基(例如,1-咪唑基、2-咪唑基、4-咪唑基)、吡唑基(例如,1-吡唑基、3-吡唑基、4-吡唑基)、三唑基(例如,1,2,4-三唑-1-基、1,2,4-三唑-3-基、1,2,4-三唑-4-基)、四唑基(例如,1-四唑基、2-四唑基、5-四唑基)、噁唑基(例如,2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基)、异噁唑基(例如,3-异噁唑基、4-异噁唑基、5-异噁唑基)、噻唑基(例如,2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基)、噻二唑基、异噻唑基(例如,3-异噻唑基、4-异噻唑基、5-异噻唑基)、吡啶基(例如,2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基)、哒嗪基(例如,3-哒嗪基、4-哒嗪基)、嘧啶基(例如,2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-嘧啶基)、呋咱基(furazanyl)(例如:3-呋咱基)、吡嗪基(例如,2-吡嗪基)、噁二唑基(例如,1,3,4-噁二唑-2-基)、苯并呋喃基(例如,2-苯并[b]呋喃基、3-苯并[b]呋喃基、4-苯并[b]呋喃基、5-苯并[b]呋喃基、6-苯并[b]呋喃基、7-苯并[b]呋喃基)、苯并噻吩基(例如,2-苯并[b]噻吩基、3-苯并[b]噻吩基、4-苯并[b]噻吩基、5-苯并[b]噻吩基、6-苯并[b]噻吩基、7-苯并[b]噻吩基)、苯并咪唑基(例如,1-苯并咪唑基、2-苯并咪唑基、4-苯并咪唑基、5-苯并咪唑基)、二苯并呋喃基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、喹喔啉基(例如,2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、6-喹喔啉基)、噌啉基(例如,3-噌啉基、4-噌啉基、5-噌啉基、6-噌啉基、7-噌啉基、8-噌啉基)、喹唑啉基(例如,2-喹唑啉基、4-喹唑啉基、5-喹唑啉基、6-喹唑啉基、7-喹唑啉基、8-喹唑啉基)、喹啉基(例如,2-喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基、5-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、8-喹啉基)、酞嗪基(例如,1-酞嗪基、5-酞嗪基、6-酞嗪基)、异喹啉基(例如,1-异喹啉基、3-异喹啉基、4-异喹啉基、5-异喹啉基、6-异喹啉基、7-异喹啉基、8-异喹啉基)、嘌呤基(puryl)、喋啶基(例如,2-喋啶基、4-喋啶基、6-喋啶基、7-喋啶基)、咔唑基、菲啶基、吖啶基(例如,1-吖啶基、2-吖啶基、3-吖啶基、4-吖啶基、9-吖啶基)、吲哚基(例如,1-吲哚基、2-吲哚基、3-吲哚基、4-吲哚基、5-吲哚基、6-吲哚基、7-吲哚基)、异吲哚基、吩嗪基(例如,1-吩嗪基、2-吩嗪基)或吩噻嗪基(例如,1-吩噻嗪基、2-吩噻嗪基、3-吩噻嗪基、4-吩噻嗪基)等。
本发明中,“环烷基”例如为环状饱和烃基,碳数没有特别限定,例如为3~24或3~15。上述环烷基可列举例如:环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、桥环式烃基、螺环烃基等,优选环丙基、环丁基、环戊基、环己基、桥环式烃基等。
本发明中,“桥环式烃基”可列举例如:双环[2.1.0]戊基、双环[2.2.1]庚基、双环[2.2.2]辛基和双环[3.2.1]辛基、三环[2.2.1.0]庚基、双环[3.3.1]壬烷、1-金刚烷基、2-金刚烷基等。
本发明中,“螺环烃基”可列举例如:螺[3.4]辛基等。
本发明中,“环烯基”例如包含环状的不饱和脂肪族烃基,碳数例如为3~24或3~7。上述基团可列举例如:环丙烯基、环丁烯基、环戊烯基、环己烯基、环庚烯基等,优选环丙烯基、环丁烯基、环戊烯基、环己烯基等。上述环烯基还包含例如在环中具有不饱和键的桥环式烃基和螺环烃基。
本发明中,“芳基烷基”可列举例如:苄基、2-苯乙基、和萘基甲基等,“环烷基烷基”或“环基烷基”可列举例如:环己基甲基、金刚烷基甲基等,“羟基烷基”可列举例如:羟基甲基和2-羟基乙基等。
本发明中,“烷氧基”例如包含上述烷基-O-基,可列举例如:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、和正丁氧基等,“烷氧基烷基”可列举例如:甲氧基甲基等,“氨基烷基”可列举例如:2-氨基乙基等。
本发明中,“环基”为任意的环状的原子团,优选为非芳香族的饱和或不饱和环状取代基。其碳数没有特别限定,例如为3~24。
本发明中,“杂环基”可列举例如:1-吡咯啉基、2-吡咯啉基、3-吡咯啉基、1-吡咯烷基、2-吡咯烷基、3-吡咯烷基、吡咯烷酮、1-咪唑啉基、2-咪唑啉基、4-咪唑啉基、1-咪唑烷基、2-咪唑烷基、4-咪唑烷基、咪唑啉酮、1-吡唑啉基、3-吡唑啉基、4-吡唑啉基、1-吡唑烷基、3-吡唑烷基、4-吡唑烷基、哌啶酮、哌啶子基、2-哌啶基、3-哌啶基、4-哌啶基、1-哌嗪基、2-哌嗪基、哌嗪酮、2-吗啉基、3-吗啉基、吗啉代、四氢吡喃基或四氢呋喃基等。
本发明中,“杂环基烷基”可列举例如:哌啶基甲基、哌嗪基甲基等,“杂环基烯基”可列举例如:2-哌啶基乙烯基等,“杂芳基烷基”可列举例如:吡啶基甲基和喹啉-3-基甲基等。
本发明中,“甲硅烷基”包含式(R)3Si-所示的基团,R可以独立地从上述烷基、芳基和环烷基中选择,可列举例如:三甲基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基等,“甲硅烷氧基”可列举例如:三甲基甲硅烷氧基等,“甲硅烷氧基烷基”可列举例如:三甲基甲硅烷氧基甲基等。
本发明中,“酰基”没有特别限定,可列举例如:甲酰基、乙酰基、丙酰基、异丁酰基、戊酰基、异戊酰基、新戊酰基、己酰基、环己酰基、苯甲酰基、乙氧基羰基等。结构中包含酰基的基团(酰氧基、烷酰氧基等)也同样。另外,本发明中,酰基的碳数中包括了羰基碳,例如碳数为1的烷酰基(酰基)是指甲酰基。
本发明中,“全氟烷基”没有特别限定,可列举例如由碳数1~30的直链或支链的烷基衍生的全氟烷基。更具体地,上述“全氟烷基”可列举例如由甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基等基团衍生的全氟烷基。结构中包含全氟烷基的基团(全氟烷基磺酰基、全氟酰基等)也同样。
本发明中,上述各种基团可以被取代。上述取代基可列举例如:羟基、羧基、卤素、卤代烷基(例如:CF3、CH2CF3、CH2CCl3)、硝基、亚硝基、氰基、烷基(例如:甲基、乙基、异丙基、叔丁基)、烯基(例如:乙烯基)、炔基(例如:乙炔基)、环烷基(例如:环丙基、金刚烷基)、环烷基烷基(例如:环己基甲基、金刚烷基甲基)、环烯基(例如:环丙烯基)、芳基(例如:苯基、萘基)、芳基烷基(例如:苄基、苯乙基)、杂芳基(例如:吡啶基、呋喃基)、杂芳基烷基(例如:吡啶基甲基)、杂环基(例如:哌啶基)、杂环基烷基(例如:吗啉基甲基)、烷氧基(例如:甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基)、卤代烷氧基(例如:OCF3)、烯氧基(例如:乙烯氧基、烯丙氧基)、芳氧基(例如:苯氧基)、烷氧基羰基(例如:甲氧基羰基、乙氧基羰基、叔丁氧基羰基)、芳基烷氧基(例如:苄氧基)、氨基[烷基氨基(例如:甲基氨基、乙基氨基、二甲基氨基)、酰基氨基(例如:乙酰基氨基、苯甲酰基氨基)、芳基烷基氨基(例如:苄基氨基、三苯甲基氨基)、羟基氨基]、烷基氨基烷基(例如:二乙基氨基甲基)、氨磺酰基、氧代等。
另外,本发明中,上述各种基团为杂环或包含杂环时,“碳数”还包括了构成上述杂环的杂原子数。
本发明中,作为“取代基”,可列举:
(1)卤素(氟原子、氯原子、溴原子或碘原子);
(2)烷基(上述);
(3)烯基(上述);
(4)炔基(上述);
(5)卤代烷基(例如,氯甲基、氟甲基、二氯甲基、二氟甲基、二氯氟甲基、三氟甲基、五氟乙基等);
(6)芳基(上述);
(7)杂芳基(上述);
(8)芳烷基(上述)
(9)环烷基(上述);
(10)环烯基(上述);
(11)环烷基烷基(上述);
(12)环烯基烷基(例如,环戊烯基乙基、环己烯基乙基、环己烯基丁基等);
(13)羟基烷基(例如,羟基甲基、羟基乙基、羟基丙基、羟基丁基等);
(14)烷氧基烷基(上述);
(15)氨基烷基(例如,氨基甲基、氨基乙基、氨基丙基等);
(16)杂环基(例如,1-吡咯啉基、2-吡咯啉基、3-吡咯啉基、1-吡咯烷基、2-吡咯烷基、3-吡咯烷基、吡咯烷酮、1-咪唑啉基、2-咪唑啉基、4-咪唑啉基、1-咪唑烷基、2-咪唑烷基、4-咪唑烷基、咪唑啉酮、1-吡唑啉基、3-吡唑啉基、4-吡唑啉基、1-吡唑烷基、3-吡唑烷基、4-吡唑烷基、哌啶酮、哌啶子基、2-哌啶基、3-哌啶基、4-哌啶基、1-哌嗪基、2-哌嗪基、哌嗪酮、2-吗啉基、3-吗啉基、吗啉代、四氢吡喃基、四氢呋喃基等);
(17)杂环基烯基(例如,2-哌啶基乙烯基等);
(18)杂环基烷基(例如,哌啶基甲基、哌嗪基甲基等);
(19)杂芳基烷基(例如,吡啶基甲基、喹啉-3-基甲基等);
(20)甲硅烷基;
(21)甲硅烷氧基烷基(例如,甲硅烷氧基甲基、甲硅烷氧基乙基等)
(22)单/二/三烷基甲硅烷基(例如,甲基甲硅烷基、乙基甲硅烷基等);和
(23)单/二/三烷基甲硅烷氧基烷基(例如,三甲基甲硅烷氧基甲基等),等。上述各取代基任选进一步被吸电子基(上述)取代或未被其取代。
根据本发明,可以得到例如下述[1]~[4]中的1种或多种效果。但是这些效果是例示,不对本发明进行限定。
[1]本发明的核酸的制造方法通过使用上述化学式(2)所示的本发明的糖苷化合物,从而可以高纯度且高收率地制造核酸。具体而言,例如可以使用与合成DNA寡聚物时同样的廉价核酸合成试剂和强烈的脱保护条件进行制造。
[2]本发明的醚和糖苷化合物可以使用廉价的起始物质/试剂,与以往的ACE亚酰胺、TOM亚酰胺等相比可以低成本地制造。
[3]根据本发明的方法,中间体低聚物稳定,因此容易处理。
[4]根据本发明的方法,能够低成本且高收率地制造目标核酸,因此易于工业化。
1.糖苷化合物
如上所述,本发明的糖苷化合物为:
下述化学式(1)所示的糖苷化合物(以下也简称为糖苷化合物(1))、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐。
在上述化学式(1)中,
B为具有核酸碱基骨架的原子团,任选具有或不具有保护基团,
R1和R2分别为氢原子或保护基团,
或者,R1与R2任选成为一体,形成下述化学式(R1R2A)或(R1R2B)所示的原子团,
各R1a分别为氢原子、直链或支链烷基、或者直链或支链烷氧基,任选相同或不同,
R3为下述化学式(R3)所示的基团,
在上述化学式(R3)中,
n为正整数,
R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团。
在上述化学式(R3)中,作为羟基的保护基团,可列举:乙酰基、苯甲酰基等酰基系保护基团;三苯甲基、4-甲氧基三苯甲基、4,4’-二甲氧基三苯甲基、苄基等烷基系保护基团;三甲基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基等甲硅烷基系保护基团,优选为酰基,更优选为乙酰基。另外,在上述化学式(R3)中,n没有特别限定,为例如1~30的范围,优选为1~20的范围,特别优选n为1。
在上述化学式(1)中,如上所述,R1为氢原子或保护基团。保护基团R1没有特别限定,为例如下述化学式(R1A)、(R1B)、(R1C)或(R1D)中的任一者所示的取代基。
在上述化学式(R1A)中,
R11~R13分别为直链或支链烷氧基、或者直链或支链烷基、或者不存在,任选相同或不同,
在R11~R13分别存在的情况下,任选为1个或多个,在为多个的情况下,任选相同或不同,
在上述化学式(R1B)中,
R14~R16分别为氢原子、直链或支链烷基、或者直链或支链烷氧基,任选相同或不同,
在上述化学式(R1C)中,
R17~R19分别为氢原子、卤素、直链或支链烷基、直链或支链烯基、直链或支链炔基、直链或支链卤代烷基、芳基、杂芳基、直链或支链芳基烷基、环烷基、环烯基、直链或支链环烷基烷基、直链或支链环基烷基、直链或支链羟基烷基、直链或支链烷氧基烷基、直链或支链氨基烷基、直链或支链杂环基烯基、直链或支链杂环基烷基、直链或支链杂芳基烷基、甲硅烷基、甲硅烷氧基烷基、单/二/三烷基甲硅烷基、或单/二/三烷基甲硅烷氧基烷基,任选相同或不同,
在上述化学式(R1D)中,
R20~R22分别为氢原子、或者直链或支链烷基,任选相同或不同。
在上述化学式(R1A)中,优选R11~R13分别为碳数1~12的直链或支链烷氧基、或者碳数1~12的直链或支链烷基、或者不存在,任选相同或不同。如上所述,在R11~R13分别存在的情况下,任选为1个或多个,在为多个的情况下,任选相同或不同。另外,在上述化学式(R1B)中,优选R14~R16分别为氢原子、碳数1~12的直链或支链烷基、或者碳数1~12的直链或支链烷基,任选相同或不同。在上述化学式(R1C)中,优选R17~R19分别为氢原子、卤素、碳数1~12的直链或支链烷基、碳数2~12的直链或支链烯基、碳数2~12的直链或支链炔基、碳数1~12的直链或支链卤代烷基、碳数5~24的芳基、碳数5~24的杂芳基、碳数6~30的直链或支链芳基烷基、碳数3~24的环烷基、碳数3~24的环烯基、碳数4~30的直链或支链环烷基烷基、碳数4~30的直链或支链环基烷基、碳数1~12的直链或支链羟基烷基、碳数1~12的直链或支链烷氧基烷基、碳数1~12的直链或支链氨基烷基、碳数5~30的直链或支链杂环基烯基、碳数4~30的直链或支链杂环基烷基、碳数6~30的直链或支链杂芳基烷基、甲硅烷基、碳数1~12的甲硅烷氧基烷基、烷基碳数1~12的单/二/三烷基甲硅烷基、或者被烷基碳数1~12的单/二/三烷基甲硅烷氧基取代的碳数1~12的烷基,任选相同或不同。在上述化学式(R1D)中,优选R20~R22分别为氢原子、或者碳数1~12的直链或支链烷基,任选相同或不同。
在本发明的糖苷化合物中,优选上述化学式(R1A)所示的取代基为下述化学式(R1A2)所示的取代基。
在上述化学式(R1A2)中,
R11~R13分别为氢原子、直链或支链烷氧基、或者直链或支链烷基,任选相同或不同。
在上述化学式(R1A2)中,更优选R11~R13分别为氢原子、碳数1~12的直链或支链烷氧基、或者碳数1~12的直链或支链烷基,任选相同或不同。
在本发明的糖苷化合物中,进一步优选在上述化学式(1)中,R1为氢原子或下述化学式(R1Aa)、(R1Ba)、(R1Ca)、(R1Cb)、或(R1Da)所示的取代基。
另外,在本发明的糖苷化合物中的上述化学式(R1R2A)和(R1R2B)中,如上所述,各R1a分别为氢原子、直链或支链烷基、或者直链或支链烷氧基,任选相同或不同。上述直链或支链烷基更优选为碳数1~12的直链或支链烷基。上述直链或支链烷氧基更优选为碳数1~12的直链或支链烷氧基。
在本发明的糖苷化合物中,优选上述化学式(1)所示的糖苷化合物为下述化学式(2)所示的糖苷化合物(以下也简称为糖苷化合物(2))。
