DE3407671A1 - A PREPARATION CONTAINING A NUCLEOTID COMPOUND AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents

A PREPARATION CONTAINING A NUCLEOTID COMPOUND AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

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DE3407671A1
DE3407671A1 DE19843407671 DE3407671A DE3407671A1 DE 3407671 A1 DE3407671 A1 DE 3407671A1 DE 19843407671 DE19843407671 DE 19843407671 DE 3407671 A DE3407671 A DE 3407671A DE 3407671 A1 DE3407671 A1 DE 3407671A1
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Kenichi Hiroshima Miyoshi
Yoshiaki Kyoto Ohsugi
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Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft ein geschütztes Nucleotid, welches gefriergetrocknet ist, und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Das erfindungsgeraäße, geschützte Nucleotid ist besonders dafür geeignet, daß es in einer Einheitsfraktion oder als "Monomeres" verwendet werden kann, welches bei der Synthese eines Oligonucleotids konden- IQ siert wird, entsprechend dem Phosphotriester-Verfahren (welches von der Anmelderin entwickelt und in Nucleic Acids Research, 8, 5507, 1980, und anderen Literaturstellen beschrieben wird).The invention relates to a protected nucleotide which is freeze-dried and a process for its preparation. The erfindungsgeraäße protected nucleotide is particularly suitable in that it can be used in a unit fraction, or as a "monomer", which is condensed in the synthesis of an oligonucleotide IQ Siert, in accordance with the phosphotriester method (which is developed by the applicant and in Nucleic Acids Research, 8, 5507, 1980 and other references).

Ein Oligonucleotid, das eine relativ geringe Zahl von beispielsweise etwa 4 bis 30 Nucleotideinheiten, die miteinander unter Bildung einer Nucleotidkette oder eines Nucleotidstrangs gebunden sind, enthält, ist ein Bestandteil einer Molekülkette einer Nucleinsäure, wie Desoxyribonucleinsäure (im folgenden als "DNA" bezeichnet) oder Ribonucleinsäure (im folgenden als "RNA" bezeichnet) .An oligonucleotide that has a relatively small number of, for example, about 4 to 30 nucleotide units, the are bonded to each other to form a nucleotide chain or a nucleotide strand, is a Part of a molecular chain of a nucleic acid, such as Deoxyribonucleic acid (hereinafter referred to as "DNA") or ribonucleic acid (hereinafter referred to as "RNA") .

Da Nucleinsäuren genetische Informationen des Organismus tragen, ergeben Oligonucleotide, die die Molekülkette von Nucleinsäuren bilden, Gene. Als Fortschritt in der Rekombinations-Gentechnik wurden für die Synthese von Oligonucleotiden, die dafür verwendet werden können, bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen. 30Because nucleic acids provide genetic information of the organism carry, yield oligonucleotides that form the molecular chain of nucleic acids form genes. As advances in recombinant genetic engineering have been used for synthesis of oligonucleotides that can be used for various methods have already been proposed. 30th

Eines dieser Verfahren, bei dem die Herstellung eines Oligonucleotids mit vorbestimmter Nucleotid-Sequenz erfolgt, ist das Festphasen-Syntheseverfahren entsprechend dem Phosphotriester-Verfahren. Dieses Verfahren wird in den folgenden Literaturstellen beschrieben.One of these processes, in which the production of an oligonucleotide with a predetermined nucleotide sequence takes place, is the solid phase synthesis process corresponding to the phosphotriester process. This procedure will described in the following references.

Tetrahedron Letters, 1979, 3636 (1979)Tetrahedron Letters, 1979 , 3636 (1979)

Nucleic Acids Research, 8, 5473 (1980)Nucleic Acids Research, 8, 5473 (1980)

Nucleic Acids Research, 8, 5491 (1980)Nucleic Acids Research, 8, 5491 (1980)

Nucleic Acids Research, 8, 5507 (1980) Nucleic Acids Research Symposium Series, 7, 281(1980) J.Am.Chem.Soc., 103, 706 (1981)Nucleic Acids Research, 8, 5507 (1980) Nucleic Acids Research Symposium Series, 7, 281 (1980) J. Am. Chem. Soc., 103 , 706 (1981)

Nucleic Acids Research, I-O, 197 (1981).Nucleic Acids Research, I - O, 197 (1981).

Entsprechend diesem Verfahren wird ein polymerer Träger, wie Polystyrol, modifiziert, so daß er funktioneile Gruppen aufweist. Dieses Polymere wird mit einem geschützten Nucleosid umgesetzt, wobei ein an das Polymere gebundenes Nucleosid erhalten wird, welches im folgenden als "Harz" bezeichnet wird. Anschließend wird die Schutzgruppe aus dem Harz entfernt (normalerweise ist eine Schutzgruppe für die endständige 5'-Hydroxylgruppe vorhanden), und das entstehende Harz wird mit einem geschützten Nucleotidblock (normalerweise ist die endständige 3'-Phosphatgruppe die Phosphodiester-triethylammonium-Form) umgesetzt, wodurch dieser Nucleotidblock an die 5'-Hydroxylgruppe des Harzes gebunden wird und wobei die Nucleotidkette verbunden wird. Wird eine Reihe dieser Verfahrensschritte wiederholt, so kann das Oligonucleotid mit der gewünschten Längensequenz aufgebaut bzw. zusammengetragen werden. Bei der Endstufe oder bei einer Stufe, die nahe an der Endstufe liegt, wird das Oligonucleotid durch Spaltung aus dem Harz isoliert. Ein wesentliches Merkmal dieses Verfahrens besteht in der Tatsache, daß ein semi-automatischer Betrieb möglich ist.According to this process, a polymeric carrier such as polystyrene is modified to make it functional Has groups. This polymer is reacted with a protected nucleoside, whereby one is attached to the polymer bound nucleoside is obtained, which is hereinafter referred to as "resin". Then the Protecting group removed from resin (usually there is a protecting group for the terminal 5'-hydroxyl group present), and the resulting resin is capped with a protected nucleotide block (usually the terminal one is 3'-phosphate group the phosphodiester triethylammonium form) reacted, whereby this nucleotide block is attached to the 5'-hydroxyl group of the resin and thereby joining the nucleotide chain. If a number of these process steps are repeated, the oligonucleotide can can be built up or compiled with the desired length sequence. With the power amplifier or at a stage close to the final stage, the oligonucleotide is isolated from the resin by cleavage. An essential feature of this method is the fact that it can be operated semi-automatically is.

Ähnlich wie bei der DNA-Synthese im allgemeinen, also bei dem Festphasen-Syntheseverfahren, ist der wichtigste, zu beachtende Punkt, um das gewünschte Produkt in hoher Ausbeute zu erhalten, daß die Kondensationsreaktion bei absolut wasserfreien Bedingungen durchgeführt werden muß. Dies liegt daran, daß die Bindung zwischen den Nucleotiden durch eine Wasserabspaltungs-Kondensationsreaktion zwischen Phosphorsäureresten und Hydroxylgruppen erfolgt.Similar to DNA synthesis in general, i.e. the solid phase synthesis process, the most important one is point to be observed in order to obtain the desired product in high yield that the condensation reaction at absolutely anhydrous conditions must be carried out. This is because the bond is between the nucleotides takes place by a dehydration condensation reaction between phosphoric acid residues and hydroxyl groups.

Wasserfreie Bedingungen während der Kondensationsreaktion wurden gemäß dem Stand der Technik beispielsweise erhalten, indem man ein Gemisch aus einem geschützten Nucleotidblock und einem Harz der azeotropen Destillation mit Pyridin unterzog. Als Ergebnis eines Berichts [H.Ito, Y.Ike, S.Ikuta, K.Itakura; Nucleic Acids Research, 1_0, 1755 (1982)] und als Ergebnis eigener Untersuchungen wurde gefunden, daß das Trocknen des Harzes erreicht werden kann, wenn man das Harz mit einem flüchtigen Lösungsmittel (z.B. wasserfreiem Tetrahydrofuran) wäscht und anschließend einem Gasstrom, wie trockenem Stickstoff, aussetzt.Anhydrous conditions during the condensation reaction have been used according to the prior art, for example obtained by using a mixture of a protected nucleotide block and a resin of azeotropic distillation underwent with pyridine. As a result of a report [H.Ito, Y.Ike, S.Ikuta, K.Itakura; Nucleic Acids Research, 1-0, 1755 (1982)] and as a result of our own investigations it has been found that drying of the resin can be achieved by treating the resin with a volatile Solvent (e.g. anhydrous tetrahydrofuran) and then a stream of gas such as dry Nitrogen.

Jedoch muß der geschützte Nucleotidblock, der kondensiert werden soll, der vollständig geschützte Nucleotidblock [die im folgenden beschriebene Verbindung [il]], teilweise einer Schutzgruppen-Abspaltung unterworfen werden, wenn es erforderlich ist, die 3'-endständige Phosphodiester-Verbindung umzuwandeln, und weiterhin muß die Diesterverbindung (die im folgenden beschriebene Verbindung [I]) durch wiederholte Co-Verdampfung mit Pyridin in wasserfreien Zustand überführt werden. Daher muß die Phosphodiester-Verbindung [l] in situ hergestellt werden. Selbst wenn die Phosphodiestersalz-Verbindung [i]However, the protected nucleotide block to be condensed must be the fully protected nucleotide block [the compound described below [il]], in part deprotecting, if necessary, the 3'-terminal phosphodiester compound and further, the diester compound (the compound [I] described below) must be converted by repeated co-evaporation with pyridine can be transferred to an anhydrous state. Therefore, the phosphodiester compound [I] must be prepared in situ. Even if the phosphodiester salt compound [i]

zuvor hergestellt wird (normalerweise wird sie als Pulver, das durch tropfenweise Zugabe in Pentan erhalten wird, gelagert), wird die Ausbeute schlecht sein, wenn sie direkt so, wie sie ist, verwendet wird. Um eine hohe Ausbeute zu erhalten, muß sie zu dem Zeitpunkt, zu dem es erforderlich ist, in wasserfreien Zustand überführt werden, z.B. durch azeotrope Destillation mit Pyridin oder nach einem anderen Verfahren.is prepared beforehand (usually it is obtained as a powder, which is obtained by adding dropwise into pentane is stored), the yield will be poor if it is used directly as it is. To a high In order to obtain the yield, it must be rendered anhydrous at the point in time when it is necessary e.g. by azeotropic distillation with pyridine or another method.

Die Forderung, die Phosphodiesterverbindung [i] zu dem erforderlichen Zeitpunkt in wasserfreien Zustand zu überführen, beinhaltet eine äußerst schwierige Verfahrensstufe, und es ist äußerst schwierig, diese Stufe in der Praxis bei der Synthese von DNA mechanisch durchzuführen. Dies ist auch eine der Ursachen, weshalb man bei der Herstellung eines Oligonucleotids keine stabile, hohe Ausbeute erhielt.The requirement that the phosphodiester compound [i] to the transferring the necessary point in time to an anhydrous state involves an extremely difficult process stage, and it is extremely difficult to carry out this stage mechanically in practice in the synthesis of DNA. This is also one of the reasons why one cannot produce a stable, received high yield.

Die Anmelderin hat ausgedehnte Untersuchungen durchgeführt, und schließlich ist es ihr gelungen, eine Phosphodiester-Verbindung [i] durch Verwendung eines geeigneten Lösungsmittels gefrierzutrocknen. Es wurde gefunden, daß diese Verbindung während langer Zeiten so, wie sie ist, gelagert werden kann und eine stabile, hohe Ausbeute ergibt, selbst wenn sie direkt für die Kondensationsreaktion verwendet wird.The applicant has carried out extensive research and has finally succeeded in finding a phosphodiester compound [i] freeze-dry using a suitable solvent. It was found, that this compound can be stored as it is for long periods of time and a stable, high one Yield even when it is used directly for the condensation reaction.

Die Erfindung betrifft eine gefriergetrocknete Präparation einer geschützten Nucleotidverbindung, die durch die folgende Formel [i]The invention relates to a freeze-dried preparation a protected nucleotide compound represented by the following formula [i]

34U/ÖV134U / ÖV1

OH-AOH-A

[I][I]

dargestellt wird, worinis shown in which

R ein Wasserstoffatom oder eine geschützte Hydroxylgruppe bedeutet,R denotes a hydrogen atom or a protected hydroxyl group,

R1 eine' chemische Schutzgruppe für die Phosphatgruppe bedeutet,R 1 means a 'chemical protecting group for the phosphate group,

R2 eine chemische Schutzgruppe für die Hydroxylgruppe bedeutet,R2 is a chemical protecting group for the hydroxyl group means,

B' eine geschützte Base, ausgewählt unter Guanin, Adenin, Cytosin, Uracil und Thymin, bedeutet, A ein niedriges Alkylamin bedeutet und η eine natürliche Zahl bedeutet.B 'means a protected base selected from guanine, adenine, cytosine, uracil and thymine, A denotes a lower alkylamine and η denotes a natural number.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der gefriergetrockneten Präparation aus der geschützten Nucleotidverbindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine Pulverform einer geschützten Nucleotidverbindung der allgemeinen Formel"[i], wie sie im folgenden aufgeführt wird, zusammen mit Pyridin in Dloxan löst und die Lösung der Gefriertrocknung unterwirft.The inventive method for producing the freeze-dried Preparation from the protected nucleotide compound is characterized in that one Powdered form of a protected nucleotide compound of the general formula "[i], as it is listed below, together with pyridine in Dloxan and dissolve the solution subjected to freeze-drying.

OH-AOH-A

[I][I]

Darin bedeuten:Therein mean:

R ein Wasserstoffatom oder eine geschützte Hydroxylgruppe;R represents a hydrogen atom or a protected hydroxyl group;

R1 eine chemische Schutzgruppe für die Phosphatgruppe; R 1 is a chemical protecting group for the phosphate group;

Rp eine chemische Schutzgruppe für die Hydroxylgruppe ;Rp is a chemical protecting group for the hydroxyl group ;

B1 eine geschützte Base, ausgewählt unter Guanin, Adenin, Cytosin, Uracil und Thymin; A eine niedrige Alkylamingruppe; und η eine natürliche Zahl.B 1 is a protected base selected from guanine, adenine, cytosine, uracil and thymine; A is a lower alkylamine group; and η is a natural number.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung der gefriergetrockneten Präparation aus der erfindungsgemäßen geschützten Nucleotidverbindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine ölige Form eines geschützten Nucleotide der allgemeinen Formel [i], wie sie im folgenden aufgeführt wird, in Dioxan löst und die Lösung der Gefriertrocknung unterzieht.Another process for producing the freeze-dried preparation from the protected preparation according to the invention Nucleotide compound is characterized in that one has an oily form of a protected nucleotide represented by the general formula [i] shown below is dissolved in dioxane and the solution is subjected to freeze-drying.

B'B '

OH-A [I]OH-A [I]

Darin "bedeuten:In it "mean:

R ein Wasserstoffatom oder eine geschützte Hydroxylgruppe;R represents a hydrogen atom or a protected hydroxyl group;

R1 eine chemische Schutzgruppe für die Phosphatgruppe ;R 1 is a chemical protecting group for the phosphate group;

R2 eine chemische Schutzgruppe für die Hydroxylgruppe; R 2 is a chemical protecting group for the hydroxyl group;

B1 eine geschützte Base, ausgewählt unter Guanin, Adenin, Cytosin, Uracil und Thymin; A ein niedriges Alkylamin; und η eine natürliche Zahl.B 1 is a protected base selected from guanine, adenine, cytosine, uracil and thymine; A is a lower alkylamine; and η is a natural number.

In der obigen Formel [i] treten, wenn η für 2 steht oder darüber liegt, die Reste B1, R und R.. mehrere Male auf und können daher identisch oder unterschiedlich sein.In the above formula [i], when η is 2 or above, the radicals B 1 , R and R .. occur several times and can therefore be identical or different.

Die erfindungsgemäße, gefriergetrocknete Präparation liegt nicht als Pulver oder in Form dichter Teilchen oder als Masse vor, sondern in der Form, die für gefriergetrocknete Produkte typisch ist, nämlich als leichtes und flockenartiges Pulver mit guter Löslichkeit. Diese Präparation kann in diesem Zustand gelagert oder transportiert werden, und man muß nur die übliche Sorgfalt aufwenden, um Feuchtigkeit und Verunreinigungen zu vermeiden. Die Präparation löst sich leicht in den Lösungsmitteln, die normalerweise bei dem Triester-Verfahren verwendet werden, wie in Pyridin.The freeze-dried preparation according to the invention does not exist as a powder or in the form of dense particles or as a mass, but in the form that is used for freeze-dried Products is typical, namely as a light and flaky powder with good solubility. This preparation can be stored or transported in this state, with only the usual care spend to avoid moisture and contamination. The preparation dissolves easily in the Solvents normally used in the triester process used as in pyridine.