在上述化学式(2)中,
B、R1和R3与上述化学式(1)中相同,
其中,R1为保护基团,
A为下述化学式(2-1)、(2-2-1)、(2-2-2)或(2-2-3)所示的基团。
R2a和R2b分别为氢原子或任意的取代基,任选相同或不同,
或者,R2a和R2b任选与它们所键合的氮原子成为一体而形成非芳香环,上述非芳香环任选具有或不具有上述氮原子以外的氮原子、氧原子或硫原子,进而任选具有或不具有取代基,
R2c为氢原子、吸电子基或任意的取代基,进而任选被吸电子基[D2]取代或未被其取代。
在上述化学式(2-1)中,
R2a和R2b分别为氢原子或任意的取代基,任选相同或不同,
或者,R2a和R2b任选与它们所键合的氮原子成为一体而形成非芳香环,上述非芳香环任选具有或不具有上述氮原子以外的氮原子、氧原子或硫原子,进而任选具有或不具有取代基,
R2c为氢原子、吸电子基或任意的取代基,进而任选被吸电子基[D2]取代或未被其取代。
在上述化学式(2-1)中,优选R2a和R2b分别为氢原子、卤素、直链或支链烷基、直链或支链烯基、直链或支链炔基、直链或支链卤代烷基、芳基、杂芳基、直链或支链芳基烷基、环烷基、环烯基、直链或支链环烷基烷基、直链或支链环基烷基、直链或支链羟基烷基、直链或支链烷氧基烷基、直链或支链氨基烷基、直链或支链杂环基烯基、直链或支链杂环基烷基、直链或支链杂芳基烷基、甲硅烷基、甲硅烷氧基烷基、单/二/三烷基甲硅烷基、或单/二/三烷基甲硅烷氧基烷基,进而任选被吸电子基取代或未被其取代。或者,R2a和R2b任选与它们所键合的氮原子成为一体而形成5~6元环的非芳香环,上述非芳香环任选具有或不具有上述氮原子以外的氮原子、氧原子或硫原子,进而任选具有或不具有取代基。
在上述化学式(2-1)中,更优选R2a和R2b分别为氢原子、卤素、碳数1~12的直链或支链烷基、碳数2~12的直链或支链烯基、碳数2~12的直链或支链炔基、碳数1~12的直链或支链卤代烷基、碳数5~24的芳基、碳数5~24的杂芳基、碳数6~30的直链或支链芳基烷基、碳数3~24的环烷基、碳数3~24的环烯基、碳数4~30的直链或支链环烷基烷基、碳数4~30的直链或支链环基烷基、碳数1~12的直链或支链羟基烷基、碳数2~12的直链或支链烷氧基烷基、碳数1~12的直链或支链氨基烷基、碳数5~30的直链或支链杂环基烯基、碳数4~30的直链或支链杂环基烷基、碳数6~30的直链或支链杂芳基烷基、甲硅烷基、碳数1~12的甲硅烷氧基烷基、烷基碳数1~12的单/二/三烷基甲硅烷基、或者被烷基碳数1~12的单/二/三烷基甲硅烷氧基取代的碳数1~12的烷基,进而任选被吸电子基取代或未被其取代。或者,R2a和R2b任选与它们所键合的氮原子成为一体而形成5~6元环的非芳香环。上述非芳香环任选具有或不具有上述氮原子以外的氮原子、氧原子或硫原子,进而任选具有或不具有取代基。
在上述化学式(2-1)中,进一步优选R2a和R2b分别为甲基、乙基、异丙基或叔丁基、或者R2a和R2b与它们所键合的氮原子成为一体而形成哌啶基、吗啉代基、吡咯烷基、硫代吗啉代基或其它含氮脂环式基。更具体而言,例如在上述化学式(2-1)中,进一步优选-NR2aR2b为二异丙基氨基、二乙基氨基、乙基甲基氨基、吡咯烷基(特别是吡咯烷-1-基)基团、哌啶基(特别是哌啶-1-基)基团、吗啉代(特别是吗啉-1-基)基团、硫代吗啉代(特别是硫代吗啉-1-基)基团、或芳基氨基。
在上述化学式(2-1)中,优选R2c为氢原子、卤素、直链或支链烷基、直链或支链烯基、直链或支链炔基、直链或支链卤代烷基、芳基、杂芳基、直链或支链芳基烷基、环烷基、环烯基、直链或支链环烷基烷基、直链或支链环基烷基、直链或支链羟基烷基、直链或支链烷氧基烷基、直链或支链氨基烷基、直链或支链杂环基烯基、直链或支链杂环基烷基、直链或支链杂芳基烷基、甲硅烷基、甲硅烷氧基烷基、单/二/三烷基甲硅烷基、或单/二/三烷基甲硅烷氧基烷基,进而任选被吸电子基[D2]取代或未被其取代。
在上述化学式(2-1)中,更优选R2c为氢原子、卤素、碳数1~12的直链或支链烷基、碳数2~12的直链或支链烯基、碳数2~12的直链或支链炔基、碳数1~12的直链或支链卤代烷基、碳数5~24的芳基、碳数5~24的杂芳基、碳数6~30的直链或支链芳基烷基、碳数3~24的环烷基、碳数3~24的环烯基、碳数4~30的直链或支链环烷基烷基、碳数4~30的直链或支链环基烷基、碳数1~12的直链或支链羟基烷基、碳数2~12的直链或支链烷氧基烷基、碳数1~12的直链或支链氨基烷基、碳数6~30的直链或支链杂环基烯基、碳数4~30的直链或支链杂环基烷基、碳数6~30的直链或支链杂芳基烷基、甲硅烷基、碳数1~12的甲硅烷氧基烷基、烷基碳数1~12的单/二/三烷基甲硅烷基、或者被烷基碳数1~12的单/二/三烷基甲硅烷氧基取代的碳数1~12的烷基,进而任选被吸电子基[D2]取代或未被其取代。
在上述化学式(2-1)中,进一步优选R2c为被吸电子基[D2]取代的直链或支链烷基。在上述化学式(2-1)中,进一步优选R2c为被吸电子基[D2]取代的碳数1~12的直链或支链烷基。
在上述化学式(2-1)中,在R2c中,上述吸电子基[D2]优选为氰基、硝基、烷基磺酰基、卤素、芳基磺酰基、三卤代甲基、或四烷基铵基。上述三卤代甲基可列举例如三氯甲基、三氟甲基等。
在上述化学式(2-1)中,特别优选R2c为烯基或乙炔基、或者被吸电子基[D2]取代并与[D2]一起形成氰乙基。
在本发明的糖苷化合物中,更优选上述化学式(1)所示的糖苷化合物为下述化学式(3)所示的糖苷化合物(以下也简称为糖苷化合物(3))。
在上述化学式(3)中,
R、R’、B和n与上述化学式(1)中相同,
DMTr为4,4’-二甲氧基(三苯基甲基)基团,
A’为下述化学式(3-1)、(3-2-1)或(3-2-2)所示的基团。
CPC可控孔径玻璃
Ac:乙酰基
在本发明的糖苷化合物中,在上述化学式(1)中,B中的核酸碱基没有特别限定,优选为具有天然核酸碱基骨架的原子团。上述天然核酸碱基任选具有或不具有保护基团。上述天然核酸碱基更优选为腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、尿嘧啶、胸腺嘧啶或其它含氮芳香环。在上述化学式(1)中,更优选B通过腺嘌呤9位的氮、胞嘧啶1位的氮、鸟嘌呤9位的氮、尿嘧啶1位的氮或胸腺嘧啶1位的氮来键合上述化学式(1)中的D-核糖骨架。另外,就B中的核酸碱基而言,核酸碱基(例如,上述腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、尿嘧啶、胸腺嘧啶等核酸碱基)任选被任意的取代基取代,或者未被其取代。作为上述取代基,可列举例如:卤素、酰基、烷基、芳基烷基、烷氧基、烷氧基烷基、羟基、氨基、单烷基氨基、二烷基氨基、羧基、氰基、硝基等。这些取代基可以为0个、1个或多个(例如2~3个),在为多个时,可以为一种或多种。
另外,如上所述,B任选具有或不具有保护基团。例如,B中的上述核酸碱基在环外具有氨基(氨基取代基)的情况下(例如上述核酸碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶等情况下),上述氨基可通过保护基团进行保护。上述氨基的保护基团没有特别限定,例如与公知的核酸化学所用的保护基团等相同即可。作为上述氨基的保护基团,可例举例如酰基。作为上述酰基,可列举例如: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等。另外,除酰基以外,可列举例如:(二甲基氨基)亚甲基等。
在本发明的糖苷化合物中,进一步优选上述化学式(1)所示的糖苷化合物为下述化学式(AA5)、(AB5)、(C5)、(G5)或(U5)所示的糖苷化合物(以下也分别简称为糖苷化合物(AA5)、(AB5)、(C5)、(G5)或(U5))。
在上述化学式(AA5)、(AB5)、(C5)、(G5)和(U5)中,R、R’和n与上述化学式(1)中相同,DMTr为4,4’-二甲氧基(三苯基甲基)基团,A’为下述化学式(3-1)、(3-2-1)或(3-2-2)所示的基团。
CPG:可控孔径玻璃
Ac:乙酰基
在A’为上述化学式(3-1)的情况下,上述化学式(AA5)、(AB5)、(C5)、(G5)和(U5)所示的化合物分别如下述化学式(AA5-1)、(AB5-1)、(C5-1)、(G5-1)和(U5-1)所示。在A’为上述化学式(3-2-1)的情况下,上述化学式(AA5)、(AB5)、(C5)、(G5)和(U5)所示的化合物分别如下述化学式(AA5-2-1)、(AB5-2-1)、(C5-2-1)、(G5-2-1)和(U5-2-1)所示。在A’为上述化学式(3-2-2)的情况下,上述化学式(AA5)、(AB5)、(C5)、(G5)和(U5)所示的化合物分别如下述化学式(AA5-2-2)、(AB5-2-2)、(C5-2-2)、(G5-2-2)和(U5-2-2)所示。在各式中,R、R’和n与上述化学式(1)中相同,DMTr为4,4’-二甲氧基(三苯基甲基)基团。CPG表示可控孔径玻璃(Controlled Pore Glass)。
在上述化学式中,从易于合成等观点出发,特别优选n=1。
需要说明的是,本发明的糖苷化合物、醚等通过本发明而提供的新颖化合物(以下有时简称为“本发明的化合物”)存在对映异构体、互变异构体或立体异构体(例如:几何异构体、构象异构体和光学异构体)等异构体时,所有异构体均含括在本发明的化合物中。例如,以糖苷的糖骨架为D-核糖的方式描绘示出了表示本发明的糖苷化合物的化学式,但也可以为其对映体、即L-核糖。另外,在本发明的化合物可形成盐的情况下,其盐也含括在本发明的化合物内。上述本发明的化合物的盐可以为酸加成盐,也可以为碱加成盐。进而,形成上述酸加成盐的酸可以为无机酸也可以为有机酸,形成上述碱加成盐的碱可以为无机碱也可以为有机碱。作为上述无机酸,没有特别限定,可列举例如:硫酸、磷酸、氢氟酸、盐酸、氢溴酸、氢碘酸、次氟酸、次氯酸、次溴酸、次碘酸、亚氟酸(fluorousacid)、亚氯酸、亚溴酸、亚碘酸、氟酸(fluorineacid)、氯酸、溴酸、碘酸、高氟酸、高氯酸、高溴酸和高碘酸等。上述有机酸也没有特别限定,可列举例如:对甲苯磺酸、甲磺酸、草酸、对溴苯磺酸、碳酸、琥珀酸、柠檬酸、苯甲酸和乙酸等。作为上述无机碱,没有特别限定,可列举例如:氢氧化铵、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碳酸盐和碳酸氢盐等,更具体而言,可列举例如:氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钙和碳酸钙等。作为上述有机碱,也没有特别限定,可列举例如:乙醇胺、三乙胺和三(羟甲基)氨基甲烷等。这些盐的制造方法也没有特别限定,例如可以通过下述方法来制造:利用公知方法使如上所述的酸或碱适当加成到上述电子供体-受体连结分子等。另外,在取代基等存在异构体的情况下,任何异构体均可,例如:在“萘基”的情况下,可以为1-萘基也可以为2-萘基;在“丙基”的情况下,可以为正丙基也可以为异丙基。
2.醚
接下来,如上所述,本发明的醚为下述化学式(105)所示的醚(以下也简称为化合物(105))、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐。
式中,
n为正整数,
R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团。
在上述化学式(105)中,作为羟基的保护基团,可列举:乙酰基、苯甲酰基等酰基系保护基团;三苯甲基、4-甲氧基三苯甲基、4,4’-二甲氧基三苯甲基、苄基等烷基系保护基团;三甲基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基等甲硅烷基系保护基团,优选为酰基,更优选为乙酰基。另外,在上述化学式(105)中,n没有特别限定,为例如1~30的范围,优选为1~20的范围,特别优选n为1。
上述化学式(105)所示的本发明的醚适合作为上述本发明的糖苷化合物的合成中间体。但是本发明的醚不受其限定,可以用于任何用途中。
3.醚的制造方法
本发明的醚的制造方法的一方式包含下述工序(制造方法1)。
(1)将下述化学式(102)所示的化合物(以下也简称为化合物(102))甲基硫代甲基化而制造下述化学式(103)所示的化合物(以下也简称为化合物(103));
(2)将化合物(103)供于开环反应而制造下述化学式(104)所示的化合物(以下也简称为化合物(104));和
(3)对化合物(104)的羟基进行保护,根据需要在卤化剂和路易斯酸的存在下反复进行与甲基硫代甲醇的偶联反应,从而制造下述化学式(105)所示的醚(以下也简称为化合物(105))。
[方案1]
在各式中,
n为正整数,
R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团。
使下述化学式(101)所示的二醇(以下也简称为化合物(101))通过环化而对其进行保护,由此可以制造化合物(102)。
[方案2]
方案1中,n只要为正整数则没有特别限定,为例如1~30,优选为1~20,更优选为1。
方案1中,R和R’中的羟基的保护基团只要是能够对羟基进行保护的基团则没有特别限定,优选为本领域技术人员公知且常见的羟基保护基团,更优选为乙酰基、苯甲酰基等酰基系保护基团,特别优选为乙酰基。R和R’任选相同或不同,从更简便的角度出发而优选相同。
(1)方案1中的工序1(甲基硫代甲基化反应)的条件没有特别限定,例如可以通过使化合物(102)在酸的存在下、在反应溶剂中与二甲基亚砜等甲基硫代甲基化剂反应而进行。作为反应溶剂,只要是不参与反应的溶剂则没有特别限制,可以使用现有公知的溶剂,可以使用:乙酸、乙酸甲酯等羧酸、羧酸酯系溶剂;甲醇、乙醇等醇系溶剂;乙醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃等醚系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等非水系极性溶剂;或这些的混合溶剂,特别优选二甲基亚砜。作为酸,优选乙酸。反应温度为0~80℃,优选为20~60℃。反应时间没有特别限定,为例如1~10小时,优选为2~8小时,更优选为3~6小时。化合物(102)与甲基硫代甲基化剂的浓度没有特别限定,可适当设定。化合物(102)与甲基硫代甲基化剂的物质量之比也没有特别限定,例如可以为化学计量比,也可以为其它任意比例。其它反应物的使用量也没有特别限定。甲基硫代甲基化剂的摩尔数相对于化合物(102)的摩尔数为例如1~30倍,优选为3~20倍,更优选为5~15倍。该反应的反应条件例如可以参考后述的实施例1而设定。
(2)方案1中的工序2(开环反应)的条件没有特别限定,例如可以通过使化合物(103)在反应溶剂中与酸反应而进行。作为反应溶剂,只要是不参与反应的溶剂则没有特别限制,可以使用现有公知的溶剂,可以使用:水;甲醇、乙醇等醇系溶剂;乙醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃等醚系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等非水系极性溶剂;或这些的混合溶剂。特别优选水。作为酸,优选乙酸。关于反应温度,可以在0~40℃的范围内进行,特别优选室温。反应时间没有特别限定,为例如30分钟~6小时,优选为30分钟~5小时,更优选为1~4小时。化合物(103)和酸的浓度没有特别限定,可适当设定。化合物(103)与酸的物质量之比也没有特别限定,例如可以为化学计量比,也可以为其它任意比例。其它反应物的使用量也没有特别限定。酸的摩尔数相对于化合物(103)的摩尔数为例如1~40倍,优选为5~30倍,更优选为10~20倍。该反应的反应条件例如为可以参考后述的实施例1而设定。
(3)方案1中的工序3(对羟基进行保护的反应)的条件没有特别限定,另外,根据需要而实施的、在卤化剂和路易斯酸的存在下与甲基硫代甲醇的偶联反应的条件也没有特别限定。
在羟基的保护中,优选使用在碱性条件下进行脱保护的保护基团,例如酰基系保护基团。作为酰基化剂,没有特别限定,可列举例如乙酸酐、苯氧基乙酸酐等。上述酰基化剂例如可以制成溶液而使用。上述溶液的溶剂没有特别限定,可列举例如吡啶、二氯甲烷、乙腈、四氢呋喃、以及它们的混合溶剂等。特别优选吡啶。上述溶液的浓度也没有特别限定,为例如0.05~1M。另外,还可以组合使用例如4-二甲基氨基吡啶、N-甲基咪唑等合适的反应促进剂。反应温度没有特别限定,为20~50℃,优选为在室温下。反应时间没有特别限定,根据所使用的酰基化剂的种类、反应温度等而不同,为例如2~8小时,优选为4~6小时。上述酰基化剂的使用量没有特别限定,相对于化合物(104)的摩尔数为例如1~30倍,优选为2~20倍,更优选为5~10倍。
得到的化合物可以根据需要进一步在卤化剂和路易斯酸的存在下与甲基硫代甲醇进行偶联反应,由此使碳链延伸。该偶联反应中使用的反应溶剂没有特别限定,可列举例如:丙酮、甲乙酮等酮;乙醚、THF(四氢呋喃)、二氧六环等醚;或乙腈等腈等。上述卤化剂没有特别限定,优选为选自由N-氯代琥珀酰亚胺、N-溴代琥珀酰亚胺、N-碘代琥珀酰亚胺、碘、溴和氯组成的组中的至少一种。上述路易斯酸也没有特别限定,优选为选自由全氟烷基羧酸、全氟烷基磺酸、烷基磺酸和它们的盐组成的组中的至少一种。上述偶联反应的反应时间没有特别限定,为例如30分钟~4小时,优选为30分钟~2小时,更优选为30分钟~1小时。上述偶联反应的反应温度没有特别限定,为例如15~40℃,优选为15~37℃,更优选为20~37℃。卤化物的浓度也没有特别限定,可适当设定。
使化合物(101)通过环化而对其进行保护,由此可以制造化合物(102)(方案2)。方案2中的工序0(环化反应)的条件没有特别限定。作为反应溶剂,只要是不参与反应的溶剂则没有特别限制,可以使用现有公知的溶剂,可以使用丙酮等酮系溶剂;甲醇、乙醇等醇系溶剂;乙醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃等醚系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等非水系极性溶剂;或这些的混合溶剂。特别优选丙酮。作为酸,没有特别限定,优选对甲苯磺酸。关于反应温度,可以在0~40℃的范围内进行,特别优选室温。反应时间没有特别限定,为例如10~24小时,优选为10小时~一晩。化合物(101)、酸和碱的浓度没有特别限定,可适当设定。化合物(101)、酸和碱的物质量之比也没有特别限定,例如可以为化学计量比,也可以为其它任意比例。其它反应物的使用量也没有特别限定。酸的摩尔数相对于化合物(101)的摩尔数为例如0.01~10倍,优选为0.01~0.1倍。该反应的反应条件例如为可以参考后述的实施例1而设定。
在此,化合物(102)也可以通过下述工序来制造。
(1)将下述化学式(101-1)所示的化合物(以下也简称为化合物(101-1))碱水解而制造下述化学式(101-2)所示的化合物(以下也简称为化合物(101-2));
(2)将化合物(101-2)的羟基用羟基的保护基团进行保护而制造下述化学式(101-3)所示的化合物(以下也简称为化合物(101-3));
(3)将化合物(101-3)氧化而制造下述化学式(101-4)(以下也简称为化合物(101-4))所示的二醇;
(4)将化合物(101-4)异丙叉基化而对其进行保护,从而制造下述化学式(101-5)所示的化合物(以下也简称为化合物(101-5));
(5)对化合物(101-5)的羟基进行脱保护而制造化合物(102)。
[方案3]
在各式中,
POH为羟基的保护基团,
X为卤素原子、乙酰氧基、任选被取代的羧基或任选被取代的氨基甲酰基。
作为POH、即羟基的保护基团,只要是能够对羟基进行保护的基团则没有特别限定,优选为本领域技术人员公知且常见的羟基的保护基团,更优选为甲硅烷基系保护基团、乙酰基、苯甲酰基等酰基系保护基团,特别优选为三异丙基甲硅烷基。
X优选为卤素原子。
(1)方案3中的工序1(碱水解反应)的条件没有特别限定,例如可以通过使化合物(101-1)在反应溶剂中与碱反应而进行。作为反应溶剂,只要是不参与反应的溶剂则没有特别限制,可以使用现有公知的溶剂,可以使用:甲醇、乙醇等醇系溶剂;乙醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃等醚系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等非水系极性溶剂;吡啶、三乙胺等碱性溶剂;或这些的混合溶剂。特别优选四氢呋喃。作为碱,可列举例如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属的氢氧化物、氨、胺类等,其中,从处理性的角度出发而优选碱金属的氢氧化物。特别优选为氢氧化钠。反应温度、反应时间可以按照常规方法适当设定。各反应物的浓度、使用量没有特别限定,可在该反应可进行的范围内适当设定。
(2)方案3中的工序2(羟基的保护反应)的条件没有特别限定,可根据所使用的保护基团而适当设定。在使用乙酰基等酰基系保护基团作为保护基团的情况下,可列举在吡啶、三乙胺等碱(优选为吡啶)的存在下用氯代乙酰基、乙酸酐(优选为乙酸酐)进行处理的方法;在使用三异丙基甲硅烷基等甲硅烷基系保护基团作为保护基团的情况下,可列举在咪唑等碱的存在下使各种氯硅烷(优选为三异丙基氯硅烷)在反应溶剂(优选为二甲基甲酰胺)中反应的方法。反应温度、反应时间可以按照常规方法适当设定。各反应物的浓度、使用量没有特别限定,可在该反应可进行的范围内适当设定。
(3)方案3中的工序3(氧化反应)的条件没有特别限定,例如可通过使化合物(101-3)在反应溶剂中与氧化剂反应来进行。作为反应溶剂,只要是不参与反应的溶剂则没有特别限制,可以使用现有公知的溶剂,可以使用:丙酮等酮系溶剂;甲醇、乙醇等醇系溶剂;乙醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃等醚系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等非水系极性溶剂;吡啶、三乙胺等碱性溶剂;或这些的混合溶剂。作为氧化剂,可列举过氧化氢、高锰酸钾、氯酸钾、重铬酸钾、溴酸钠、溴酸钾、卤素、浓硫酸、硝酸、次氯酸钠、二氧化氯、氯胺、四氧化锇、二甲基亚砜和间氯过氧苯甲酸等,优选为四氧化锇。反应温度、反应时间可以按照常规方法适当设定。各反应物的浓度、使用量没有特别限定,可在该反应可进行的范围内适当设定。
(4)方案3中的工序4(利用异丙叉基化的保护反应)的条件没有特别限定,例如可以使化合物(101-4)在丙酮中与对甲苯磺酸反应而进行。反应温度、反应时间可以按照常规方法适当设定。各反应物的浓度、使用量没有特别限定,可在该反应可进行的范围内适当设定。
(5)方案3中的工序5(脱保护反应)的条件没有特别限定,可根据工序2中所使用的保护基团(即应脱离的保护基团)适当设定。在使用乙酰基等酰基系保护基团作为保护基团的情况下,可以使用甲醇钠、氢氧化钠水溶液或氨水等碱水。在使用三异丙基甲硅烷基等甲硅烷基系保护基团作为保护基团的情况下,在反应溶剂中使用吡啶氢氟酸盐、三乙胺三氢氟酸盐、氟化铵、氢氟酸、四丁基氟化铵等脱保护剂。上述脱保护反应的反应溶剂没有特别限定,可列举例如:丙酮等酮;乙醚、THF(四氢呋喃)等醚;或甲醇、乙醇等醇;乙腈等腈等。反应温度、反应时间可以按照常规方法适当设定。各反应物的浓度、使用量没有特别限定,可在该反应可进行的范围内适当设定。
在此,化合物(102)还可以通过下述工序制造。
(1)使下述化学式(101-5)所示的多元醇(以下也简称为化合物(101-5))通过环化而对其进行保护,从而制造下述化学式(101-6)所示的化合物(以下也简称为化合物(101-6));
(2)将化合物(101-6)过碘酸氧化而制造下述化学式(101-7)所示的化合物(以下也称为化合物(101-7));和
(3)对化合物(101-7)进行碳链延伸而制造化合物(102)。
[方案4]
工序1~2例如可以基于文献(Organic Syntheses,Coll.Vol.9,p450(1998);Vol.72,p16(1995))记载的方法进行,工序3例如可以基于文献(European Journal ofOrganic Chemistry 2015(32),7009-7019)记载的方法进行。
本发明的醚的制造方法的另一方式包含下述工序(制造方法2)。
(1)对下述化学式(104-1)所示的化合物(以下也简称为化合物(104-1))的4位的羟基进行保护而制造下述化学式(104-2)所示的羟基羧酸(以下也简称为化合物(104-2));
(2)将化合物(104-2)的羰基还原,进而利用酰基化对羟基进行保护,由此制造下述化学式(104-3)所示的化合物(以下也简称为化合物(104-3));
(3)对化合物(104-3)的4位进行脱保护而制造下述化学式(104-4)所示的化合物(以下也简称为化合物(104-4));和
(4)将化合物(104-4)甲基硫代甲基化,根据需要在卤化剂和路易斯酸的存在下反复进行与甲基硫代甲醇的偶联反应,从而制造化合物(105)。
[方案5]
在各式中,
n为正整数,
P’OH为羟基的保护基团,
R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团。
方案5中,n只要为正整数则没有特别限定,为例如1~30,优选为1~20,更优选为1。
方案5中,R和R’中的羟基的保护基团只要是能够对羟基进行保护的基团则没有特别限定,优选为本领域技术人员公知且常见的羟基的保护基团,更优选为乙酰基、苯甲酰基等酰基系保护基团,特别优选为乙酰基。R和R’任选相同或不同,从更简便的角度出发而优选相同。
作为P’OH、即羟基的保护基团,只要是能够对羟基进行保护的基团则没有特别限定,优选为本领域技术人员公知且常见的羟基的保护基团,更优选为可以用弱酸除去的保护基团,为三苯甲基、4-甲氧基三苯甲基、4,4’-二甲氧基三苯甲基、苄基等烷基系保护基团,特别优选三苯甲基。
(1)方案5中的工序1(羟基的保护反应)的条件没有特别限定,可根据所使用的保护基团适当设定。在使用三苯甲基作为保护基团的情况下,可列举在有机碱(DMAP、三甲基吡啶、DBU等)的存在下用三苯甲基氯等三苯甲基化剂处理的方法。反应温度、反应时间可以按照常规方法适当设定。各反应物的浓度、使用量没有特别限定,可在该反应可进行的范围内适当设定。
(2)方案5中的工序2(还原反应和酰基化反应)的条件没有特别限定,例如可以如下进行:使化合物(104-2)在反应溶剂中与硼氢化钠(NaBH4)、氢化铝锂(LiAlH4)等氢化物还原剂反应而将羰基还原,然后基于方案1中的工序3进行酰基化反应,从而进行。作为反应溶剂,只要是不参与反应的溶剂则没有特别限制,可以使用现有公知的溶剂,可以使用:甲醇、乙醇等醇系溶剂;乙醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃等醚系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等非水系极性溶剂;吡啶、三乙胺等碱性溶剂;或这些的混合溶剂。
(3)方案5中的工序3(脱保护反应)的条件没有特别限定,可根据工序1中所使用的保护基团(即应脱离的保护基团)适当设定。在使用三苯甲基作为保护基团的情况下,使用三氟乙酸等布朗斯台德酸、路易斯酸。也可以利用氢解来进行脱保护。反应温度、反应时间可以按照常规方法适当设定。各反应物的浓度、使用量没有特别限定,可在该反应可进行的范围内适当设定。
(4)方案5中的工序4的条件没有特别限定,基于方案1的工序1进行甲基硫代甲基化,再根据需要基于方案1的工序3反复进行与甲基硫代甲醇的偶联反应而使碳链延伸。反应温度、反应时间可以按照常规方法适当设定。各反应物的浓度、使用量没有特别限定,可在该反应可进行的范围内适当设定。
4.糖苷化合物的制造方法
本发明的糖苷化合物的制造方法没有特别限定,例如可以参考公知的糖苷(ACE亚酰胺等)的制造方法适当进行。例如可以参考Current Protocols in Nucleic AcidChemistry,unit 2.16.1-2.16.31(2009).中记载的制造方法。
本发明的糖苷优选例如通过上述本发明的制造方法(糖苷化合物的制造方法)来制造。如上所述,上述本发明的制造方法(糖苷化合物的制造方法)包含下述偶联工序:使下述化学式(106)所示的糖苷化合物(以下简称为糖苷化合物(106))与化合物(105)在卤化剂和路易斯酸的存在下进行偶联反应,从而制造下述化学式(1a)所示的糖苷化合物(以下简称为糖苷化合物(1a));糖苷化合物(1a)是上述化学式(1)中的R1和R2成为一体而形成了上述化学式(R1R2A)或(R1R2B)所示的原子团的糖苷化合物。
[方案6]
在上述化学式(106)和(1a)中,
L2为上述化学式(R1R2A)或(R1R2B)所示的原子团,
在上述化学式(105)、(106)和(1a)中,
B、n、R和R’与上述化学式(1)中相同。
糖苷化合物(106)的获得方法没有特别限定,例如可以以市售品形式获得,也可以利用公知方法制造。在上述偶联反应(上述方案6)中,上述卤化剂没有特别限定,优选为选自由N-氯代琥珀酰亚胺、N-溴代琥珀酰亚胺、N-碘代琥珀酰亚胺、碘、溴和氯组成的组中的至少一种。上述路易斯酸也没有特别限定,优选为选自由全氟烷基羧酸、全氟烷基磺酸、烷基磺酸和它们的盐组成的组中的至少一种。上述路易斯酸特别优选为三氟甲磺酸或甲磺酸。
在本发明的糖苷化合物的制造方法中,糖苷化合物(106)与化合物(105)的偶联反应的条件没有特别限定。上述偶联反应的反应溶剂没有特别限定,可列举例如:丙酮、甲乙酮、苯乙酮等酮;乙醚、THF(四氢呋喃)、二氧六环等醚;或乙腈等腈等。上述偶联反应的反应时间没有特别限定,为例如30分钟~12小时,优选为30分钟~8小时,更优选为30分钟~4小时。上述偶联反应的反应温度没有特别限定,为例如-75~30℃,优选为-60~30℃,更优选为-50~30℃。糖苷化合物(106)和化合物(105)的浓度也没有特别限定,可适当设定。糖苷化合物(106)与化合物(105)的物质量之比也没有特别限定,例如可以为化学计量比,也可以为其它任意比例。其它反应物的使用量也没有特别限定。化合物(105)的摩尔数相对于糖苷化合物(106)的摩尔数为例如1~5倍,优选为1~3倍,更优选为1.2~2倍。上述卤化剂的摩尔数相对于糖苷化合物(106)的摩尔数为例如1~10倍,优选为1~8倍,更优选为1.2~6倍。上述路易斯酸的摩尔数相对于糖苷化合物(106)的摩尔数为例如0.05~5倍,优选为0.1~2倍,更优选为0.1~1.5倍。如上所述,上述偶联反应的反应条件例如可以参考公知的糖苷化合物的亚酰胺合成等的条件来适当设定,也可以参考后述的实施例2~5中的任一者的条件来适当设定。