Bei dem bekannten Phosphotriester-Verfahren wurde das Nucleotid-Reagens (der Formel [I]) durch azeotrope Destillation mit Pyridin unmittelbar vor der Verwendung bei der Kondensationsreaktion in wasserfreien Zustand überführt. Dieser Vorgang ist bei der tatsächlichen Durchführung des Verfahrens unerwartet kompliziert, und in der Praxis ist es äußerst schwierig, gleichzeitig die Synthesen einer Anzahl von Oligonucleotiden, wie oben erwähnt, durchzuführen. Wird das erfindungsgemäße, gefriergetrocknete Reagens verwendet, ist die azeotrope Destillation, die parallel mit der KondensationsreaktionIn the known phosphotriester method, the nucleotide reagent (of the formula [I]) was obtained by azeotropic distillation with pyridine immediately before use in the condensation reaction in an anhydrous state convicted. This process is unexpectedly complicated in actually performing the method, and in practice it is extremely difficult to simultaneously synthesize a number of oligonucleotides as above mentioned to perform. If the freeze-dried reagent according to the invention is used, the azeotropic Distillation that runs in parallel with the condensation reaction

durchgeführt wird, nicht länger erforderlich, und es ist möglich, zur gleichen Zeit eine Reihe von Kondensationsreaktionen durchzuführen. Niedrige Ausbeuten, die durch Fehler bei der azeotropen Destillation verursacht werden, werden vermieden, und dadurch erhält man eine stabile Ausbeute. Es wurde gefunden, daß die Ausbeute pro Verfahrensstufe gleich oder höher ist als im Falle der azeotropen Destillation. Als Ergebnis der Tatsache, daß man eine stabile, hohe Ausbeute erhält und daß die Verfahrensstufen vereinfacht werden, wurde es weiterhin möglich, den Reaktionsmaßstab in großem Ausmaß zu reduzieren. Es ist ein weiterer Vorteil, daß der mechanische Betrieb bei der Kondensationsreaktion, die bei mechanischem Betrieb schwierig durchzuführen war, ebenfalls möglich wird.is no longer required, and it is possible to carry out a series of condensation reactions at the same time. Low yields by Errors caused in the azeotropic distillation are avoided, and thereby a stable one is obtained Yield. It has been found that the yield per process stage is the same as or higher than in the case of azeotropic distillation. As a result of the fact that a stable, high yield can be obtained and that As the process steps are simplified, it has further become possible to increase the reaction scale to a large extent to reduce. It is a further advantage that the mechanical operation in the condensation reaction that occurs in mechanical operation was difficult to perform, also becomes possible.

In der JA-OS 150700/1982 wird ein Produkt beschrieben, das ähnlich ist wie die erfindungsgemäße Präparation. Jedoch ist das bekannte, gefriergetrocknete Präparat das einer Nucleotidverbindung, die bei dem Phosphit-Verfahren verwendet wird [M.D.Matteucci, M.H.Caruthers: J.Am.Chem.Soc., 103» 3185 (1981)]. Das erfindungsgemäße, gefriergetrocknete Präparat unterscheidet sich von dem der bekannten Verbindung. Bei Kenntnis des Standes der Technik konnte man nicht annehmen, daß eine gefriergetrocknete Probe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in Form eines 1:1 Salzes eines Nucleotids und eines niedrigen Alky!amins hergestellt werden konnte. Das Salz ist ein Salz mit einem niedrigen Alkylamin, d.h. einem niedrigen Alkylamin mit einem Siedepunkt von etwa 800C oder darunter bei Atmosphärendruck. Ss war daher überraschend, daß man bei der Gefriertrocknungsstufe ein 1:1 Salz herstellen kann. Bei der azeotropen Destillation mit PyridinIn JA-OS 150700/1982 a product is described which is similar to the preparation according to the invention. However, the known freeze-dried preparation is that of a nucleotide compound used in the phosphite method [MD Mattucci, MH Caruthers: J. Am. Chem. Soc., 103 »3185 (1981)]. The freeze-dried preparation according to the invention differs from that of the known compound. With knowledge of the prior art, one could not assume that a freeze-dried sample could be produced in the form of a 1: 1 salt of a nucleotide and a lower alkyl amine by the method according to the invention. The salt is a salt with a lower alkylamine, ie a lower alkylamine with a boiling point of about 80 ° C. or below at atmospheric pressure. It was therefore surprising that a 1: 1 salt can be produced in the freeze-drying step. In the azeotropic distillation with pyridine

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können im Gegensatz dazu immer überschüssige Mengen entfernt werden.In contrast, excess quantities can always be removed.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert; es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings; show it:

Fig. 1 und Fig. 4 Chromatographien an Sephadex-G-50-Säulen; 1 and 4 show chromatographies on Sephadex G-50 columns;

Fig· 2 und Fig. 5 HPLC-Muster von Oligonucleotiden mit einer Dimethoxytritylgruppe; undFigures 2 and 5 HPLC patterns of oligonucleotides with a dimethoxytrityl group; and

Fig. 3 und Fig. 6 HPLC-Muster der angestrebten Oligonucleotide.Figures 3 and 6 HPLC patterns of the target oligonucleotides.

Säule: /U-Bondapak C 18 (Waters) Eluierungsmittel: Acetonitril -0,02 M EDAA-Puffer (pH 7,8)Column: / U-Bondapak C 18 (Waters) Eluent: acetonitrile -0.02 M EDAA buffer (pH 7.8)

Konzentrationsgradient: wie in den Zeichnungen angegebenConcentration gradient: as indicated in the drawings

Strömungsgeschwindigkeit: 2 ml/min Chartgeschwindigkeit: 10 mm/rain Temperatur: 500C.Flow rate: 2 ml / min Chart speed: 10 mm / rain Temperature: 50 0 C.

Im folgenden wird die Erfindung näher erläutert. Nucleotidverbindung [i] The invention is explained in more detail below. Nucleotide compound [i]

Die Nucleotidverbindung, die die erfindungsgemäße gefriergetrocknete Präparation darstellt, entspricht der zuvor erwähnten Formel [i] .The nucleotide compound that the freeze-dried of the invention Preparation represents corresponds to the aforementioned formula [i].

ιι

In der obigen Formel bedeutet das Symbol .— , wie es üblich ist, den Rest des Ribose-Teils eines Nucleotids, aus dem die 2f-, 3'- und 5'-Hydroxylgruppen und die Base entfernt sind. Genauer gesagt, besitzt er die folgende Struktur:In the above formula, the symbol - means, as is customary, the remainder of the ribose portion of a nucleotide from which the 2 f , 3 'and 5' hydroxyl groups and the base have been removed. More precisely, it has the following structure:

Wenn R in der Formel [ij Wasserstoff bedeutet, ist diese Ribose-Einheit 2'-Desoxyribosyl, und die Verbindung der Formel [I] bildet eine DNA-Kette. Uenn R eine Hydroxylgruppe oder eine geschützte Hydroxylgruppe bedeutet, ist diese Ribose-Einheit Ribosyl, und die Verbindung der Formel [I] bildet eine EITA-Kette. !Jenn der Polymerisationsgrad η = 2 oder höher liegt, können zwei oder mehrere der Substituenten R gleich oder unterschiedlich sein, und daher kann die Verbindung der Formel [i] ein Hybrid von DNA- Kette(n) und RNA-Kette(n) sein.When R in the formula [ij is hydrogen, this is Ribose unit 2'-deoxyribosyl, and the compound of Formula [I] forms a DNA chain. When R is a hydroxyl group or a protected hydroxyl group, is this ribose unit ribosyl, and the compound of the formula [I] forms an EITA chain. If the degree of polymerization η = 2 or higher, two or more of the substituents R may be the same or different, and therefore the compound of the formula [i] may be a hybrid of DNA chain (s) and RNA chain (s).