本发明的糖苷化合物的制造方法优选还包含下述脱保护工序:从糖苷化合物(1a)脱去上述原子团L2的保护而制造下述化学式(1b)所示的糖苷化合物(以下简称为糖苷化合物(1b))。这种情况下,糖苷化合物(1b)为在上述化学式(1)中R1和R2为氢原子的糖苷化合物。
在上述化学式(1b)中,
B、n、R和R’与上述化学式(1)中相同。
在上述脱保护工序中,脱保护反应的条件没有特别限定,例如可以使用公知的脱保护剂。上述脱保护剂没有特别限定,可列举例如吡啶氢氟酸盐、三乙胺三氢氟酸盐、氟化铵、氢氟酸、四丁基氟化铵等。上述脱保护反应的反应溶剂没有特别限定,可列举例如:丙酮等酮;乙醚、THF(四氢呋喃)等醚;或甲醇、乙醇等醇;乙腈等腈等。上述脱保护反应的反应时间没有特别限定,为例如30分钟~24小时,优选为2~12小时,更优选为2~4小时。上述脱保护反应的反应温度没有特别限定,为例如0~100℃,优选为20~60℃,更优选为20~50℃。糖苷化合物(1a)和上述脱保护剂的浓度也没有特别限定,可适当设定。糖苷化合物(1a)与上述脱保护剂的物质量之比也没有特别限定,例如可以为化学计量比,也可以为其它任意比例。其它反应物的使用量也没有特别限定。上述脱保护剂的摩尔数相对于糖苷化合物(1a)的摩尔数为例如1~10倍,优选为1~5倍,更优选为1~3倍。上述脱保护反应的反应条件例如可以参考公知的糖苷的类似脱保护反应等的条件来适宜设定,也可以参考后述的实施例2~5中的任一者的条件来适当设定。
本发明的糖苷化合物的制造方法更优选还包含下述保护基团导入工序:向上述化学式(1b)中导入保护基团R1和R2而制造下述化学式(1c)所示的糖苷化合物(以下有时简称为糖苷化合物(1c))。这种情况下,糖苷化合物(1c)为在上述化学式(1)中R1和R2为除了氢原子、上述化学式(R1R2A)、和(R1R2B)以外所示的糖苷化合物。
在上述化学式(1c)中,
R1和R2为上述化学式(1)中的R1和R2中除了氢原子、上述化学式(R1R2A)、和(R1R2B)以外的基团,
B、n、R和R’与上述化学式(1)中相同。
上述保护基团导入工序的反应条件也没有特别限定,例如可以参考公知的糖苷化合物中的类似反应等来适当设定。在上述保护基团导入工序中,例如可以将上述R1和R2同时(通过一个工序)导入,也可以在导入R1之后添加R2,还可以在导入R2之后导入R1。例如,优选在导入R1后导入R2。保护基团R1和R2没有特别限定,例如如上所述。
在保护基团R1的导入反应中,保护基团导入剂可以根据R1适当选择。反应溶剂没有特别限定,可列举例如吡啶等极性溶剂或乙腈等腈、四氢呋喃等醚等。反应时间没有特别限定,为例如30分钟~24小时,优选为2~12小时,更优选为2~4小时。反应温度没有特别限定,为例如0~100℃,优选为10~60℃,更优选为20~30℃。使用的糖苷化合物和保护基团导入剂的浓度也没有特别限定,可适当设定。上述糖苷化合物与上述保护基团导入剂的物质量之比也没有特别限定,例如可以为化学计量比,也可以为其它任意比例。其它反应物的使用量也没有特别限定。上述保护基团导入剂的摩尔数相对于上述糖苷化合物的摩尔数为例如1~100倍,优选为1~20倍,更优选为1~5倍。保护基团R1的导入反应的反应条件例如可以参考公知的糖苷的类似反应的条件来适宜设定,也可以参考后述的实施例2~5中的任一者的条件来适当设定。
在保护基团R2的导入反应中,保护基团导入剂可以根据R2适当选择。反应溶剂没有特别限定,可列举例如乙腈等腈或四氢呋喃等醚、二氯甲烷等卤代溶剂等。反应时间没有特别限定,为例如30分钟~24小时,优选为1~12小时,更优选为2~12小时。反应温度没有特别限定,为例如0~100℃,优选为10~60℃,更优选为20~40℃。使用的糖苷化合物和保护基团导入剂的浓度也没有特别限定,可适当设定。上述糖苷化合物与上述保护基团导入剂的物质量之比也没有特别限定,例如可以为化学计量比,也可以为其它任意比例。其它反应物的使用量也没有特别限定。上述保护基团导入剂的摩尔数相对于上述糖苷化合物的摩尔数为例如1~20倍,优选为1~5倍,更优选为1~2倍。
使糖苷化合物与固相载体(例如CPG)结合的反应例如可以如下进行。
使琥珀酸酐在吡啶溶液中且在二甲基氨基吡啶存在下作用于具有长链烷基氨基(LCAA)基团的可控孔径玻璃(CPG),而得到琥珀酸化CPG-LCAA。
式中,Y为下述化学式(4)所示的基团。
式中,Xa和Xa’相同或不同(优选相同),表示单键或-O-,Ra和Ra’相同或不同(优选相同),为烷基(优选为甲基)或CPG,L3表示接头。作为接头,可列举任选具有酯键(-COO-)、酰胺键(-CONH-)、碳酸酯键(-OCOO-)、醚键(-O-)和/或硫醚键(-S-)的2价的烃基。本说明书中,2价的烃基是指从烃的碳原子上去除2个氢原子而成的基团。作为该2价的烃基,可列举例如:亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基等。作为“亚烷基”,可列举直链状或支链链状的碳数1~8的亚烷基,例如亚甲基、亚乙基、1-甲基亚乙基、2-甲基亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、七亚甲基、八亚甲基。作为“亚烯基”,可列举直链状或支链状的碳数2~8的亚烯基,例如亚乙烯基、1-亚丙烯基、2-亚丙烯基、1-亚丁烯基、2-亚丁烯基、3-亚丁烯基、1-亚戊烯基、2-亚戊烯基、3-亚戊烯基、4-亚戊烯基。作为“亚炔基”,可列举碳数2~6的亚炔基,例如亚乙炔基、亚丙炔基、亚丁炔基、亚戊炔基、亚己炔基。作为“亚芳基”,可列举碳数6~14的亚芳基,例如亚苯基、亚萘基。
在1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和二甲基氨基吡啶的存在下,使化学式(1c)中的R1为4,4’-二甲氧基(三苯基甲基)基团且R2为氢原子的糖苷化合物作用于所得到的琥珀酸化CPG-LCAA,可以合成目标的结合有固相载体的糖苷化合物。
式中,
Y与上述化学式(4)中相同,B、n、R和R’与上述化学式(1)中相同,DMTr为4,4’-二甲氧基(三苯基甲基)基团。CPG表示可控孔径玻璃。
作为结合有固相载体的糖苷化合物,可优选列举上述糖苷化合物(AA5-2-1)、(AB5-2-1)、(C5-2-1)、(G5-2-1)、(U5-2-1)、(AA5-2-2)、(AB5-2-2)、(C5-2-2)、(G5-2-2)和(U5-2-2)。
在上述各反应工序中,反应产物的纯化方法也没有特别限定,可以参考公知的方法等而适当进行。
另外,在本发明的糖苷化合物的制造方法中,进一步优选通过上述本发明的醚的制造方法来制造化合物(105)。由此可以以更高的收率得到本发明的糖苷化合物。
5.核酸的制造方法
如上所述,根据本发明的核酸的制造方法的特征在于,其为包含下述化学式(I)所示的结构的核酸的制造方法,其包含下述缩合工序:使上述化学式(1)所示的糖苷化合物与下述化学式(2)所示的糖苷化合物、即本发明的糖苷化合物进行缩合反应。
在上述化学式(I)中,B与上述化学式(1)、(2)或(3)中相同,
R100为氢原子或羟基,或者下述化学式(R3)或(R4)所示的基团,
在上述化学式中,
n为正整数,
R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团。
各B任选相同或不同,各R100任选相同或不同,
m为正整数。
包含在化学式(I)中R100为化学式(R3)或(R4)所示的基团的、下述化学式(I’)所示的结构的核酸为新颖化合物。
在上述化学式(I’)中,R101为下述化学式(R3)或(R4)所示的基团,此外的各符号与化学式(I)中含义相同。
(式中,各符号与化学式(I)中含义相同)
本发明的核酸的制造方法的反应条件没有特别限定,例如可以与通常的亚磷酰胺法等同样进行。例如,本发明的核酸的制造方法可以使用通常的核酸自动合成装置等来制造(合成)。即,上述化学式(2)所示的本发明的糖苷化合物可以作为核酸自动合成用的亚酰胺使用。本发明的核酸的制造方法通过使用上述化学式(2)所示的本发明的糖苷化合物,从而可以高纯度且高收率地制造核酸。
本发明的核酸的制造方法中,例如包含上述化学式(I)所示的结构的核酸为下述化学式(II)所示的核酸,
在上述化学式(II)中,
B、R100和m与上述化学式(I)中相同,各B任选相同或不同,各R100任选相同或不同,
Z为氢原子或磷酸基,
且所述制造方法包含下述工序A1~A6。
[工序A1]
为下述工序:使酸作用于下述化学式(201)所示的糖苷化合物(以下也简称为糖苷化合物(201))而对5’位的羟基进行脱保护,从而制造下述化学式(202)所示的糖苷化合物(以下也简称为糖苷化合物(202))。
在上述化学式(201)和(202)中,
m和B与上述化学式(II)中相同,
R1和R2c与上述化学式(2)中相同,
各R200分别表示氢原子、酰氧基或下述化学式(203)所示的取代基,任选相同或不同,
T为氢原子、酰氧基、或者下述化学式(203)或(204)所示的取代基,
E为酰基、或者下述化学式(204)所示的取代基,
E和T中的至少一者为下述化学式(204)所示的取代基,
在上述化学式(203)中,
R、R’和n与上述化学式(1)中相同,
在上述化学式(204)中,
Y与上述化学式(4)中相同,
Q为下述化学式(205)所示的取代基,
在上述化学式(205)中,
W为:
式中,n与上述化学式(1)中相同。
在上述化学式(201)和(202)中,作为E中的上述酰基,可列举例如: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等。T和R200中的上述酰氧基中的酰基也同样。
本工序A1中使用的上述酸没有特别限定,可列举例如卤代羧酸。作为上述卤代羧酸,可列举例如三氟乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸等。上述酸例如可以溶解在适当的溶剂中使用。该溶液的浓度没有特别限定,为例如1~5重量%。上述溶剂也没有特别限定,可列举例如二氯甲烷等卤代溶剂、乙腈等腈和水等,可以单独使用,也可以将多种组合使用。本工序A1的反应温度没有特别限定,优选为20℃~50℃。反应时间也没有特别限定,根据所使用的酸的种类、反应温度等而不同,例如为1分钟~1小时。上述酸的使用量(摩尔数)也没有特别限定,相对于上述糖苷化合物(201)中的糖(或碱基)的摩尔数为例如1~100倍,优选为1~10倍。
[工序A2]
为下述工序:在活化剂的存在下,使核酸单体化合物与上述工序A1中制造的糖苷化合物(202)缩合,从而制造下述化学式(206)所示的糖苷化合物(以下也简称为糖苷化合物(206))。
在上述化学式(206)中,
B、E、m、R1、R200、T、和R2c与上述化学式(201)中相同,各B、各R200、和各R2c分别任选相同或不同。
在本工序A2中,作为上述“核酸单体化合物”,可列举上述化学式(2)所示的本发明的糖苷化合物。作为上述“核酸单体化合物”,也可以使用其它糖苷化合物,从反应效率、目标产物的收率、目标产物的纯度等观点出发,优选使用上述化学式(2)所示的糖苷化合物。另外,也可以将上述化学式(2)所示的糖苷化合物与其它糖苷化合物一起使用。作为上述“其它糖苷化合物”,可列举例如在上述化学式(2)中将R3变为H(氢原子)或OH(羟基)的糖苷化合物。在本发明的核酸的制造方法中,使用最少1分子以上的上述化学式(2)所示的本发明的糖苷化合物来制造核酸。另外,通过如后所述地将工序A1~A4重复适当次数,从而可以使本工序A2中的缩合反应重复进行数次。从而,可以使作为目标的核酸(糖苷化合物(I)或(II))的链长成为期望的(规定的)链长。在本发明的核酸的制造方法中,优选使多个上述化学式(2)所示的本发明的糖苷化合物进行聚合(缩聚)。从而,可以进行例如RNA(即,上述化学式(I)或(II)中R100全部为氢原子的核酸)的合成(制造)。另外,为了合成DNA(上述化学式(I)或(II)中R100全部为羟基的核酸),例如,可以通过逆转录由使多个上述化学式(2)所示的本发明的糖苷化合物聚合(缩聚)而合成出的RNA来合成。为了合成在化学式(I)或(II)中包含氢和羟基两者来作为R100的核酸,例如可以使上述化学式(2)所示的糖苷化合物与在上述化学式(2)中将R3变为H(氢原子)的糖苷化合物进行缩合反应。
在本工序A2中,上述活化剂没有特别限定,例如可以与公知的核酸合成中所使用的活化剂相同。作为上述活化剂,可列举例如:1H-四唑、5-乙基硫代四唑、4,5-二氯咪唑、4,5-二氰基咪唑、苯并三唑三氟甲磺酸盐、咪唑三氟甲磺酸盐、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-甲基咪唑等。
在本工序A2中,反应溶剂没有特别限定,可列举例如乙腈等腈、四氢呋喃、二氧六环等醚等。这些溶剂可以是1种,也可以将多种组合使用。反应温度也没有特别限定,优选为20℃~50℃。反应时间也没有特别限定,根据所使用的活化剂的种类、反应温度等而不同,为例如1分钟~1小时。上述核酸单体化合物的使用量(摩尔数)没有特别限定,相对于上述糖苷化合物(202)中的糖(或碱基)的摩尔数为例如1~100倍,优选为1~10倍。上述活化剂的使用量也同样。
[工序A3]
为下述工序:将上述工序A2中未反应的上述糖苷化合物(202)的5’位的羟基加帽。
在上述化学式(207)中,
R300为甲基或苯氧基甲基,
B、E、m、R200、T、和R2c与上述化学式(201)中相同。
在本工序A3中,使加帽剂与上述工序A2结束时未反应的5’位的羟基反应而对其进行保护。上述加帽剂没有特别限定,可列举例如乙酸酐、苯氧基乙酸酐等。上述加帽剂例如可制成溶液而使用。上述溶液的溶剂没有特别限定,可列举例如吡啶、二氯甲烷、乙腈、四氢呋喃、和这些的混合溶剂等。上述溶液的浓度也没有特别限定,为例如0.05~1M。另外,本工序A3中,例如可以组合使用4-二甲基氨基吡啶、N-甲基咪唑等合适的反应促进剂。反应温度没有特别限定,优选为20℃~50℃。反应时间没有特别限定,根据所使用的加帽剂的种类、反应温度等而不同,为例如1~30分钟。上述加帽剂的使用量(摩尔数)没有特别限定,相对于上述糖苷化合物(202)中的糖(或碱基)的摩尔数为例如1~100倍,优选为1~10倍。上述活化剂的使用量也同样。上述反应促进剂的使用量也同样。
[工序A4]
为下述工序:使氧化剂作用于上述工序A2中制造的糖苷化合物(206),从而将上述化学式(206)中的亚磷酸基转变为磷酸基。
在上述化学式(208)中,
B、E、m、R1、R200、T、和R2c与上述化学式(206)中相同。
本工序A4中的上述氧化剂没有特别限定,可列举例如碘、过氧化物(例如叔丁基过氧化氢)等。上述氧化剂可制成溶液而使用。上述溶液的溶剂没有特别限定,可列举例如吡啶、四氢呋喃、水、乙酸、二氯甲烷、和这些的混合溶剂等。作为上述溶液,可使用例如:使碘溶解于水与吡啶和四氢呋喃的混合溶剂而成的溶液;使碘溶解于吡啶与乙酸的混合溶剂而成的溶液;使过氧化物溶解于二氯甲烷而成的溶液等。上述溶剂的浓度也没有特别限定,为例如0.05~2M。反应温度没有特别限定,优选为20℃~50℃。反应时间没有特别限定,根据所使用的氧化剂的种类、反应温度等而不同,为例如1~30分钟。上述氧化剂的使用量(摩尔数)没有特别限定,相对于上述化合物(206)中的糖(或碱基)的摩尔数为例如1~100倍,优选为1~10倍。