B1 ist eine geschützte Base. Diese umfaßt im allgemeinen die Base Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C), Thymin (T) oder Uracil (U). Wenn die Verbindung der Formel [l] eine DNA-Kette bildet, ist die Base A, G, C oder T, wohingegen sie A, G, C oder U ist, wenn die Verbindung eine RNA-Kette bildet. Die Schutzgruppe ist üblicherweise eine Acylgruppe und Beispiele für geschützte Basen sind N -Benzoyladenin, N-Isobutyrylguanin, N -Benzoylcytosin, Thymin und Uracil. Wie hieraus eindeutig folgt, sind Thymin und Uracil selbst Beispiele von B!, und im allgemeinen müssen Thymin und Uracil nicht geschützt werden. Sie sind selbst geschützt, ohne daß eine fremde Schutzgruppe vorhanden ist. Daher sind "geschütztes Thymin" und "geschütztes Uracil ebenfalls mitumfaßt und gelten als Beispiele für solche ohne spezifische Schutzgruppe.B 1 is a protected base. This generally includes the base adenine (A), guanine (G), cytosine (C), thymine (T) or uracil (U). When the compound of the formula [I] forms a DNA chain, the base is A, G, C or T, whereas when the compound forms an RNA chain, it is A, G, C or U. The protecting group is usually an acyl group and examples of protected bases are N -benzoyladenine, N-isobutyrylguanine, N -benzoylcytosine, thymine and uracil. As clearly follows from this, thymine and uracil are themselves examples of B ! , and in general thymine and uracil need not be protected. They are themselves protected without a foreign protective group being present. Therefore, "protected thymine" and "protected uracil" are also included and are considered to be examples of those without a specific protecting group.

In diesem Zusammenhang sei ausgeführt, daß die Basen der Formel [i], die oben aufgeführt wurden, selbstverständlieh mit Gruppen mit Ausnahme der Acylgruppen modifi-In this context it should be noted that the bases of the Formula [i] listed above are self-evident with groups with the exception of the acyl groups modified

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ziert sein können, die unter den Begriff "Schutzgruppen", wie oben definiert, fallen, und die vorliegende Erfindung umfaßt auch DMA- und RNA-Derivate, worin Änderungen, die im allgemeinen für derartige Basen üblich sind, stattgefunden haben, wie eine Methylierung oder Partialumwandlung der Aminogruppen in Carbonylgruppen, wenn B Cytosin oder Adenin bedeutet. Verbindungen mit Basen, die auf diese Weise geändert wurden, sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.may be adorned, which fall under the term "protecting groups" as defined above, and the present invention also includes DMA and RNA derivatives in which changes that are generally customary for such bases have taken place, such as methylation or partial conversion of the amino groups in carbonyl groups when B is cytosine or adenine. Compounds with bases, which have been changed in this way are also the subject of the present invention.

Die Gruppe R^, die Gruppe Rp und die Gruppe R sind, wenn sie als Schutzgruppen für Hydroxylgruppen vorhanden sind, irgendwelche Schutzgruppen, die als Schutzgruppen für die Phosphat- und die Hydroxylgruppe bei der Nucleinsäure-Synthese bekannt sind. Spezifische Beispiele sind solche, wie sie in der folgenden Literaturstelle beschrieben werden, wie auch die Schutzgruppen, die bei den obigen Basen erläutert wurden: Journal of the Society of Organic Synthetic Chemistry, Japan, Band 36, Nr. 9» Seiten 723-731, (1978); Synthesis of Nucleosides and Nucleotides (Maruzen, Japan 1977); Organic Chemistry of Nucleic Acids (Kagaku Dojin, Japan 1979); Nucleic Acids (Asakura Shoten, Japan 1979); Tetrahedron, ^4, 3143 (1978); Journal of the Society of Synthetic Organic Chemistry, Japan, £4ι 723 (1978); Kagaku no Ryoiki (Domain of Chemistry), ^3,, 566 (197-9); und andere Zusammenfassungen und Lehrbücher. Die Schutzgruppen, die bei der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt sind, sind die o-Chlorphenylgruppe und die p-Chlorphenylgruppe als Gruppe R^; die Monomethoxytritylgruppe und die Diraethoxytritylgruppe als Gruppe R2; und Wasserstoff und die mit o-Nitrophenyl geschützte Hydroxylgruppe als Gruppe R.The group R ^, the group Rp and the group R, when present as protecting groups for hydroxyl groups, are any protecting groups known as protecting groups for phosphate and hydroxyl groups in nucleic acid synthesis. Specific examples are those as described in the following reference, as well as the protecting groups explained in the above bases: Journal of the Society of Organic Synthetic Chemistry, Japan, Volume 36, No. 9 »Pages 723-731, (1978); Synthesis of Nucleosides and Nucleotides (Maruzen, Japan 1977); Organic Chemistry of Nucleic Acids (Kagaku Dojin, Japan 1979); Nucleic Acids (Asakura Shoten, Japan 1979); Tetrahedron, ^ 4, 3143 (1978); Journal of the Society of Synthetic Organic Chemistry, Japan, £ 4ι 723 (1978); Kagaku no Ryoiki (Domain of Chemistry), ^ 3 ,, 566 (197-9); and other summaries and textbooks. The protecting groups which are particularly preferred in the present invention are the o-chlorophenyl group and the p-chlorophenyl group as the group R ^; the monomethoxytrityl group and the diraethoxytrityl group as group R 2 ; and hydrogen and the o-nitrophenyl protected hydroxyl group as group R.

η ist eine beliebige natürliche Zahl. Im allgemeinen beträgt η etwa 1 bis 10, bevorzugt etwa 1 bis 6 und besonders bevorzugt etwa 1 bis 3.η is any natural number. In general, η is about 1 to 10, preferably about 1 to 6 and particularly preferably about 1 to 3.

A ist ein niedriges Alkylamin. Der Ausdruck "niedriges Alkyl" bedeutet eine Alkylgruppe mit etwa 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. Typische Beispiele für niedrige Alkylamine sind Triethylamin, Diisopropylamin, Dimethylamin, t-Buty!amine, sek.-Butylamine, n-Butylamine, n-Propylamine und Isopropylamine, wobei Triethylamin bevorzugt ist.A is a lower alkyl amine. The term "base Alkyl "means an alkyl group having about 1 to 4 carbon atoms. Typical examples of lower alkyl amines are triethylamine, diisopropylamine, dimethylamine, t-butylamine, sec-butylamine, n-butylamine, n-propylamine and isopropylamines, with triethylamine being preferred.

Die Herstellung der Verbindung [i] kann nach irgendeinem geeigneten Verfahren für die Synthese von Nucleinsäuren erfolgen, wie sie in den obigen Literaturstellen oder in anderen Publikationen beschrieben werden. Ein typisches Beispiel wird im folgenden erläutert. Zuerst wird die Verbindung der Formel [II] nach einem Verfahren der obigen Literaturstellen synthetisiert. Sie ist ebenfalls im Handel erhältlich.The preparation of the compound [i] can be according to any one of suitable methods for the synthesis of nucleic acids are carried out as described in the above references or described in other publications. A typical example is explained below. First the compound of the formula [II] is synthesized by a method of the above literatures. She is also available in the stores.

B1
25
B 1
25th

R2 -4-0R 2 -4-0

^ ^ OR^^ OR

-R O-R O

-O P — OR., [II]-O P - OR., [II]

worinwherein

R, eine chemische Schutzgruppe für die Phosphatgruppe bedeutet, die bei den Bedingungen, bei denen andere Schutzgruppen stabil sind, abgespalten werden kann, normalerweise eine Cyano ethyl gruppe; mid R, R1, B' und η die jeweiligen Bedeutungen, wie oben definiert, besitzen.R, denotes a chemical protecting group for the phosphate group which can be cleaved off under the conditions at which other protecting groups are stable, usually a cyano ethyl group; mid R, R 1 , B 'and η have the respective meanings as defined above.

3AU/6713AU / 671

Die Verbindung der Formel [ill wird mit einem niedrigen Alkylamin, vorzugsweise Triethylamin, in Pyridin oder in Pyridin-Wasser zur Entfernung der Schutzgruppe fW unter Bildung der Verbindung [i] behandelt. Die so gebildete Verbindung [i] wird in öliger Form durch Abdestillation von überschüssigem niedrigen Alkylamin, Pyridin und Y/asser aus dem Reaktionsprodukt erhalten.The compound of the formula [ill is assigned a low Alkylamine, preferably triethylamine, in pyridine or in pyridine-water to remove the protective group fW treated to form compound [i]. The compound [i] thus formed is obtained in an oily form by distillation of excess lower alkylamine, pyridine and water obtained from the reaction product.

Diese ölige Verbindung [i] wird gelagert und so, wie sie ist, für die DNA-Synthese oder als Pulver verwendet, welches durch tropfenweise Zugabe der öligen Form in Hexan erhalten wird. Die ölige Form der Verbindung [l] kann als Öl angesehen werden, da Verbindungen mit Ausnahme der Verbindung [i], insbesondere Pyridin, in ihr enthalten sind.This oily compound [i] is stored and so how it is used for DNA synthesis or as a powder, which is obtained by adding dropwise the oily form is obtained in hexane. The oily form of the compound [l] can be regarded as an oil, since it has compounds with Except for the compound [i], in particular pyridine, are contained in it.

Gefriertrocknung Herstellung der Lösung:Freeze drying Preparation of the solution:

Das wesentliche Lösungsmittel ist Dioxan. Die Verbindung [i] wird, wenn sie in Pulverform vorliegt, in Dioxan langsam aufgelöst, und daher wird sie bevorzugt in einem Gemisch aus Pyridin und Dioxan gelöst. In diesem Fall kann, wenn die Menge an Pyridin im Ubschuß vorliegt, die Gefriertrocknung der Lösung nicht wirksam durchgeführt werden. Es ist daher bevorzugt, Pyridin in einer Volumenmenge von 2 bis 10 % V/V, bezogen auf Dioxan, zu verwenden. Bei der Herstellung einer Lösung der Verbindung [ij kann Pyridin zuerst mit Dioxan vermischt werden, bevor die Verbindung [I] darin gelöst wird. Alternativ kann die Verbindung [i] zuerst in Pyridin gelöst werden und die entstehende Lösung kann dann in Dioxan gelöst werden. Das letztere Verfahren kann bevorzugt sein. Der Ausdruck "in Dioxan zusammen mit Pyridin gelöst", wie er in der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, um-The main solvent is dioxane. The compound [i] when it is in powder form is slowly dissolved in dioxane, and therefore it is preferably dissolved in a mixture of pyridine and dioxane. In this case, if the amount of pyridine is excessive, the freeze-drying of the solution cannot be carried out effectively. It is therefore preferred to use pyridine in an amount by volume of 2 to 10 % v / v based on dioxane. In preparing a solution of the compound [ij, pyridine may first be mixed with dioxane before the compound [I] is dissolved therein. Alternatively, the compound [i] can be dissolved in pyridine first and the resulting solution can then be dissolved in dioxane. The latter method may be preferred. The expression "dissolved in dioxane together with pyridine", as used in the present application, to

faßt daher beide oben beschriebenen Herstellungsverfahren. therefore summarizes both manufacturing processes described above.

Wenn die Verbindung [i] in öliger Form vorliegt, kann man eine recht hohe Auflösungsgeschwindigkeit ohne Verwendung von Pyridin erhalten.When the compound [i] is in an oily form, can quite a high rate of dissolution can be obtained without the use of pyridine.

In beiden, oben beschriebenen Fällen ist das wesentliche Lösungsmittel Dioxan. Eine geringe Menge eines anderen Lösungsmittels oder eines niedrigen Alkylamins kann ebenfalls zusammen damit verwendet werden, ohne daß der Gegenstand der vorliegenden Erfindung verlassen wird. Der Schutzumfang der Ansprüche soll auch diese Ausführungsfcrm mitumfassen. Daher ist die Verwendung einer kleinen Menge an Pyridin, wenn die Verbindung [i] in öliger Form vorliegt, ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.In both cases described above, the essential thing is Dioxane solvent. A small amount of another solvent or lower alkyl amine can also be used in conjunction therewith without departing from the subject matter of the present invention will. The scope of protection of the claims should also include this embodiment. Hence the use a small amount of pyridine when the compound [i] is in an oily form are also subject of the present invention Invention.

Die Konzentration der Verbindung [ij in der Lösung kann auf geeignete Weise in Abhängigkeit von der Viskosität bei der Gefriertrocknungsstufe bestimmt werden. Normalerweise liegt sie in der Größenordnung von beispielsweise 10 bis 100 mg/ml.The concentration of the compound [ij in the solution can be can be appropriately determined depending on the viscosity at the freeze-drying step. Normally it is of the order of, for example, 10 to 100 mg / ml.

GefriertrocknungsstufeFreeze drying stage

Mit Ausnahme der Tatsache, daß die gelöste Verbindung die Verbindung [i] und das Lösungsmittel Dioxan (und eine geringe Pyridinmenge) ist, unterscheidet sich die Gefriertrocknungsstufe nicht von der bekannten Gefriertrocknungsstufe. Except for the fact that the compound in solution is compound [i] and the solvent is dioxane (and a small amount of pyridine), the Freeze drying stage not different from the known freeze drying stage.

Im allgemeinen umfaßt diese Stufe das Gefrieren durch Kühlen der Lösung (normalerweise in der GrößenordnungGenerally, this step involves freezing by cooling the solution (usually of the order of

3 4 O V b 7 Ί3 4 O V b 7 Ί

von -30 C oder darunter) und die Sublimation des gefrorenen Lösungsmittels durch Anwendung eines verringer-B ten Drucks (normalerweise in der Größenordnung von mehreren mmHg oder darunter).of -30 C or below) and the sublimation of the frozen Solvent by applying a reduced pressure (usually on the order of several mmHg or below).

Hinsichtlich der anderen erforderlichen Maßnahmen bei der Gefriertrocknung sei auf Lehrbücher, wie Shin Jikken Kagaku KÜoza "New Course of Experimental Chemistry) 1 [l] 459"' (Maruzen, Japan 1975), verwiesen.Regarding the other measures required the freeze-drying is based on textbooks such as Shin Jikken Kagaku KÜoza "New Course of Experimental Chemistry) 1 [1] 459 "'(Maruzen, Japan 1975), referenced.

Verwendung der gefriergetrockneten PräparationUse of the freeze-dried preparation

Die gefriergetrocknete Präparation der erfindungsgemäßen Verbindung [l] besitzt in Pyridin nicht nur eine gute Löslichkeit, sondern ihre Reaktivität bei der Kondensationsstufe ist gleich oder besser als die der bekannten Präparationen (getrocknet durch azeotrope Destillation unmittelbar vor der Verwendung).The freeze-dried preparation of the invention Compound [l] not only has good solubility in pyridine, but also its reactivity in the condensation stage is equal to or better than that of the known preparations (dried by azeotropic distillation immediately before use).

Die erfindungsgemäße, gefriergetrocknete Präparation kann daher, solange sie bei wasserfreien Bedingungen gelagert wird, mit Vorteil als Nucleotid-Einheit bei der DNA-Synthese ohne azeotropes Trocknen verwendet werden. The freeze-dried preparation according to the invention can therefore, as long as it is stored under anhydrous conditions, advantageously contribute as a nucleotide unit DNA synthesis can be used without azeotropic drying.

Das Festphasen-Verfahren für die Synthese eines Oligonucleotids unter Verwendung einer gefriergetrockneten Nucleotidverbindung wird im folgenden anhand eines Beispiels näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.The solid phase method for the synthesis of an oligonucleotide using a freeze-dried nucleotide compound is exemplified below explained in more detail. However, the invention is not limited to this.

Etwa 50 bis 60 mg eines Polystyrolharzes mit einem daran gebundenen Nucleosid wird in einen Reaktor gegeben, der mit einem dichtschließenden Stopfen und Glasfilter aus-About 50 to 60 mg of a polystyrene resin with one on it bound nucleoside is placed in a reactor, which is equipped with a tightly fitting stopper and glass filter.

340767Ί340767Ί

gerüstet ist und gut mit einer Isopropanol-Methylenchlorid(i5:85, V/V)-LÖ3ung gewaschen. Das Harz wird dann mit einer 1-molaren Zinkbromid-Lösung in einer Isopropanol-Methylenchlorid (15:85, V/v)-Lösung viermal während 5 min behandelt. Nach der Detritylierung mit Zinkbromidlösung wird das Harz mit einer Isopropanol-Methylenchlorid(i5:85, V/V)-Lösung gewaschen und dann mit Pyridin, und das Harz wird mit einer Vakuumpumpe getrocknet. Das Detritylierungsverfahren kann durch ein Verfahren ersetzt werden, bei dem Benzolsulfonsäure oder Trichloressigsäure verwendet wird.is equipped and well with an isopropanol-methylene chloride (i5: 85, V / V) solution washed. The resin is then treated with a 1 molar zinc bromide solution in an isopropanol-methylene chloride (15:85, V / v) solution four times during Treated for 5 min. After detritylation with zinc bromide solution the resin is treated with an isopropanol-methylene chloride (i5: 85, V / V) solution and then with pyridine, and the resin is dried with a vacuum pump. That The detritylation process can be replaced by a process using benzenesulfonic acid or trichloroacetic acid is used.

Alternativ kann das Trocknen des Harzes durch Waschen mit einem flüchtigen, organischen Lösungsmittel und anschließendes Trocknen mit einem Trockengas durchgeführt werden.Alternatively, the resin can be dried by washing with a volatile organic solvent and then drying Drying can be carried out with a drying gas.