需要说明的是,在本工序A4后且在进行后续工序A5前,也可以回到工序A1。通过如此重复进行合适次数的工序A1~A4,可以使目标核酸(糖苷化合物(208))的链长成为期望的(预定的)链长。
[工序A5]
为下述工序:将上述工序A4中制造的糖苷化合物(208)从上述固相载体上切出,对各核酸碱基部和各2’位的羟基进行脱保护。
在上述化学式(209)中,
B、m、R1、和R200与上述化学式(208)中相同,
R100和Z与上述化学式(II)相同。
在本工序A5中,将上述糖苷化合物(208)、即规定链长的核酸从固相载体切出的工序(切出工序)可以通过对负载有上述核酸(208)的固体载体添加切出剂而进行。作为上述切出剂,没有特别限定,可列举例如浓氨水、甲基胺等,可以为1种也可以组合使用两种以上。上述切出剂例如可以溶解于溶剂而使用。上述溶剂没有特别限定,可列举例如水、甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、四氢呋喃或这些的混合溶剂等,特别优选乙醇。上述溶液的浓度也没有特别限定,例如使上述溶液中的氢氧化铵的浓度为20~30重量%。上述氢氧化铵的浓度优选为25~30重量%,更优选为28~30重量%。上述切出剂的使用量(摩尔数)没有特别限定,相对于上述糖苷化合物(208)中的糖(或碱基)的摩尔数为例如1~100倍,优选为1~10倍。上述切出工序的反应温度没有特别限定,为例如20℃~90℃。反应时间没有特别限定,根据所使用的切出剂的种类、反应温度等而不同,为例如1~24小时,优选为3~12小时。
R100为化学式(R3)的情况下的氨处理工序的反应如以下所示。
(式中,R和R’中的至少一者不为氢原子,其以外的各符号的定义与上述相同)
在本工序A5中的上述2’位的羟基的脱保护工序中,首先在弱酸性下使用氧化剂而将1,2-二醇基氧化、转变为甲酰基,从而得到醛衍生物。作为上述氧化剂,没有特别限定,可列举例如高碘酸钠、高碘酸钾,特别优选高碘酸钠。反应溶液优选为弱酸性,更优选pH3~pH5。所使用的缓冲液没有特别限定,例如使用pH4.2的0.4M乙酸缓冲液。上述氧化工序的反应温度没有特别限定,为例如10℃~60℃,优选为20℃~50℃。反应时间没有特别限定,根据所使用的氧化剂的种类、反应温度等而不同,为例如10分钟~3小时,优选为30分钟~1小时。反应结束后添加甘油、乙二醇而使反应停止,从反应溶液中分离纯化目标产物。作为分离纯化的方法,没有特别限定,可以使用常规的纯化方法。上述纯化方法可列举例如过滤、洗脱、浓缩、中和、离心分离、色谱法(硅胶柱、薄层、反相ODS、离子交换、凝胶过滤)、透析、超滤等,可以单独使用,也可以将多种组合使用。
该工序、特别是高碘酸处理工序的反应如以下所示。
(式中,各符号的定义与上述相同)
接下来使用的脱保护剂只要是能够从2’-位的β-氧基醛部分基于β脱离而生成丙烯醛、结果是将2’-保护基团除去而转变为2’-羟基的氧化剂,则没有特别限定。
可列举例如四烷基卤化铵,更具体而言,可列举例如四丁基氟化铵(TBAF)。上述脱保护工序中使用的溶剂没有特别限定,可列举例如四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和这些的混合溶剂等。另外,上述脱保护工序中产生的丙烯醛等副产物可以用例如烷基胺、硫醇、硝基甲烷或者它们的混合物来捕捉。作为上述烷基胺,可列举例如具有碳数1~10的直链状烷基的烷基胺。作为上述硫醇,可列举例如具有碳数1~10的直链状烷基的烷基硫醇。上述脱保护工序的反应时间和反应温度没有特别限定,优选分别为30分钟~50小时、优选为40分钟~10小时和10~70℃、优选为20~50℃。上述脱保护剂的使用量相对于上述化合物(202)中的糖(或碱基)的摩尔数为例如10~1000倍、优选为50~200倍。上述捕捉剂的使用量也同样。另外,作为从上述脱保护工序的反应混合物中分离纯化目标产物、即糖苷化合物(209)的方法,没有特别限定,可以使用常规的纯化方法。上述纯化方法可列举例如过滤、洗脱、浓缩、中和、离心分离、色谱法(硅胶柱、薄层、反相ODS、离子交换、凝胶过滤)、透析、超滤等,可以单独使用,也可以将多种组合使用。
该工序、特别是四烷基卤化铵处理工序的反应如以下所示。
(式中,各符合的定义与上述相同)
在上述工序A5的2’位的羟基的脱保护工序中,在通过利用氧化剂(例如,高碘酸钠和高碘酸钾,优选为高碘酸钠)的氧化反应得到醛衍生物的工序、与通过利用脱保护剂(例如,四烷基卤化铵,优选为TBAF)的脱保护反应之间,可以实施对氧化工序中所得到的醛衍生物的2’位的甲酰基进行保护的工序(工序A5’)。
在本工序A5’中的上述2’位的甲酰基的保护工序中,首先使胺化合物(邻位和对位具有吸电子性基团的苄胺(例如,邻硝基苄胺))与工序A4的高碘化反应(高碘酸处理)所得到的醛衍生物反应,得到亚氨基衍生物。上述保护工序中使用的溶剂没有特别限定,可列举例如四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和这些的混合溶剂等。上述保护工序的反应温度没有特别限定,为例如10℃~60℃,优选为室温左右。反应时间没有特别限定,根据所使用的胺化合物的种类、反应温度等而不同,为例如1~10小时,优选为数小时。
将该亚氨基化合物供于后续的工序A6。
[工序A6]
为下述工序:将上述工序A5(或工序A5’)中制造的化合物(209)的5’位的羟基的保护基团除去。
本工序A6中使用的上述酸没有特别限定,可列举例如卤代羧酸或羧酸等。作为上述卤代羧酸或羧酸,可列举例如三氟乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、乙酸等。上述酸例如可溶解于适当的溶剂中使用。该溶液的浓度没有特别限定,为例如10~70重量%。上述溶剂也没有特别限定,可列举例如二氯甲烷、乙腈、氯仿、乙醇、水、pH为2~5的缓冲液、和这些的混合溶剂等。作为上述缓冲液,可列举例如乙酸缓冲液。本工序A6的反应温度没有特别限定,优选为10℃~60℃。反应时间也没有特别限定,根据所使用的酸的种类、反应温度等而不同,为例如1分钟~30分钟。上述酸的使用量(摩尔数)没有特别限定,相对于上述糖苷化合物(209)中的糖(或碱基)的摩尔数为例如1~200倍,优选为1~20倍。
接下来使用的脱保护剂只要是能够由(II)的亚氨基衍生物部分经β脱离而转化为2’-羟基的脱保护剂则没有特别限定。
可列举例如四烷基卤化铵,更具体而言,可列举例如四丁基氟化铵(TBAF)。上述脱保护工序中使用的溶剂没有特别限定,可列举例如四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和这些的混合溶剂等。另外,上述脱保护工序中产生的丙烯醛等副产物例如可以用烷基胺、硫醇、硝基甲烷或者它们的混合物来捕捉。作为上述烷基胺,可列举例如具有碳数1~10的直链状烷基的烷基胺。作为上述硫醇,可列举例如具有碳数1~10的直链状烷基的烷基硫醇。上述脱保护工序的反应时间和反应温度没有特别限定,优选分别为30分钟~50小时、优选为40分钟~10小时和10~70℃、优选为20~50℃。上述脱保护剂的使用量相对于上述化合物(202)中的糖(或碱基)的摩尔数为例如10~1000倍,优选为50~200倍。上述捕捉剂的使用量也同样。另外,作为从上述脱保护工序的反应混合物中分离纯化目标产物、即糖苷化合物(209)的方法没有特别限定,可以使用常规的纯化方法。上述纯化方法可列举例如过滤、洗脱、浓缩、中和、离心分离、色谱法(硅胶色谱柱、薄层、反相ODS、离子交换、凝胶过滤)、透析、超滤等,可以单独使用,也可以将多种组合使用。
需要说明的是,可以根据需要将作为上述工序A6的目标产物的上述化合物(II)分离纯化。例如,“分离”包括隔离(isolation)。分离纯化方法没有特别限定,可列举例如:萃取、浓缩、中和、过滤、离心分离、反相柱色谱法、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,可以单独使用,也可以将多种组合使用。
需要说明的是,本工序A5(或工序A5’)与上述工序A6的顺序也可以是颠倒的。即,可以在上述工序A4后、上述工序A5(或工序A5’)之前进行上述工序A6,之后再进行上述工序A5。
利用本发明的核酸制造方法制造的核酸的用途没有特别限定,例如可以用于与公知的核酸用途相同的用途。上述核酸由于可以利用本发明的核酸制造方法制造,从而可以低成本且高纯度地进行制造,因此其用途广泛,例如适合于药品制造等用途。
以下通过实施例等详细说明本发明,但本发明不受这些例子限定。
实施例
[实施例1:DBM化试剂的合成]
按照下述方案合成DBM化试剂。需要说明的是,“DBM”为“3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基(3,4-diacetoxybutoxymethyl)”的缩写(以下同样)。
作为试剂,使用以下试剂。
1,2,4-丁三醇(>97.0%、试剂1级、东京化成工业)
丙酮(99.5+%、试剂特级、和光纯药工业)
对甲苯磺酸一水合物(99.0+%、试剂特级、和光纯药工业)
乙酸(99.7+%、试剂特级、和光纯药工业)
乙酸酐(97.0+%、试剂特级、和光纯药工业)
二甲基亚砜(99.0+%、脱水、和光纯药工业)
吡啶(脱水)(99.5+%、有机合成用、和光纯药工业)
化合物2的合成
将化合物1(30g;283mmol)加入到丙酮(400mL)中进行搅拌。加入对甲苯磺酸一水合物(1.4g;0.025eq.),在室温下搅拌过夜。加入三乙胺(5mL)进行搅拌,用pH试纸确认pH为8以上。用蒸发器减压浓缩,得到粗产物。在5.0mmHg下减压蒸馏,得到作为主馏分的目标化合物2(35g、收率85%、沸点98~99℃)。
1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ:4.29-4.25(m,1H),4.10(m,1H),3.80(s,2H),3.59(t,J=8.0Hz,1H),2.42(s,1H),1.92-1.81(m,2H),1.43(s,3H),1.37(s,3H).
化合物3的合成
使化合物2(15g、103mmol)溶解于二甲基亚砜(110mL),加入乙酸酐(150mL)、乙酸(60mL),在40℃下搅拌8小时。用TLC确认化合物2消失后,将反应溶液加入到饱和碳酸氢钠水溶液(1.6L)中,搅拌1小时。用乙酸乙酯萃取,用水、饱和食盐水洗涤,然后用硫酸钠干燥。用蒸发器减压浓缩,得到目标化合物3的粗产物(39g)。
1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ:4.62(s,2H),4.22-4.17(m,1H),4.07(dd,J=8.0,6.1Hz,1H),3.67-3.60(m,2H),3.57(t,J=8.0Hz,1H),2.15(s,3H),1.96-1.89(m,1H),1.86-1.79(m,1H),1.41(s,3H),1.36(s,3H).
化合物4的合成
将化合物3的粗产物(39g)加入到80%乙酸水溶液(150mL)中,在室温下搅拌3小时。用真空泵蒸馏去除溶剂,再用吡啶进行共沸蒸馏。得到目标化合物4的粗产物(22g)。
化合物5的合成
使化合物4的粗产物(22g)溶解于吡啶(150mL)。加入乙酸酐(100mL),在室温下搅拌5小时。用TLC确认化合物4消失后,将反应溶液在0℃下加入到饱和碳酸氢钠水溶液(500mL)中,搅拌30分钟。用乙酸乙酯萃取,用饱和碳酸氢钠水溶液、水、饱和食盐水洗涤,然后用硫酸钠干燥。减压浓缩,将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(己烷/乙酸乙酯=4/1)纯化,得到目标化合物5(13g、收率50%/3步骤)。
1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ:5.24-5.19(m,1H),4.60(dd,J=13.4,11.5Hz,2H),4.29(dd,J=12.0,3.2Hz,1H),4.10-4.07(m,1H),3.57(t,J=8.0Hz,2H),2.14(s,3H),2.06(d,6Hz,6H),1.89(q,J=6.2Hz,2H).
另外,按照下述方案合成化合物2。
作为试剂,使用以下试剂。
3-丁烯-1-醇(>98.0%、试剂特级、东京化成工业)
N,N-二甲基甲酰胺(超脱水(Super Dehydrated))(99.5+%、有机合成用、和光纯药工业)咪唑(98.0+%、试剂特级、和光纯药工业)
三异丙基氯硅烷(97.0+%、有机合成用、和光纯药工业)
丙酮(超脱水)(99.5+%、有机合成用、和光纯药工业)
乙腈(99.8+%、和光纯药工业)
4-甲基吗啉N-氧化物(>98.0%、东京化成工业)
微胶囊化四氧化锇(10%、有机合成用、和光纯药工业)
2,2-二甲氧基丙烷(95.0%、试剂1级、和光纯药工业)
对甲苯磺酸吡啶鎓(>98.0%、试剂1级、东京化成工业)
四丁基氟化铵三水合物(98.0+%、SynQuest Laboratories)
四氢呋喃(超脱水)(99.5+%、有机合成用、和光纯药工业)
化合物1-3的合成
使化合物1-2(7.2g、0.1mol)溶解于N,N-二甲基甲酰胺(50mL),加入咪唑(13.6g、2.0eq.)、三异丙基氯硅烷(23.1g、1.2eq.),在室温下搅拌过夜。用二氯甲烷萃取,将有机层用水、饱和食盐水洗涤,然后用硫酸钠干燥。减压浓缩,用硅胶除去杂质,得到目标化合物1-3的粗产物(29.7g)。
1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ:5.90-5.81(m,1H),5.10-5.01(m,2H),3.73(t,J=6.8Hz,2H),2.33-2.29(m,2H),1.13-1.02(m,21H).
化合物1-4的合成
使化合物1-3的粗产物(29.7g)溶解于丙酮/乙腈/水(1:1:1)的混合溶剂(120mL)。加入4-甲基吗啉N-氧化物(15.2g、1.3eq.)、微胶囊化四氧化锇(1g、0.004eq.),在室温下搅拌过夜。反应结束后,将微胶囊化四氧化锇从反应体系中取出后,加水,用二氯甲烷萃取。将有机层用水、饱和食盐水洗涤,然后用硫酸钠干燥。减压浓缩,用硅胶除去杂质,得到目标化合物1-4的粗产物(31.3g)。
化合物1-5的合成
使化合物1-4的粗产物(31.3g)溶解于丙酮(75mL)。向其中加入2,2-二甲氧基丙烷(7.5mL)、对甲苯磺酸吡啶鎓(0.50g、0.02eq.),在室温下搅拌过夜。反应结束后,在减压下蒸馏去除溶剂,加入饱和碳酸氢钠水溶液。用二氯甲烷萃取,将有机层用水、饱和食盐水洗涤,然后用硫酸钠干燥。减压浓缩,得到目标化合物1-5的粗产物(51.8g)。
1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ:4.24-4.21(m,1H),4.11-4.08(m,1H),3.83-3.75(m,2H),3.59(t,J=7.8Hz,1H),1.90-1.85(m,1H),1.81-1.75(m,1H),1.40(s,3H),1.36(s,3H),1.13-1.03(m,21H).