Andererseits kann das Nucleotid-Reagens, das für die Kondensation verwendet wird, hergestellt werden, indem man-Mesitylensulfonyl-nitrotriazolid (im folgenden als MSNT abgekürzt) (etwa 30 mg) zu der gefriergetrockneten Präparation des Nucleotidblocks (etwa 30 mg) gemäß der Erfindung zugibt und das Gemisch in wasserfreiem Pyridin (etwa 400/Ul) unter Rühren löst.On the other hand, the nucleotide reagent used for the Condensation is used, can be prepared by adding-mesitylenesulfonyl-nitrotriazolide (hereinafter referred to as MSNT abbreviated) (about 30 mg) to the freeze-dried preparation of the nucleotide block (about 30 mg) according to Invention adds and the mixture dissolves in anhydrous pyridine (about 400 / ul) with stirring.

Dieses Reagens wird schnell zu dem getrockneten Harz gegeben und die Reaktion während 60 min durchgeführt. Nach der Reaktion wird das Harz mit Pyridin gewaschen und die nichtumgesetzte 5'-Hydroxylgruppe durch Acetylierung geschützt. Als Acetylierungsmittel kann man 0,5 ml einer Essigsäureanhydrid-Pyridin(1:5)-Lösun^ und 0,5 ml einer Dimethylaminopyridin(im folgenden als DMAP abgekürzt)-Pyridin-Lösung zusammen verwenden, und die Reaktion er-This reagent is quickly added to the dried resin and the reaction is carried out for 60 minutes. To After the reaction, the resin is washed with pyridine and the unreacted 5'-hydroxyl group is protected by acetylation. As an acetylating agent, 0.5 ml of an acetic anhydride-pyridine (1: 5) solution and 0.5 ml of one can be used Dimethylaminopyridine (hereinafter abbreviated as DMAP) -pyridine solution use together, and the reaction

34U/67134U / 671

2222nd

folgt während 5 min. Nach dem Waschen mit Pyridin wird der folgende Zyklus initiiert. Diese Arbeitsweise (Stufen 1 bis 9 in Tabelle 1) wird wiederholt, um die Kettenlänge nacheinander zu verlängern.follows for 5 min. After washing with pyridine, becomes initiates the following cycle. This procedure (steps 1 to 9 in Table 1) is repeated to to extend the chain length one by one.

Tabelle 1 Reakt i ο ns vo r ,qängeTable 1 Reacts in front of, qänge

Stufe Reagens oder LÖsungs- Menge d. Zeit Zahl d.Wiemittel Lösungs- (min) derholungenLevel reagent or solution amount d. Time number of mean Solution (min) repetitions

mittels+ (ml)by means of + (ml)

11 IsO-PrOH-CH2Cl (15:85)IsO-PrOH-CH 2 Cl (15:85) 11 22 55 22 1,0 Mol ZnBr2/Iso-PrOH-1.0 mol ZnBr2 / Iso-PrOH- 11 VJlVJl CH2Cl2 CH 2 Cl 2 33 IsO-PrOH-CH2Cl2 (15:85)IsO-PrOH-CH 2 Cl 2 (15:85) 11 11 33 44th trockenes Pyridindry pyridine 11 11 55 55 VakuumtrocknungVacuum drying -- ca.10about 10 11 66th Nucleotid+MSNT/trockeNucleotide + MSNT / dry 0,50.5 6060 11 nes Pyridinnes pyridine 77th PyridinPyridine 11 11 33 88th Ac20-Pyridin (1:5)Ac20 pyridine (1: 5) 0,50.5 DMAP-Pyridin(200 mg/iOml)DMAP pyridine (200 mg / iOml) 0,50.5 99 PyridinPyridine 11 11 33

25 bezogen auf 50 bis 60 mg Harz25 based on 50 to 60 mg of resin

Versuchsbeispiele Beispiel 1 Experimental examples Example 1

Etwa 30 mg einer Verbindung [II ], dargestellt durch die FormelAbout 30 mg of a compound [II] represented by the formula

DMTr -O-DMTr -O-

-O P O-CE-O P O-CE

I OR-, I OR-,

worin DMTr eine Dimethoxytritylgruppe, R1 eine o-Chlorphenylgruppe, T Thyrain und CE eine Cyanoethylgruppe bedeuten, werden mit 1 ml einer Pyridin-Triethylamin-Wasser (3:1:1, V/V)-Lösung 15 min bei Zimmertemperatur zur Entfernung der Cyanoethylgruppe behandelt. Das Lösungsmittel wird eingedampft und überschüssiges Triethylamin und Wasser werden vollständig durch Verdampfen mittels azeotroper Destillation mit Pyridin entfernt. Das entstehende, ölige Produkt wird in 600/ul Dioxan gelöst und gefriergetrocknet, wobei man die gefriergetrocknete Präparation des Triethylaminsalzes der angestrebten Verbindung [i] erhält.where DMTr is a dimethoxytrityl group, R 1 is an o-chlorophenyl group, T Thyrain and CE is a cyanoethyl group, 1 ml of a pyridine-triethylamine-water (3: 1: 1, V / V) solution are treated with 1 ml of a pyridine-triethylamine-water (3: 1: 1, V / V) solution for 15 minutes at room temperature to remove the Treated cyanoethyl group. The solvent is evaporated and excess triethylamine and water are completely removed by evaporation using azeotropic distillation with pyridine. The resulting oily product is dissolved in 600 μl of dioxane and freeze-dried to obtain the freeze-dried preparation of the triethylamine salt of the aimed compound [i].

Beispiel 2Example 2

Etwa 30 mg der Verbindung [il] werden mit 1 ml Diethylamin-Pyridin (1:9, V/V) 30 min bei Zimmertemperatur behandelt. Das Lösungsmittel wird entfernt und überschüssiges Diethylamin durch azeotrope Destillation mit Pyridin verdampft. Das· erhaltene, ölige Produkt wird in 600/ul Dioxan gelöst und die gefriergetrocknete Präparation des Diethylaminsalzes der Verbindung [i] gemäß der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise erhalten.About 30 mg of the compound [II] are mixed with 1 ml of diethylamine-pyridine (1: 9, V / V) treated for 30 min at room temperature. The solvent is removed and excess Diethylamine evaporated by azeotropic distillation with pyridine. The oily product obtained is in 600 / ul of dioxane dissolved and the freeze-dried preparation of the diethylamine salt of the compound [i] according to the procedure described in Example 1 obtained.

Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn man Diethylamin durch n-Butylamin oder Diisopropylamin ersetzt.Similar results are obtained when diethylamine is replaced by n-butylamine or diisopropylamine.

Beispiel 3Example 3

(1) Herstellung gefriergetrockneter Präparationen (1) Manufacture of freeze-dried preparations

Dimethoxytrityl-di-nucleotide der Formel 35Dimethoxytrityl-di-nucleotide of the formula 35

DMTrDMTr

•Ο-• Ο-

Bi B i

-O-O

-ρ —ο--ρ -ο-

B2 B 2

-0-0

I!I!

•ρ• ρ

OROR

worin DMTr eine Dirnethoxytritylgruppe, IL· eine o-ChloΓΙΟ phenylgruppe und B'^ und B1ρ jeweils eine geschützte Base, ausgewählt unter N-Benzoyladenin (A), N-Benzoylcytosin (C), N-Isobutyrylguanin (G) und Thyrain (T), bedeuten, werden wie folgt zu gefriergetrocknetenPräparationen verarbeitet.
15
where DMTr is a dirnethoxytrityl group, IL an o-chloΓΙΟ phenyl group and B '^ and B 1 ρ each a protected base selected from N-benzoyladenine (A), N-benzoylcytosine (C), N-isobutyrylguanine (G) and Thyrain ( T), are processed into freeze-dried preparations as follows.
15th

In den folgenden Beispielen werden diese Dinucleotide als AC oder TG unter Bezugnahme auf ihre Basen bezeichnet. In the following examples these dinucleotides are referred to as AC or TG with reference to their bases.

Jeweils 35 mg von (1) [CA], (2) [GG], (3) [CA], (4) [ta], (5) [TA], (6) [AA] und (7) [TC) werden in 50/ul wasserfreiem Pyridin gelöst und unter Zugabe von 800yul wasserfreiem Dioxan bei -500C gefroren. Das Trocknen erfolgt durch Sublimation des Lösungsmittels bei verringertem Druck von 3 mmHg. Die gefriergetrockneten Dinucleotide35 mg each of (1) [CA], (2) [GG], (3) [CA], (4) [ta], (5) [TA], (6) [AA] and (7) [ TC) are dissolved in 50 / ul of anhydrous pyridine and frozen with addition of 800yul anhydrous dioxane at -50 0 C. Drying is carried out by subliming the solvent at a reduced pressure of 3 mmHg. The freeze-dried dinucleotides

(1) bis (7) werden in einem Exsikkator gelagert.(1) to (7) are stored in a desiccator.