化合物2的合成
向化合物1-5的粗产物(51.8g)中加入四丁基氟化铵三水合物(30g)/四氢呋喃(130mL),在室温下搅拌过夜。减压下蒸馏去除溶剂,加水,用乙酸乙酯萃取,将有机层用硫酸钠干燥。向水层(350mL)加入饱和氯化钠水溶液(110mL),用二氯甲烷进一步萃取,将二氯甲烷层用硫酸钠干燥。将干燥后的有机层合并,减压浓缩,将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(己烷/乙酸乙酯=8/1~1/1)纯化,得到目标化合物2(13.4g)。
1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ:4.31-4.25(m,1H),4.11-4.08(m,1H),3.83-3.80(m,2H),3.60(t,J=7.8Hz,1H),2.25(brs,1H),1.85-1.81(m,2H),1.43(s,3H),1.37(s,3H).
实施例2~6中合成了各种DBM亚酰胺。
作为试剂,使用以下试剂。
丙酮(99.0%、和光纯药工业)
乙腈(超脱水)(99.0%、和光纯药工业)
氟化铵(97.0%、和光纯药工业)
2-氰乙基N,N,N’,N’-四异丙基亚磷酰二胺(97.0%、和光纯药工业)、(98.9%、ChemGenes Corporation)
二氯甲烷(99.0%、和光纯药工业)
二异丙基铵盐四氮唑(根据Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry,unit 2.15.16而制备)
二异丙醚(EP98.0%、和光纯药工业)
4,4’-二甲氧基三苯基氯甲烷(DMTr-Cl、95.0%、Sigma-Aldrich)
乙酸乙酯(99.5%、和光纯药工业)
己烷(95.0%、和光纯药工业)
碘(GR99.8%、关东化学工业)
N-碘琥珀酰亚胺(EP98.0%、东京化学工业)
甲磺酸(GR98.0%、和光纯药工业)
甲醇(99.8%、和光纯药工业)
分子筛4A1/16(和光纯药工业)
脱水吡啶(99.5%、和光纯药工业)
硅胶(Wakogel C-200、和光纯药工业)
四氢呋喃(超脱水、不含稳定剂)(99.5%、和光纯药工业)
甲苯(超脱水)(99.5%、和光纯药工业)
三乙胺(GR99.0%、和光纯药工业)
三乙胺三氢氟酸盐(98.0%、Sigma-Aldrich)
三氟甲磺酸(98.0%、东京化学工业)
[实施例2:尿苷DBM亚酰胺(U5)的合成]
按照下述方案合成尿苷DBM亚酰胺(U5)。
(1)3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)尿苷(U2)的合成
将化合物U1(5.0g、10.0mmol)用甲苯与THF的混合溶剂共沸蒸馏2次,用THF共沸蒸馏1次,进行1小时真空干燥。将其在氩气气氛下溶解于脱水THF(30mL),加入分子筛4A(5.0g)、N-碘琥珀酰亚胺(3.5g、1.5eq.)进行搅拌,将该混合液冷却到-45℃。搅拌5分钟后,滴加三氟甲磺酸(1.4mL、1.5eq.)。搅拌5分钟后,加入DBM化试剂(3.9g、1.5eq.),在-45℃下搅拌30分钟。反应结束后,向反应溶液中加入冷却后的饱和硫代硫酸钠水溶液与饱和碳酸氢钠水溶液的混合溶液,在室温下剧烈搅拌至茶褐色消失为止。用乙酸乙酯萃取,将有机层用饱和硫代硫酸钠水溶液洗涤1次,用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤1次,用饱和氯化钠水溶液洗涤1次。将洗涤后的有机层用硫酸钠干燥后,减压浓缩,得到目标化合物U2的粗产物9.5g(纯度94.8%)。
HPLC条件:色谱柱:XBridge Oligonucleotide BEHC18reverse-phase(2.5μm,4.6×50mm;Waters);缓冲液A:5%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B:90%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B 80%等度洗脱;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm。
(2)2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)尿苷(U3)的合成
在氩气气氛下向化合物U2(9.5g、13.8mmol)的脱水甲醇(36mL)溶液中加入氟化铵(1.5g、3.0eq.),在50℃下搅拌4小时。反应结束后,减压下蒸馏去除溶剂,向残渣中加入乙腈,滤出所产生的沉淀物,对于滤液,在减压下蒸馏去除溶剂。向有粘性的残渣中加入二异丙醚,研磨,通过倾析除去溶剂。将该操作(研磨和倾析)进行3次。真空干燥后,得到目标化合物U3的粗产物8.5g(纯度77.1%)。
HPLC条件:色谱柱:XBridge Oligonucleotide BEHC18reverse-phase(2.5μm,4.6×50mm;Waters);缓冲液A:5%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B:90%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;B浓度:0-10%/15分钟,10-100%/20分钟;流速:1mL/分钟;
柱温:35℃;检测:UV 260nm.
(3)5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)尿苷(U4)的合成
将化合物U3(8.5g、19.1mmol)用吡啶共沸蒸馏,进行1小时真空干燥。在氩气气氛下向其中加入脱水吡啶(75mL),然后在0℃下加入DMTr-Cl(9.0g、1.4eq.),在室温下搅拌过夜。反应结束后,加入甲醇(10mL),搅拌5分钟。减压下蒸馏去除溶剂,向残渣中加入二氯甲烷,将有机层用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤2次,用饱和氯化钠水溶液洗涤1次。将洗涤后的有机层用硫酸钠干燥后,减压浓缩。将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(正己烷/乙酸乙酯=1:2、含有0.05%吡啶)纯化,以淡黄色泡状物质形式得到5.6g(纯度99.3%)目标化合物U4。
HPLC条件:色谱柱:XBridge Oligonucleotide BEHC18reverse-phase(2.5μm,4.6×50mm;Waters);缓冲液A:5%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B:90%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B 50%等度洗脱;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
ESI-Mass:771.29[M+Na]+
(4)5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)尿苷3’-O-(2-氰乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)(U5)的合成
将化合物U4(7.8g、10.4mmol)用乙腈共沸蒸馏,真空干燥。在氩气气氛下使其溶解于脱水乙腈(40mL),加入二异丙基铵盐四氮唑(2.1g、1.2eq.)和2-氰乙基N,N,N’,N’-四异丙基亚磷酰二胺(3.8mL、1.2eq.),在40℃下搅拌2小时。减压下蒸馏去除溶剂,加入乙酸乙酯,用饱和碳酸氢钠水溶液、饱和氯化钠水溶液分别各洗涤1次。将洗涤后的有机层用硫酸钠干燥后,减压浓缩。将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(正己烷/乙酸乙酯=1:2、含有0.1%三乙胺)纯化,以白色泡状物质形式得到4.4g(纯度98.3%)目标化合物U5。HPLC条件:色谱柱:XBridge Oligonucleotide BEHC18reverse-phase(2.5μm,4.6×50mm;Waters);缓冲液A:5%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B:90%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B 75%等度洗脱;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
31P-NMR(202MHz,CDCl3)δ:150.51,150.53,151.45
ESI-Mass:971.39[M+Na]+
[实施例3:胞嘧啶DBM亚酰胺(C5)的合成]
(1)N4-乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)胞苷(C2)的合成
将化合物C1(2.0g、3.9mmol)用甲苯与THF的混合溶剂共沸蒸馏2次,进而用THF共沸蒸馏1次后,进行1小时真空干燥。在氩气气氛下向其中加入脱水THF(12mL)和分子筛4A(2.0g)、N-碘琥珀酰亚胺(1.3g、1.5eq.)进行搅拌,将该混合物冷却到-45℃。搅拌5分钟,滴加三氟甲磺酸(0.9g、1.5eq.)。搅拌5分钟,加入DBM化试剂(1.5g、1.5eq.),在-45℃下搅拌30分钟。反应结束后,向反应溶液中加入经冷却的饱和硫代硫酸钠水溶液与饱和碳酸氢钠水溶液的混合溶液,在室温下剧烈搅拌直至茶褐色消失为止。用乙酸乙酯萃取,将有机层用饱和硫代硫酸钠水溶液洗涤1次,用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤1次,用饱和氯化钠水溶液洗涤1次。将洗涤后的有机层用硫酸钠干燥后,减压浓缩。将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(正己烷/乙酸乙酯=1:2)纯化,得到2.3g(纯度98.4%)目标化合物C2。
HPLC条件:色谱柱:XBridge Oligonucleotide BEHC18reverse-phase(2.5μm,4.6×50mm;Waters);缓冲液A:5%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B:90%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B 80%等度洗脱;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
(2)N4-乙酰基-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)胞苷(C3)的合成
在氩气气氛下向化合物C2(2.0g)的脱水THF(12mL)溶液中加入TEA/3HF(0.54mL、1.2eq.),在室温下搅拌3小时。向反应溶液中加入正己烷,则产生粘稠性。将上清通过倾析除去。加入正己烷并研磨,将溶剂通过倾析除去。将该操作((1)正己烷的添加、(2)上清的倾析)再进行一次。滤出固体,通过真空干燥以无定形的固体形式得到1.2g(纯度98.0%)目标化合物C3。
HPLC条件:色谱柱:Inertsil ODS-3reverse-phase(5.0μm,4.6×150mm;GLSciences);缓冲液A:H2O;缓冲液B:MeOH;B浓度:0-100%/10分钟,100%/10-25分钟;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
(3)N4-乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)胞苷(C4)的合成
将化合物C3(1.7g、3.5mmol)用吡啶共沸蒸馏,进行1小时真空干燥。在氩气气氛下向其中加入脱水吡啶(20mL),然后在0℃下加入DMTr-Cl(1.8g、1.5eq.),在室温下搅拌过夜。反应结束后,加入甲醇(6mL)搅拌5分钟。减压下蒸馏去除溶剂,向残渣中加入二氯甲烷,将有机层用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤2次,用饱和氯化钠水溶液洗涤1次。将洗涤后的有机层用硫酸钠干燥后,减压浓缩。将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(己烷/乙酸乙酯/丙酮=1:1:1、含有0.05%吡啶)纯化,以白色泡状物质形式得到1.8g(纯度98.6%)目标化合物C4。
HPLC条件:色谱柱:XBridge Oligonucleotide BEHC18reverse-phase(2.5μm,4.6×50mm;Waters);缓冲液A:5%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B:90%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B 50%等度洗脱;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
ESI-Mass:790.31[M+H]+
(4)N4-乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)胞苷3’-O-(2-氰乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)(C5)的合成
将化合物C4(2.0g、2.5mmol)用乙腈共沸蒸馏,进行1小时真空干燥。在氩气气氛下向其中加入脱水乙腈(8mL),进而加入二异丙基铵盐四氮唑(0.92g、1.2eq.)进行悬浮。加入2-氰乙基N,N,N’,N’-四异丙基亚磷酰二胺(0.52g、1.2eq.)的脱水乙腈(2mL)溶液,在40℃下搅拌3小时。反应结束后,减压下蒸馏去除溶剂,向残渣中加入二氯甲烷,将有机层用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤2次,用饱和氯化钠水溶液洗涤1次。将洗涤后的有机层用硫酸钠干燥后,减压浓缩。将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(己烷/丙酮=4:3、含有0.1%三乙胺)纯化,以白色泡状物质形式得到2.0g(纯度97.5%)目标化合物C5。
HPLC条件:色谱柱:XBridge Oligonucleotide BEHC18reverse-phase(2.5μm,4.6×50mm;Waters);缓冲液A:5%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B:90%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B 70%等度洗脱;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
31P-NMR(202MHz,CDCl3)δ:151.50,150.39
ESI-Mass:990.43[M+H]+
[实施例4:鸟苷DBM亚酰胺(G5)的合成]
(1)N2-异丁酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)-鸟苷(G2)的合成
将化合物G1(1.0g、1.7mmol)用甲苯与THF的混合溶剂共沸蒸馏2次,用THF共沸蒸馏1次,进行1小时真空干燥。在氩气气氛下向其中加入脱水THF(6mL)和分子筛4A(1.0g)、N-碘琥珀酰亚胺(0.6g、1.5eq.)进行搅拌,将该混合液冷却到-45℃。搅拌5分钟后滴加三氟甲磺酸(0.2mL、1.5eq.)。搅拌5分钟,加入DBM化试剂(0.6g、1.5eq.),在-45℃下搅拌30分钟。反应结束后,向反应溶液中加入经冷却的饱和硫代硫酸钠水溶液与饱和碳酸氢钠水溶液的混合溶液,在室温下剧烈搅拌直至茶褐色消失为止。用乙酸乙酯萃取,将有机层用饱和硫代硫酸钠水溶液洗涤1次,用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤1次,用饱和氯化钠水溶液洗涤1次。将洗涤后的有机层用无水硫酸钠干燥后,减压浓缩。得到目标化合物G2的粗产物1.4g(纯度96.5%)。将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(正己烷/乙酸乙酯=1:2)纯化,以白色泡状物质形式得到1.2g(纯度99.2%)目标化合物G2。
HPLC条件:色谱柱:XBridge Oligonucleotide BEHC18reverse-phase(2.5μm,4.6×50mm;Waters);缓冲液A:5%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B:90%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B 80%等度洗脱;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
(2)N2-异丁酰基-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)鸟苷(G3)的合成
在氩气气氛下向化合物G2(1.0g、1.25mmol)的脱水THF(3mL)溶液中加入TEA/3HF(0.25mL、1.2eq.),在室温下搅拌3小时。反应结束后,在减压下蒸馏去除溶剂,向残渣中加入正己烷(15mL)进行研磨,将溶剂通过倾析除去。向残渣中加入二氯甲烷,用饱和氯化钠水溶液洗涤,将有机层用硫酸钠干燥后,减压浓缩。将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(二氯甲烷/甲醇=20:1)纯化,以白色固体形式得到0.7g(纯度97.8%)目标化合物G3。
HPLC条件:色谱柱:Inertsil ODS-3reverse-phase(5.0μm,4.6×150mm;GLSciences);缓冲液A:H2O;缓冲液B:MeOH;B浓度:0-100%/10分钟,100%/10-25分钟;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
(3)N2-异丁酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)鸟苷(G4)的合成
将化合物G3(2.0g、3.6mmol)用吡啶共沸蒸馏,真空干燥。在氩气气氛下向其中加入吡啶(20mL),然后在0℃下加入DMTr-Cl(1.8g、1.5eq.),在室温下搅拌过夜。反应结束后,加入甲醇(5mL)搅拌30分钟。向在减压下蒸馏去除溶剂而得的残渣中加入乙酸乙酯,用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤2次,用饱和氯化钠水溶液洗涤1次。将洗涤后的有机层用硫酸钠干燥后,减压浓缩。将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(二氯甲烷/乙酸乙酯=2:3、含有0.05%吡啶)纯化,以白色泡状物质形式得到1.8g(纯度98.3%)目标化合物G4。
HPLC条件:色谱柱:XBridge Oligonucleotide BEHC18reverse-phase(2.5μm,4.6×50mm;Waters);缓冲液A:5%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B:90%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B 50%等度洗脱;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