(2) Herstellung eines Oligonucleotids (2) Preparation of an oligonucleotide

60 mg (6,6 /umol) Dimethoxytrityladenosin-Harz werden in einem Reaktor gemäß den in der obigen Tabelle 1 aufgeführten Arbeitsvorgängen behandelt. Das heißt, Waschen mit Isopropanol-Methylenchlorid, Detritylierung mit 1 molarem Zinkbromid, Waschen mit Isopropanol-Methylenchlorid, Waschen mit Pyridin und Trocknen des Harzes60 mg (6.6 / µmol) dimethoxytrityladenosine resin are in treated a reactor according to the procedures listed in Table 1 above. That is, washing with isopropanol methylene chloride, detritylation with 1 molar zinc bromide, washing with isopropanol-methylene chloride, washing with pyridine and drying the resin

mittels einer Vakuumpumpe. Zu diesem getrockneten Harz gibt man 400 /ul einer Pyridinlösung des Dinucleotids (1) [CA] und MSNT (30 mg) und führt die Reaktion 60 min durch. Nach der Reaktion wird mit Pyridin gewaschen, mit Essigsäureanhydrid-Pyridin-Dimethylaminopyridin (1:9:katalytische Menge) acetyliert und mit Pyridin gewaschen, wobei ein Zyklus der Kondensation beendigt ist.by means of a vacuum pump. 400 μl of a pyridine solution of the dinucleotide (1) is added to this dried resin [CA] and MSNT (30 mg) and carry out the reaction for 60 min. After the reaction, it is washed with pyridine, with acetic anhydride-pyridine-dimethylaminopyridine (1: 9: catalytic amount) acetylated and washed with pyridine, one cycle of condensation being completed.

IQ Dieses Verfahren wird für die nachfolgende Kondensation der Dinucleotide (2) [GG], (3) [CA], (4) [TA], (5) [TA], (6) [AA] und (7) [TC] wiederholt, wobei ein Pentadecanucleotid d (TCAATATACAGGCAA) synthetisiert wird. Die durchschnittliche Ausbeute beträgt 95% und die Gesamtausbeute 70^. Dies ist eine Ausbeute, die höher ist, als man sie nach dem bekannten Verfahren, nämlich der azectropen Destillation mit Py-ridin, 'erhält. IQ This procedure is used for the subsequent condensation of the dinucleotides (2) [GG], (3) [CA], (4) [TA], (5) [TA], (6) [AA] and (7) [TC ] repeated to synthesize a pentadecanucleotide d (TCAATATACAGGCAA). The average yield is 95% and the overall yield is 70 ^. This is a yield which is higher than that obtained by the known process, namely azeotropic distillation with pyridine.

Das synthetisierte Oligonucleotid wird auf übliche Weise von den Schutzgruppen befreit und gereinigt. Genauer gesagt, werden etwa 10 mg des Harzes über Nacht bei Zimmertemperatur mit 100/Ul einer Lösung von 0,5 M Tetramethylguanidin-Pyridin-2-Aldoxim in Dioxan-Wasser (9:1, V/V) und anschließend über Nacht bei 500C unter Zugabe von 2,5 ml konz.Ammoniakwasser behandelt. Das Harz wird abfiltriert, das Filtrat konzentriert und einer rohen Reinigung an Sephadex C-50 (1,5 c 120 cm) unter Elution mit 0,05 M TEAB(Triethy!ammoniumbicarbonat)-Puffer (pH 7,5) (Fig. 1) unterworfen.The synthesized oligonucleotide is deprotected and purified in the usual way. More precisely, about 10 mg of the resin are mixed with 100 / ul of a solution of 0.5 M tetramethylguanidine-pyridine-2-aldoxime in dioxane-water (9: 1, v / v) overnight at room temperature and then overnight at 50 0 C with the addition of 2.5 ml of concentrated ammonia water. The resin is filtered off, the filtrate concentrated and a crude purification on Sephadex C-50 (1.5c 120 cm), eluting with 0.05 M TEAB (triethyammonium bicarbonate) buffer (pH 7.5) (Fig. 1 ) subject.

Die Peakfraktion wird gesammelt und das Tritylderivat durch Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) über eine Umkehrphasensäule gereinigt (Fig. 2). Nach der Detritylierung mit 80%iger Essigsäure erfolgt die Reinigung erneut mittels einer Umkehrphasensäule, wobeiThe peak fraction is collected and the trityl derivative by high performance liquid chromatography (HPLC) Purified on a reverse phase column (Fig. 2). After the detritylation with 80% acetic acid, the cleaning takes place again by means of a reverse phase column, wherein

man das angestrebte Pentadecanucleotid in hoher Reinheit und hoher Ausbeute (Fig. 3) erhält.the desired pentadecanucleotide is obtained in high purity and high yield (FIG. 3).

Beispiel 4 Example 4

O) Herstellung gefriergetrockneter Präparationen O) Production of freeze-dried preparations

Jeweils 35 mg der Dinucleotrid-Reagentien (1) [CA],
(2) [TG], (3) [CA], (4) [TA], (5) [TA], (6) [AA) und (7) [TC] werden in 50 /ul wasserfreiem Pyridin gelöst und unter Zugabe von 800/ul wasserfreiem Dioxan gefriergetrocknet.
35 mg each of the dinucleotide reagents (1) [CA],
(2) [TG], (3) [CA], (4) [TA], (5) [TA], (6) [AA) and (7) [TC] are dissolved in 50 / µl of anhydrous pyridine and freeze-dried with the addition of 800 μl of anhydrous dioxane.

(2) Herstellung eines Oliflonucleotids (2) Preparation of an oliflonucleotide

60 mg (6,6 mmol) Dimethoxytrityladenosin-Harz werden in einen Reaktor gegeben und nacheinander Kondensationen in der Reihenfolge der Nucleotid-Reagentien (1) - (2) (3) - (4) - (5) - (6) - (7) zur Synthese eines Pentadecanucleosids d (TCAATATACATGCAA) durchgeführt.60 mg (6.6 mmol) of dimethoxytrityladenosine resin are in given a reactor and successive condensations in the order of the nucleotide reagents (1) - (2) (3) - (4) - (5) - (6) - (7) for the synthesis of a pentadecane nucleoside d (TCAATATACATGCAA) carried out.

Die durchschnittliche Ausbeute beträgt 95?£ und die Ge samtausbeute 70%. Verglichen mit dem bekannten Verfah ren ist die Ausbeute bei den einzelnen Zyklen weniger ungleichmäßig und sehr hoch.The average yield is £ 95 and the Ge overall yield 70%. Compared to the known method ren, the yield in the individual cycles is less uneven and very high.

Das angestrebte Pentadecanucleotid wird auf ähnliche Weise wie in den vorhergehenden Beispielen gereinigt, und man erhält ein Produkt hoher Reinheit in hoher
Ausbeute (Fig. 4 bis Fig. 6).
The intended pentadecanucleotide is purified in a manner similar to the previous examples, and a product of high purity is obtained
Yield (Figures 4 to 6).

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Claims (13)

KRAUS & WElSERT PATENTANWÄLTE UND ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER ■ D R.-l N Θ. ANN EKÄTE WEISERT DIPL.-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-8OOO MÜNCHEN 71 ■ TELEFON 089/79 70 77-79 70 78 · TELEX OS-212156 kpatd TELEGRAMM KRAUSPATENT 4368 AW/My WAKUNAGA SEIYAKQ KABUSHIKI KAISHA, Osaka, Japan und J KORPORATION, Kyoto, Japan Ein eine Nucleotidverbindung enthaltendes Präparat und Verfahren zu seiner Herstellung PatentansprücheKRAUS & WElSERT PATENT LAWYERS AND APPROVED REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER ■ D R.-l N Θ. ANN EKÄTE WEISERT DIPL.-ING. SPECIALIZATION CHEMICALS IRMGARDSTRASSE 15 · D-8OOO MUNICH 71 ■ TELEPHONE 089/79 70 77-79 70 78 · TELEX OS-212156 kpatd TELEGRAM CRAUSPATENT 4368 AW / My WAKUNAGA SEIYAKQ KABUSHIKI KAISHA, Kyoto, KABUSHIKI KAISHA, Osaka, Japan and Japan Preparation containing nucleotide compound and process for its production. Claims 1.) Gefriergetrocknetes Präparat einer Nucleotidver-Lndung der allgemeinen Formel1.) Freeze-dried preparation of a nucleotide mixture the general formula OH-A [I]OH-A [I] worinwherein R ein Wasserstoffatom oder eine geschützte Hydroxylgruppe bedeutet,R is a hydrogen atom or a protected one Hydroxyl group means R1 eine chemische Schutzgruppe für die Phosphatgruppe bedeutet,R 1 is a chemical protecting group for the phosphate group, R2 eine chemische Schutzgruppe für die Hydroxylgruppe bedeutet,R 2 is a chemical protecting group for the hydroxyl group, B1 eine geschützte Base, ausgewählt unter Guanin, Adenin, Cytosin, Uracll und Thymin, bedeutet,B 1 is a protected base selected from guanine, adenine, cytosine, uracII and thymine, A ein niedriges Alkylamin bedeutet, und η eine natürliche Zahl bedeutet, wobei, wenn η größer als 1 ist, die Substltuenten B1, R und R1 mehrfach vorkommen können und gleich oder unterschiedlich sein können.A denotes a lower alkylamine, and η denotes a natural number, where, when η is greater than 1, the substituents B 1 , R and R 1 can occur several times and can be identical or different. 2. Gefriergetrocknetes Präparat der Nucleotidverbindung nach Anspruch 1, worin η eine natürliche Zahl von 1 bis 10 bedeutet.2. The freeze-dried preparation of the nucleotide compound according to claim 1, wherein η is a natural number from 1 to 10 means. 3. Gefriergetrocknetes Präparat der Nucleotidver- bindung nach Anspruch 1 oder 2, worin das niedrige Alkylamin eines ist, bei dem jeder Alkylteil 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält. 3. The freeze-dried preparation of the nucleotide compound according to claim 1 or 2, wherein the lower alkyl amine is one in which each alkyl portion contains 1 to 4 carbon atoms. 4. Gefriergetrocknetes Präparat der Nucleotidver- bindung nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin das niedrige Alkylamin Triethylamin ist. 4. The freeze-dried preparation of the nucleotide compound according to claim 1, 2 or 3, wherein the lower alkylamine is triethylamine. 5. Gefriergetrocknetes Präparat der Nucleotidverbindimg nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, worin R Wasser stoff bedeutet. 5. Freeze-dried preparation of the nucleotide compound according to at least one of claims 1 to 4, wherein R is hydrogen. 6. Gefriergetrocknetes Präparat der Nucleotidver- bindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, worin Reine geschützte Hydroxylgruppe bedeutet. 6. Freeze-dried preparation of the nucleotide compound according to at least one of claims 1 to 4, wherein R is a protected hydroxyl group. 7. Gefriergetrocknetes Präparat der Nucleotidverbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, worin B1 ausgewählt wird aus der Gruppe acyliertes Guanin, acyliertes Adenin, acyliertes Cytosin, Thymin und Uracil. 7. Freeze-dried preparation of the nucleotide compound according to at least one of claims 1 to 6, wherein B 1 is selected from the group acylated guanine, acylated adenine, acylated cytosine, thymine and uracil. 8. Gefriergetrocknetes Präparat der Nucleotidverbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, worin B' ausgewählt wird aus der Gruppe Benzoyladenin, Isobutylguanin, Benzoylcytosin, Thymin und Uracil. ' 8. Freeze-dried preparation of the nucleotide compound according to at least one of claims 1 to 7, wherein B 'is selected from the group consisting of benzoyladenine, isobutylguanine, benzoylcytosine, thymine and uracil. ' 9. Verfahren zur Herstellung eines gefriergetrockneten Präparats einer geschützten Nucleotidverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Pulverform einer geschützten Nucleotidverbindung, die durch die allgemeine Formel [i]9. A process for the manufacture of a freeze-dried preparation of a protected nucleotide compound, characterized by taking a powder form of a protected nucleotide compound represented by the general Formula [i] B·"B " / Il \/ Il \ OH-A [I]OH-A [I] dargestellt wird, worinis shown in which R Wasserstoff oder eine geschützte Hydroxylgruppe bedeutet,R is hydrogen or a protected hydroxyl group, R1 eine chemische Schutzgruppe für die Phosphatgruppe bedeutet,R 1 is a chemical protecting group for the phosphate group, R2 eine chemische Schutzgruppe für die HydroxylR 2 is a chemical protecting group for the hydroxyl gruppe bedeutet,group means B1 eine geschützte Base, ausgewählt unter Guanin, Adenin, Cytosin, Uracil und Thymin, bedeutet,B 1 is a protected base selected from guanine, adenine, cytosine, uracil and thymine, A ein niedriges Alkylamin bedeutet, und 35 A is a lower alkylamine, and 35 η eine natürliche Zahl bedeutet, worin, wenn η größer als 1 ist, die Substituenten Bf, R und R1 mehrere Male vorkommen können und gleich oder unterschiedlich sein können,η denotes a natural number, in which, if η is greater than 1, the substituents B f , R and R 1 can occur several times and can be the same or different, zusammen mit Pyridin in Dioxan löst und die Lösung der Gefriertrocknung unterwirft.dissolves in dioxane together with pyridine and subjects the solution to freeze-drying. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver in einem Gemisch aus Pyridin und Dioxan gelöst wird.10. The method according to claim 9, characterized in that the powder in a mixture of pyridine and Dioxane is dissolved. 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver in Pyridin gelöst und dann die entstehende Lösung in Dioxan gelöst wird.11. The method according to claim 9, characterized in that the powder is dissolved in pyridine and then the resulting Solution is dissolved in dioxane. 12. Verfahren zur Herstellung eines gefriergetrockneten Präparats aus einer geschützten Nucleotidverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß man eine ölige Form einer geschützten Nucleotidverbindung der allgemeinen Formel [ij12. Process for the production of a freeze-dried preparation from a protected nucleotide compound, characterized in that one has an oily form of a protected nucleotide compound of the general Formula [ij -R-R II \II \ OH-A [I]OH-A [I] worinwherein R Wasserstoff oder eine geschützte Hydroxylgruppe bedeutet,R is hydrogen or a protected hydroxyl group, R1 eine chemische Schutzgruppe für die Phosphatgruppe bedeutet,R 1 is a chemical protecting group for the phosphate group, R2 eine chemische Schutzgruppe für die Hydroxylgruppe bedeutet,R 2 is a chemical protecting group for the hydroxyl group, B1 eine geschützte Base, ausgewählt unter Guanin, Adenin, Cytosin, Uracil und. Thyrain, bedeutet, A ein niedriges Alkylamin bedeutet, undB 1 is a protected base selected from guanine, adenine, cytosine, uracil and. Thyrain, means, A means a lower alkylamine, and η eine natürliche Zahl bedeutet, wobei, wenn η größer als 1 ist, Bf, R und R1 mehrmals vorkommen können und gleich oder unterschiedlich sein können, in Dioxan löst und die Lösung der Gefriertrocknung unter- !0 wirft.η denotes a natural number, where, if η is greater than 1, B f , R and R 1 can occur several times and can be the same or different, dissolves in dioxane and throws the solution under freeze-drying! 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ölige Form der geschützten Nucleotidverbindung der allgemeinen Formel [i] ein öliges Produkt umfaßt, welches gebildet wird, indem man eine geschützte Nucleotidverbindung der folgenden Formel [il]13. The method according to claim 12, characterized in that the oily form of the protected nucleotide compound of the general formula [i] comprises an oily product which is formed by a protected Nucleotide compound represented by the following formula B1 B 1 2020th [II][II] mit einem niedrigen Alkylamin zur Entfernung der Schutzgruppe R, der endständigen 3'-Phosphatgruppe worinwith a lower alkylamine to remove the protecting group R, the terminal 3'-phosphate group wherein R, eine chemische Schutzgruppe für die Phosphatgruppe bedeutet und bei den Bedingungen, bei denen alle anderen Gruppen stabil sind, abgespalten wird, und R, R^, R2, B1 und η die in Anspruch 12 gegebenen Definitionen besitzen,
umsetzt.
R, denotes a chemical protective group for the phosphate group and is split off under the conditions under which all other groups are stable, and R, R ^, R 2 , B 1 and η have the definitions given in claim 12,
implements.
DE19843407671 1983-03-02 1984-03-01 A PREPARATION CONTAINING A NUCLEOTID COMPOUND AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF Ceased DE3407671A1 (en)

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