ESI-Mass:858.35[M+H]+
(4)N2-异丁酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)鸟苷3’-O-(2-氰乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)(G5)的合成
将化合物G4(1.7g、2.0mmol)用乙腈共沸蒸馏,真空干燥。在氩气气氛下使其溶解于乙腈(6mL),加入二异丙基铵盐四氮唑(0.4g、1.2eq.)和2-氰乙基N,N,N’,N’-四异丙基亚磷酰二胺(0.8mL、1.2eq.),在室温下搅拌过夜后,追加2-氰乙基N,N,N’,N’-四异丙基亚磷酰二胺(0.5mL、0.8eq.),在室温下进一步搅拌3小时。在减压下蒸馏去除溶剂,加入乙酸乙酯,用饱和碳酸氢钠水溶液、饱和氯化钠水溶液洗涤分别各洗涤1次。将洗涤后的有机层用硫酸钠干燥后,减压浓缩。将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(己烷/乙酸乙酯=1:4、含有0.1%三乙胺)纯化,以白色泡状物质形式得到目标化合物G5为1.2g(纯度98.0%)。
HPLC条件:色谱柱:XBridge Oligonucleotide BEH C18reverse-phase(2.5μm,4.6×50mm;Waters);缓冲液A:5%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B:90%CH3CN/50mMTEAA,pH7.0;缓冲液B 75%等度洗脱;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
31P-NMR(202MHz,CDCl3)δ:150.86,150.49
ESI-Mass:1058.45[M+H]+
[实施例5:腺苷DBM亚酰胺(AB5)的合成]
(1)N6-苯甲酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)腺苷(AB2)的合成
将化合物AB1(1.0g、1.6mmol)用甲苯与THF的混合溶剂共沸蒸馏2次,用THF共沸蒸馏1次,进行1小时真空干燥。在氩气气氛下使该残渣溶解于脱水THF(3mL),加入分子筛4A(1.0g)并冷却到0℃。向该混合物中滴加甲磺酸(0.01mL、0.1eq.)。搅拌10分钟后,加入碘(2.5g、6.0eq.),搅拌10分钟。加入DBM化试剂(0.8g、2.0eq.),在0℃下搅拌30分钟。反应结束后,向反应溶液中加入经冷却的饱和硫代硫酸钠水溶液与饱和碳酸氢钠水溶液的混合溶液,在室温下剧烈搅拌直至茶褐色消失为止。用乙酸乙酯萃取,将有机层用饱和硫代硫酸钠水溶液洗涤1次,用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤1次,用饱和氯化钠水溶液洗涤1次。将洗涤后的有机层用硫酸钠干燥后,减压浓缩。将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(二氯甲烷/甲醇=40:1)纯化,得到0.37g(纯度98.4%)目标化合物AB2。
HPLC条件:色谱柱:XBridge Oligonucleotide BEHC18reverse-phase(2.5μm,4.6×50mm;Waters);缓冲液A:5%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B:90%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B 80%等度洗脱;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
(2)N6-苯甲酰基-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)腺苷(AB3)的合成
在氩气气氛下向化合物AB2(0.37g、0.45mmol)的脱水THF(2mL)溶液中加入TEA/3HF(0.22mL、3eq.),在室温下搅拌3.5小时。将反应溶液减压浓缩,得到油状的残渣。向该残渣中加入正己烷则生成浓厚浆料。将上清通过倾析除去。将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(二氯甲烷/甲醇=20:1)纯化,得到0.17g(纯度91.3%)目标化合物AB3。
HPLC条件:色谱柱:Inertsil ODS-3reverse-phase(5.0μm,4.6×150mm;GLSciences);缓冲液A:H2O;缓冲液B:MeOH;B浓度:0-100%/10min,100%/10-25min;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
(3)N6-苯甲酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)腺苷(AB4)的合成
将化合物AB3(0.13g、0.23mmol)用吡啶共沸蒸馏,真空干燥。在氩气气氛下向其中加入脱水吡啶(2mL),然后在0℃下加入DMTr-Cl(0.12g、1.5eq.),在室温下搅拌过夜后,进一步加入DMTr-Cl(0.076g、1eq.),在室温下搅拌。3小时后进一步加入DMTr-Cl(0.19g、2.5eq.),在室温下搅拌2小时。确认反应进行,加入甲醇(0.25mL)并搅拌10分钟。向在减压下蒸馏去除溶剂而得的残渣中加入二氯甲烷,用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤2次,用饱和氯化钠水溶液洗涤1次。将洗涤后的有机层用硫酸钠干燥后,减压浓缩。将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(二氯甲烷/甲醇=100:1~60:1、含有0.05%吡啶)纯化,得到0.10g(纯度96.7%)目标化合物AB4。
HPLC条件:色谱柱:XBridge Oligonucleotide BEHC18(2.5μm,4.6×50mm;Waters);缓冲液A:5%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B:90%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B 50%等度洗脱;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
ESI-Mass:876.35[M+H]+
(4)N6-苯甲酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)腺苷3’-O-(2-氰乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)(AB5)的合成
将化合物AB4(0.09g、0.11mmol)用乙腈共沸蒸馏,真空干燥。向其中加入二异丙基铵盐四氮唑(0.02g、1.1eq.,进一步真空干燥。在氩气气氛下向其中加入脱水乙腈(1.6mL)而进行悬浮。加入2-氰乙基N,N,N’,N’-四异丙基亚磷酰二胺(0.035g、1.1eq.),在40℃下搅拌2小时。进一步加入2-氰乙基N,N,N’,N’-四异丙基亚磷酰二胺(0.04g、1.2eq.),在40℃下搅拌,1.5小时后加入2-氰乙基N,N,N’,N’-四异丙基亚磷酰二胺(0.08g、2.5eq.),在40℃下搅拌。1小时后进一步加入二异丙基铵盐四氮唑(0.02g、1.1eq.),在40℃下搅拌1小时。向在减压下蒸馏去除溶剂而得的残渣中加入二氯甲烷,用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤2次,用饱和氯化钠水溶液洗涤1次。将洗涤后的有机层用硫酸钠干燥后,减压浓缩。将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(正己烷/乙酸乙酯=1:2、含有0.1%三乙胺)纯化,得到0.024g(纯度91.4%)目标化合物AB5。
HPLC条件:色谱柱:XBridge Oligonucleotide BEH C18(2.5μm,4.6×50mm;Waters);缓冲液A:5%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B:90%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B 70%等度洗脱;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
31P-NMR(202MHz,CDCl3)δ:151.19,151.10
ESI-Mass:1076.46[M+H]+
[实施例6:腺苷DBM亚酰胺(AA5)的合成]
(1)N6-乙酰基-3’,5’-O-(四异丙基二硅氧烷-1,3-二基)-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)腺苷(AA2)的合成
将化合物AA1(1.0g、1.8mmol)用甲苯与THF的混合溶剂共沸蒸馏2次,用THF共沸蒸馏1次,进行1小时真空干燥。在氩气气氛下使其溶解于脱水THF(3mL),加入分子筛4A(1.0g)并冷却到0℃。向该混合物中滴加甲磺酸(0.01mL、0.1eq.)。搅拌10分钟后,加入碘(2.8g、6.0eq.),搅拌10分钟。加入DBM化试剂(0.7g、1.5eq.),在0℃下搅拌30分钟。反应结束后,向反应溶液中加入经冷却的饱和硫代硫酸钠水溶液与饱和碳酸氢钠水溶液的混合溶液,在室温下剧烈搅拌直至茶褐色消失为止。用乙酸乙酯萃取,将有机层用饱和硫代硫酸钠水溶液洗涤1次,用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤1次,用饱和氯化钠水溶液洗涤1次。将洗涤后的有机层用硫酸钠干燥后,减压浓缩。将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(己烷:乙酸乙酯=1:1~1:3)纯化,得到0.45g(纯度99.3%)目标化合物AA2。
HPLC条件:色谱柱:XBridge Oligonucleotide BEHC18reverse-phase(2.5μm,4.6×50mm;Waters);缓冲液A:5%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B:90%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B 80%等度洗脱;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
(2)N6-乙酰基-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)腺苷(AA3)的合成
在氩气气氛下向化合物AA2(0.45g、0.9mmol)的脱水THF(2mL)溶液中加入TEA/3HF(0.12mL、1.2eq.),在室温下搅拌2小时。反应结束后,在减压下蒸馏去除溶剂,向残渣中加入正己烷进行研磨,通过倾析除去溶剂。将该操作(研磨和倾析)进行3次。真空干燥后,得到目标化合物AA3的粗产物0.47g(纯度87.2%)。
HPLC条件:色谱柱:Inertsil ODS-3reverse-phase(5.0μm,4.6×150mm;GLSciences);缓冲液A:H2O;缓冲液B:MeOH;B浓度:0-100%/10分钟,100%/10-25分钟;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
(3)N6-乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)腺苷(AA4)的合成
将化合物AA3(0.47g、0.9mmol)用吡啶共沸蒸馏,进行1小时真空干燥。在氩气气氛下向其中加入脱水吡啶(4mL),然后在0℃下加入DMTr-Cl(0.5g、1.5eq.),在室温下搅拌2小时后,进一步加入DMTr-Cl(0.5g、1.5eq.),在室温下搅拌1小时。反应结束后,加入甲醇(1mL),搅拌30分钟。在减压下蒸馏去除溶剂,向残渣中加入二氯甲烷,将有机层用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤2次,用饱和氯化钠水溶液洗涤1次。将洗涤后的有机层用硫酸钠干燥后,减压浓缩。将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(己烷:乙酸乙酯=2:3~1:2、含有0.05%吡啶)纯化,得到0.18g(纯度100%)目标化合物AA4。
HPLC条件:色谱柱:XBridge Oligonucleotide BEHC18reverse-phase(2.5μm,4.6×50mm;Waters);缓冲液A:5%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B:90%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B 50%等度洗脱;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
ESI-Mass:814.32[M+H]+
(4)N6-乙酰基-5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)腺苷3’-O-(2-氰乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)(AA5)的合成
将化合物AA4(0.17g、0.2mmol)用乙腈共沸蒸馏,进行1小时真空干燥。在氩气气氛下向其中加入脱水乙腈(1.4mL),进一步加入二异丙基铵盐四氮唑(0.04g、1.1eq.)进行悬浮。加入2-氰乙基N,N,N’,N’-四异丙基亚磷酰二胺(0.07g、1.1eq.),在40℃下搅拌2小时。进一步加入2-氰乙基N,N,N’,N’-四异丙基亚磷酰二胺(0.07g、1.1eq.),在40℃下搅拌,1小时后加入2-氰乙基N,N,N’,N’-四异丙基亚磷酰二胺(0.14g、2.2eq.),在40℃下搅拌。1小时后进一步加入二异丙基铵盐四氮唑(0.04g、1.1eq.),在40℃下搅拌1小时。确认反应进行,在减压下蒸馏去除溶剂。向残渣中加入二氯甲烷,将有机层用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤2次,用饱和氯化钠水溶液洗涤1次。将洗涤后的有机层用硫酸钠干燥后,减压浓缩。将得到的粗产物用硅胶柱色谱法(己烷:丙酮=3:1~2:1、含有0.1%三乙胺)纯化,得到0.04g(纯度98.6%)目标化合物AA5。
HPLC条件:色谱柱:XBridge Oligonucleotide BEHC18reverse-phase(2.5μm,4.6×50mm;Waters);缓冲液A:5%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B:90%CH3CN/50mM TEAA,pH7.0;缓冲液B 70%等度洗脱;流速:1mL/分钟;柱温:35℃;检测:UV 260nm.
31P-NMR(202MHz,CDCl3)δ:151.19,151.08.
ESI-Mass:1014.44[M+H]+
[实施例7:使用尿苷DBM亚酰胺(U5)合成尿苷二十聚体(dT+U20mer)]
使用实施例2中合成的尿苷DBM亚酰胺(U5)和核酸自动合成机(ABI3900:AppliedBiosystems公司的商品名),合成了下述序列号1的序列所示的尿苷二十聚体。作为3’末端的固相载体,使用不具有2’-OH基的脱氧胸腺嘧啶核苷。
5’-UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUT-3’(序列号1)
本实施例的尿苷二十聚体合成中,作为固相载体,使用用接头结合有5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)胸苷的CPG固相载体。进而,分别地,作为核酸单体化合物使用5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)尿苷3’-O-(2-氰乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)、即尿苷DBM亚酰胺(U5),作为缩合剂使用5-苄基巯基-1H-四唑,作为氧化剂使用碘溶液,作为加帽溶液使用乙酸酐/吡啶溶液和N-甲基咪唑溶液。在该条件下使上述核酸单体化合物缩合20次,然后在固相上进行5’末端的羟基的脱保护,使用浓氨水-乙醇混合液(3:1),在80℃用6小时进行从CPG固相载体的切出和各磷酸部位的脱保护。将如此得到的反应混合物在0.2M乙酸缓冲液(pH4.2)中用高碘酸钠将1,2-cis-二醇氧化,反应结束后加入甘油进行搅拌。向如此得到的溶液中加入乙醇使其产生沉淀,将该沉淀溶解于注射用水,在1M的四丁基氟化铵的DMSO溶液中、在室温下反应一晩,从而对2’位的羟基进行脱保护。向如此得到的溶液中加入乙醇使其产生沉淀,将该沉淀溶解于注射用水,得到包含作为目标化合物的尿苷二十聚体(dT+U20mer)的水溶液。
将通过上述而得到的尿苷二十聚体(dT+U20mer)的HPLC分析结果示于图1。如图所示,得到几乎单一的尖锐的峰,因此表明以高纯度得到了作为目标的尿苷二十聚体(dT+U20mer)。基于图1的峰强度计算出的尿苷二十聚体(dT+U20mer)的纯度为93.58%。另外,将该反应混合物的质谱结果(质谱图)示于图2。如图所示,观测到分子量6365.10的分子离子峰。该分子量与作为目标的尿苷二十聚体(dT+U20mer)的分子量的计算值6365.57显示出良好的一致性,从而可以确认得到了作为目标的尿苷二十聚体(dT+U20mer)。
需要说明的是,尿苷二十聚体(dT+U20mer)的HPLC分析是使用株式会社岛津制作所的设备(HPLC系统)进行测定的,质谱是使用Waters公司的设备SYNAPT G2(商品名)进行的。
[实施例8:使用尿苷DBM亚酰胺(U5)合成尿苷四十九聚体(dT+U49mer)-之一]
使用实施例2中合成的尿苷DBM亚酰胺(U5)和核酸自动合成机(ABI3900:AppliedBiosystems公司的商品名),合成了下述序列号2的序列所示的尿苷四十九聚体。作为3’末端的固相载体,使用了不具有2’-OH基的脱氧胸腺嘧啶核苷。
5’-UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUT-3’(序列号2)
在本实施例的尿苷四十九聚体合成中,作为固相载体,使用用接头结合有5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)胸苷的CPG固相载体。进而,分别地,作为核酸单体化合物使用5’-O-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)-2’-O-(3,4-二乙酰氧基丁氧基甲基)尿苷3’-O-(2-氰乙基N,N-二异丙基亚磷酰胺)、即尿苷DBM亚酰胺(U5),作为缩合剂使用5-苄基巯基-1H-四唑,作为氧化剂使用碘溶液,作为加帽溶液使用乙酸酐/吡啶溶液和N-甲基咪唑溶液。在该条件下使上述核酸单体化合物缩合49次后,在固相上对5’末端的羟基进行脱保护,用浓氨水-乙醇混合液(3:1)在80℃用6小时进行从CPG固相载体的切出和各磷酸部位的脱保护。将如此得到的反应混合物在0.2M乙酸缓冲液(pH4.2)中用高碘酸钠将1,2-cis-二醇氧化,反应结束后加入甘油进行搅拌。向如此得到的溶液中加入乙醇使其产生沉淀,将该沉淀溶解于注射用水,转移到反应烧瓶中,用真空泵减压干固。向该残渣中加入1M的四丁基氟化铵的DMSO溶液,在室温下反应一晩,对2’位的羟基进行脱保护。向如此得到的溶液中加入乙醇使其产生沉淀,将该沉淀溶解于注射用水,得到包含作为目标化合物的尿苷四十九聚体(dT+U49mer)的水溶液。
将通过上述而得到的尿苷四十九聚体(dT+U49mer)的HPLC分析结果示于图3。如图所示,得到几乎单一的尖锐的峰,因此表明以高纯度得到了作为目标的尿苷四十九聚体(dT+U49mer)。基于图3的峰强度计算出的尿苷四十九聚体(dT+U49mer)的纯度为74.74%。另外,将该反应混合物的质谱结果(质谱图)示于图4。如图所示,观测到分子量15244.50的分子离子峰。该分子量与作为目标的尿苷四十九聚体(dT+U49mer)的分子量的计算值15244.37显示出良好的一致性,因此可以确认得到了作为目标的尿苷四十九聚体(dT+U49mer)。
[实施例9:使用尿苷DBM亚酰胺(U5)合成尿苷四十九聚体(dT+U49mer)-之二]
向实施例8的高碘化反应中得到的醛衍生物中加入邻硝基苄胺(以相对于醛基为2~5当量的量来使用)的DMSO溶液,在室温下反应数小时而得到亚氨基化合物。向如此得到的反应溶液中加入乙醇使其产生沉淀,将该沉淀溶解于注射用水,转移到反应烧瓶中,用真空泵减压干固。向该残渣中加入1M的四丁基氟化铵的DMSO溶液,在室温下反应一晩,对2’位的保护基团进行脱保护。向如此得到的溶液中加入乙醇使其产生沉淀,将该沉淀溶解于注射用水,可以得到包含作为目标化合物的尿苷四十九聚体(dT+U49mer)的水溶液。
[实施例10:使用鸟苷DBM亚酰胺(G5)和尿苷DBM亚酰胺(U5)合成鸟苷·尿苷二十聚体(dT+GU20mer)]
与实施例8同样地,使用实施例2中合成的尿苷DBM亚酰胺(U5)和实施例4中合成的鸟苷DBM亚酰胺(G5)、核酸自动合成机(ABI 3900:Applied Biosystems公司的商品名)合成了下述序列号3的序列所示的鸟苷·尿苷二十聚体。作为3’末端的固相载体,使用了不具有2’-OH基的脱氧胸腺嘧啶核苷。
5’-GUGUGUGUGUGUGUGUGUGUT-3’(序列号3)
将通过上述而得到的鸟苷·尿苷二十聚体(dT+GU20mer)的HPLC分析结果示于图5。如图所示,得到了几乎单一的尖锐的峰,因此表明以高纯度得到了作为目标的鸟苷·尿苷二十聚体(dT+U20mer)。基于图5的峰强度计算出的鸟苷·尿苷二十聚体(dT+U20mer)的纯度为91.47%。另外,将该反应混合物的质谱结果(质谱图)示于图6。如图所示,观测到分子量的分子离子峰,可以确认得到了作为目标的鸟苷·尿苷二十聚体(dT+U20mer)。
以上参照实施方式对本发明进行了说明,但本发明不受上述实施方式限定。可以在本发明的范畴内对本发明的构成、详细情况进行本领域技术人员可理解的各种变更。
产业上的可利用性
如以上所说明,根据本发明的糖苷化合物、醚、醚的制造方法、糖苷化合物的制造方法,能够提供可以低成本地进行制造、且能够高收率且高纯度地制造核酸的亚磷酰胺。另外,根据本发明的核酸的制造方法,能够使用上述亚磷酰胺高收率且高纯度地制造核酸。利用本发明而制造的上述醚、糖苷化合物、或核酸的用途没有特别限定,可以用于广泛的用途。根据本发明,例如可以低成本、高收率且高纯度地得到这些,因此可以适宜地使用这些作为药品或其合成中间体。
本申请以日本提出申请的日本特愿2016-202663(申请日:2016年10月14日)和日本特愿2017-053633(申请日:2017年3月17日)为基础,其内容已全部包含在本说明书中。
序列表
<110> 株式会社博纳克(BONAC CORPORATION)
<120> 新颖的糖苷化合物及其制造方法
<130> 092661
<140> JP2016-202633
<141> 2016-10-14
<140> JP2017-053633
<141> 2017-03-17
<160> 3
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 21
<212> RNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<220>
<223> 核酸分子
<400> 1
UUUUUUUUUU UUUUUUUUUU T 21
<210> 2
<211> 50
<212> RNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<220>
<223> 核酸分子
<400> 2
UUUUUUUUUU UUUUUUUUUU UUUUUUUUUU UUUUUUUUUU UUUUUUUUUT 50
<210> 3
<211> 21
<212> RNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<220>
<223> 核酸分子
<400> 3
GUGUGUGUGU GUGUGUGUGU T 21

Claims (39)

1.一种下述化学式(1)所示的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,
在所述化学式(1)中,
B为具有核酸碱基骨架的原子团,任选具有或不具有保护基团,
R1和R2分别为氢原子或保护基团,
或者,R1与R2任选成为一体,形成下述化学式(R1R2A)或(R1R2B)所示的原子团,
各R1a分别为氢原子、直链或支链烷基、或者直链或支链烷氧基,任选相同或不同,
R3为下述化学式(R3)所示的基团,
在所述化学式(R3)中,
n为正整数,
R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团。
2.根据权利要求1所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,R与R’相同或不同,为酰基。
3.根据权利要求1所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,R和R’为乙酰基。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在所述化学式(1)中,
R1为氢原子或下述化学式(R1A)、(R1B)、(R1C)或(R1D)中的任一者所示的取代基,
在所述化学式(R1A)中,
R11~R13分别为直链或支链烷氧基、或者直链或支链烷基、或者不存在,任选相同或不同,
在R11~R13分别存在的情况下,任选为1个或多个,在为多个的情况下,任选相同或不同,
在所述化学式(R1B)中,
R14~R16分别为氢原子、直链或支链烷基、或者直链或支链烷氧基,任选相同或不同,
在所述化学式(R1C)中,
R17~R19分别为氢原子、卤素、直链或支链烷基、直链或支链烯基、直链或支链炔基、直链或支链卤代烷基、芳基、杂芳基、直链或支链芳基烷基、环烷基、环烯基、直链或支链环烷基烷基、直链或支链环基烷基、直链或支链羟基烷基、直链或支链烷氧基烷基、直链或支链氨基烷基、直链或支链杂环基烯基、直链或支链杂环基烷基、直链或支链杂芳基烷基、甲硅烷基、甲硅烷氧基烷基、单/二/三烷基甲硅烷基、或单/二/三烷基甲硅烷氧基烷基,任选相同或不同,
在所述化学式(R1D)中,
R20~R22分别为氢原子、或者直链或支链烷基,任选相同或不同。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在所述化学式(1)中,
R1为氢原子或下述化学式(R1Aa)、(R1Ba)、(R1Ca)、(R1Cb)、或(R1Da)所示的取代基,
6.根据权利要求1~3中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在所述化学式(1)中,
R1与R2成为一体,形成所述化学式(R1R2A)或(R1R2B)所示的原子团,
在所述化学式(R1R2A)和(R1R2B)中,
各R1a分别为氢原子、直链或支链烷基、或者直链或支链烷氧基,任选相同或不同。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,所述化学式(1)所示的糖苷化合物为下述化学式(2)所示的糖苷化合物,
在所述化学式(2)中,
B、R1和R3与所述化学式(1)中相同,
其中,R1为保护基团,
A为下述化学式(2-1)、(2-2-1)、(2-2-2)或(2-2-3)所示的基团,
R2a和R2b分别为氢原子或任意的取代基,任选相同或不同,
或者,R2a和R2b任选与它们所键合的氮原子成为一体而形成非芳香环,所述非芳香环任选具有或不具有所述氮原子以外的氮原子、氧原子或硫原子,进而任选具有或不具有取代基,
R2c为氢原子、吸电子基或任意的取代基,进而任选被吸电子基[D2]取代或未被其取代。
8.根据权利要求7所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在所述化学式(2-1)中,
R2a和R2b分别为氢原子、卤素、直链或支链烷基、直链或支链烯基、直链或支链炔基、直链或支链卤代烷基、芳基、杂芳基、直链或支链芳基烷基、环烷基、环烯基、直链或支链环烷基烷基、直链或支链环基烷基、直链或支链羟基烷基、直链或支链烷氧基烷基、直链或支链氨基烷基、直链或支链杂环基烯基、直链或支链杂环基烷基、直链或支链杂芳基烷基、甲硅烷基、甲硅烷氧基烷基、单/二/三烷基甲硅烷基、或单/二/三烷基甲硅烷氧基烷基,进而任选被吸电子基取代或未被其取代,
或者,R2a和R2b任选与它们所键合的氮原子成为一体而形成5~6元环的非芳香环,所述非芳香环任选具有或不具有所述氮原子以外的氮原子、氧原子或硫原子,进而任选具有或不具有取代基。
9.根据权利要求7所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在所述化学式(2-1)中,
R2a和R2b分别为甲基、乙基、异丙基、或叔丁基,
或者,R2a和R2b与它们所键合的氮原子成为一体而形成哌啶基、吗啉代基、吡咯烷基、硫代吗啉代基、或其它含氮脂环式基。
10.根据权利要求7~9中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在所述化学式(2-1)中,
R2c为氢原子、卤素、直链或支链烷基、直链或支链烯基、直链或支链炔基、直链或支链卤代烷基、芳基、杂芳基、直链或支链芳基烷基、环烷基、环烯基、直链或支链环烷基烷基、直链或支链环基烷基、直链或支链羟基烷基、直链或支链烷氧基烷基、直链或支链氨基烷基、直链或支链杂环基烯基、直链或支链杂环基烷基、直链或支链杂芳基烷基、甲硅烷基、甲硅烷氧基烷基、单/二/三烷基甲硅烷基、或单/二/三烷基甲硅烷氧基烷基,进而任选被吸电子基[D2]取代或未被其取代。
11.根据权利要求7~9中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在所述化学式(2-1)中,
R2c为被吸电子基[D2]取代的直链或支链烷基。
12.根据权利要求7~11中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在所述化学式(2-1)中,
在R2c中,所述吸电子基[D2]为氰基、硝基、烷基磺酰基、卤素、芳基磺酰基、或三卤代甲基。
13.根据权利要求7~11中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在所述化学式(2-1)中,
R2c为烯基或乙炔基、或者被吸电子基[D2]取代并与[D2]一起形成氰乙基。
14.根据权利要求1~5和7~13中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,所述化学式(1)所示的糖苷化合物为下述化学式(3)所示的糖苷化合物,
在所述化学式(3)中,
R、R’、B和n与所述化学式(1)中相同,
DMTr为4,4’-二甲氧基(三苯基甲基)基团,
A’为下述化学式(3-1)、(3-2-1)或(3-2-2)所示的基团,
15.根据权利要求1所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,所述化学式(1)所示的糖苷化合物为下述化学式(AA5)、(AB5)、(C5)、(G5)或(U5)所示的糖苷化合物,
在所述化学式(AA5)、(AB5)、(C5)、(G5)和(U5)中,R、R’和n与所述化学式(1)中相同,DMTr为4,4’-二甲氧基(三苯基甲基)基团,A’为下述化学式(3-1)、(3-2-1)或(3-2-2)所示的基团,
16.根据权利要求1~15中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,其中,在所述化学式(1)中,n=1。
17.一种制造下述化学式(105)所示的醚的方法,其包含:
(1)将下述化学式(102)所示的化合物甲基硫代甲基化而制造下述化学式(103)所示的化合物;
(2)将下述化学式(103)所示的化合物供于开环反应而制造下述化学式(104)所示的化合物;和
(3)对下述化学式(104)所示的化合物的羟基进行保护,根据需要在卤化剂和路易斯酸的存在下反复进行与甲基硫代甲醇的偶联反应,
在各式中,
n为正整数,
R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,化学式(102)所示的醇是使下述化学式(101)所示的二醇通过环化进行保护而得到的,
19.一种制造下述化学式(102)所示的化合物的方法,其包含:
(1)将下述化学式(101-1)所示的化合物碱水解而制造下述化学式(101-2)所示的醇;
(2)对下述化学式(101-2)所示的醇的羟基进行保护而制造下述化学式(101-3)所示的化合物;
(3)将下述化学式(101-3)所示的化合物氧化而制造下述化学式(101-4)所示的化合物;
(4)将下述化学式(101-4)所示的化合物异丙叉基化而制造下述化学式(101-5)所示的化合物;和
(5)将下述化学式(101-5)所示的化合物脱保护,
在各式中,
POH为羟基的保护基团,
X为卤素原子、乙酰氧基、任选被取代的羧基或任选被取代的氨基甲酰基。
20.一种制造下述化学式(105)所示的醚的方法,其包含:
(1)对下述化学式(104-1)所示的化合物的4位的羟基进行保护而制造下述化学式(104-2)所示的羟基羧酸;
(2)对下述化学式(104-2)所示的羟基羧酸的羟基进行保护、酰基化而制造下述化学式(104-3)所示的化合物;
(3)对下述化学式(104-3)所示的化合物的4位进行脱保护而制造下述化学式(104-4)所示的化合物;和
(4)将下述化学式(104-4)所示的化合物甲基硫代甲基化,根据需要在卤化剂和路易斯酸的存在下反复进行与甲基硫代甲醇的偶联反应,
在各式中,
n为正整数,
P’OH为羟基的保护基团,
R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团。
21.根据权利要求17或20所述的制造方法,其中,R和R’为乙酰基。
22.一种下述化学式(105)所示的醚、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐,
式中,
n为正整数,
R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团。
23.一种权利要求1~16中任一项所述的糖苷化合物、其对映异构体、互变异构体或立体异构体、或者它们的盐的制造方法,其包含下述偶联工序:
使下述化学式(106)所示的糖苷化合物与下述化学式(105)所示的醚在卤化剂和路易斯酸的存在下进行偶联反应,制造下述化学式(1a)所示的糖苷化合物,
下述化学式(1a)所示的糖苷化合物是所述化学式(1)中的R1与R2成为一体而形成了所述化学式(R1R2A)或(R1R2B)所示的原子团的糖苷化合物,
在所述化学式(106)和(1a)中,
L2为所述化学式(R1R2A)或(R1R2B)所示的原子团,
在所述化学式(105)、(106)和(1a)中,
B、n、R和R’与所述化学式(1)中相同。
24.根据权利要求23所述的制造方法,其还包含下述脱保护工序:
从所述化学式(1a)所示的糖苷化合物脱去所述原子团L2的保护而制造下述化学式(1b)所示的糖苷化合物,
下述化学式(1b)所示的糖苷化合物是在所述化学式(1)中R1和R2为氢原子的糖苷化合物,
在所述化学式(1b)中,
B、n、R和R’与所述化学式(1)中相同。
25.根据权利要求24所述的制造方法,其还包含下述保护基团导入工序:
向所述化学式(1b)中导入保护基团R1和R2而制造下述化学式(1c)所示的糖苷化合物,
下述化学式(1c)所示的糖苷化合物是在所述化学式(1)中R1和R2为除氢原子、所述化学式(R1R2A)和(R1R2B)以外所示的糖苷化合物,
在所述化学式(1c)中,
R1和R2是所述化学式(1)中的R1和R2中除氢原子、所述化学式(R1R2A)和(R1R2B)以外的基团,
B、n、R和R’与所述化学式(1)中相同。
26.根据权利要求23~25中任一项所述的制造方法,其中,所述卤化剂为选自由N-氯代琥珀酰亚胺、N-溴代琥珀酰亚胺、N-碘代琥珀酰亚胺、碘、溴和氯组成的组中的至少一个。
27.根据权利要求23~26中任一项所述的制造方法,其中,所述路易斯酸为选自由全氟烷基羧酸、全氟烷基磺酸、烷基磺酸和它们的盐组成的组中的至少一个。
28.根据权利要求23~27中任一项所述的制造方法,其中,所述路易斯酸为三氟甲磺酸或甲磺酸。
29.根据权利要求23~28中任一项所述的制造方法,其中,在分子筛的共存下进行所述偶联反应。
30.一种核酸、其对映异构体、互变异构体或立体异构体,其包含下述化学式(I)所示的结构,
在所述化学式(I’)中,B与所述化学式(1)、(2)或(3)中相同,
R101为下述化学式(R3)或(R4)所示的基团,
在所述化学式中,
n为正整数,
R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团,
各B任选相同或不同,各R101任选相同或不同,
m为正整数。
31.一种核酸的制造方法,其特征在于,其为包含下述化学式(I)所示的结构的核酸的制造方法,其包含下述缩合工序:使权利要求7~16中任一项所述的糖苷化合物进行缩合反应,
在所述化学式(I)中,B与所述化学式(1)、(2)或(3)中相同,
R100为氢原子或羟基、或者下述化学式(R3)或(R4)所示的基团,
在上述化学式中,
n为正整数,
R与R’相同或不同,为氢原子、或羟基的保护基团,
各B任选相同或不同,各R100任选相同或不同,
m为正整数。
32.根据权利要求31所述的方法,其包含:对通过缩合反应得到的缩合化合物中的2’位进行脱保护的工序。
33.根据权利要求32所述的方法,其中,脱保护通过(i)氨处理工序、(ii)高碘酸处理工序、和(iii)四烷基卤化铵处理工序实施。
34.根据权利要求33所述的方法,其包含:在(ii)高碘酸处理工序和(iii)四烷基卤化铵处理工序之间对2’位的甲酰基进行保护的工序。
35.根据权利要求34所述的方法,其中,在对2’位的甲酰基进行保护的工序中,使胺化合物进行反应。
36.根据权利要求35所述的方法,其中,胺化合物为具有吸电子性基团的苄胺化合物。
37.根据权利要求31~36中任一项所述的方法,其中,在上述化学式(I)中,各R100为羟基。
38.根据权利要求31~36中任一项所述的方法,其中,在上述化学式(I)中,各R100为氢原子,
所述方法还包含下述逆转录工序:通过逆转录由通过上述缩合工序得到的核酸制造上述化学式(I)所示的核酸。
39.根据权利要求31所述的方法,其包含下述工序:用四烷基卤化铵对包含上述化学式(I)所示的结构、且各R100为化学式(R4)所示的基团的核酸进行处理,由此得到包含上述化学式(I)所示的结构、且各R100为羟基的核酸。
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