EP1427710A2 - Method for the production of cna - Google Patents

Method for the production of cna

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Publication number
EP1427710A2
EP1427710A2 EP02794784A EP02794784A EP1427710A2 EP 1427710 A2 EP1427710 A2 EP 1427710A2 EP 02794784 A EP02794784 A EP 02794784A EP 02794784 A EP02794784 A EP 02794784A EP 1427710 A2 EP1427710 A2 EP 1427710A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cna
tert
formula
butoxycarbonylamino
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02794784A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dieter Reuschling
Jochen MÜLLER-IBELER
Thomas Wagner
Thomas Krumm
Jochen Wermuth
Marc Pignot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanogen Recognomics GmbH
Original Assignee
Nanogen Recognomics GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanogen Recognomics GmbH filed Critical Nanogen Recognomics GmbH
Publication of EP1427710A2 publication Critical patent/EP1427710A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D239/00Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings
    • C07D239/02Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings
    • C07D239/24Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings having three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D239/28Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings having three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D239/46Two or more oxygen, sulphur or nitrogen atoms
    • C07D239/47One nitrogen atom and one oxygen or sulfur atom, e.g. cytosine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D239/00Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings
    • C07D239/02Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings
    • C07D239/24Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings having three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D239/28Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings having three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D239/46Two or more oxygen, sulphur or nitrogen atoms
    • C07D239/52Two oxygen atoms
    • C07D239/54Two oxygen atoms as doubly bound oxygen atoms or as unsubstituted hydroxy radicals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D473/00Heterocyclic compounds containing purine ring systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H21/00Compounds containing two or more mononucleotide units having separate phosphate or polyphosphate groups linked by saccharide radicals of nucleoside groups, e.g. nucleic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K7/00Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K7/04Linear peptides containing only normal peptide links
    • C07K7/06Linear peptides containing only normal peptide links having 5 to 11 amino acids

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of CNA oligomers and polymers, as well as a process for the production of the CNA monomer building blocks required therefor, and the use of the CNA oligomers for the formation of artificial supramolecular pairing systems, in particular in biotechnological assays.
  • Naturally occurring nucleic acids such as DNA and RNA
  • a pairing system that has been known for some time is p-RNA oligomers (Helv. Chim. Acta 1993, 76, 2161-2183, Helv. Chim. Acta 1995, 78, 1621-1635, Helv. Chim. Acta 1996, 79, 2316-2345 , Helv. Chim. Acta, 1997, 80, 1901-1951, Helv. Chim. Acta, 2000, 83, No. 6, 1079-1107). Because of their modified sugar-phosphate backbone, their specific interaction with biologically active Substances such as enzymes, DNA or RNA strands excluded, the sensitivity of the hybridization of complementary p-RNA oligomers z. B. compared to the salt concentration in a sample medium, however, remains a problem even when using p-RNAs.
  • CNA oligomers Because of their uncharged peptide backbone, cyclohexyl or heterocyclohexyl nucleo-amide oligomers (CNA oligomers), as described in WO99 / 15509, represent a suitable alternative to the charged phosphate-containing pairing system. In particular, their use in assays in which it is not possible to work in a physiological medium, the use of such CNA pairing systems seems suitable.
  • a disadvantage is the strongly hydrophobic nature of the CNAs, which makes them usable in polar solvents, such as. B. water is restricted.
  • the object can be achieved by a process for the preparation of CNA oligomers, which comprises the following process steps: a) activation of the carboxyl function of a CNA monomer block, b) subsequent esterification of the CNA monomer block with free hydroxyl groups of a support under basic conditions and c) subsequent structure of the Oligomers are solved via repetitive cycles, starting from the cleavage of the protective group on the amino group of the cyclohexyl ring of the CNA monomer and subsequent attachment of a further activated CNA monomer, using CNA monomers of the formula (I),
  • A, D and F can independently represent a -CR 3 R 4 -, -NR 5 -, -O- or -S- group and E for a -CR 6 - group, where R 3 , R 4 , R 5 or R 6 independently of one another for a hydrogen atom or a C 1 -C 2 alkyl group and where B is a nucleobase, preferably selected from the group adenine, guanine, cytosine, thymine, uracil, isoguanine, isocytosine, xanthine or hypoxanthine, whose primary amino groups can be in unprotected or Boc-protected form.
  • the groups A, D and F preferably represent a carbon atom and the radicals R 4 -R 6 represent hydrogen atoms.
  • Heterocyclic compounds of the formula (I) preferably have an oxygen or a sulfur atom or one or two at positions A, D and F nitrogen atoms.
  • the CNA oligomerization described here can be carried out using only Boc-protected as well as already base-unprotected CNA monomers.
  • the final process step for deprotection usually by treatment of the pMBz-protected oligomers with the addition of 2M NaOH at 55 ° C. for several hours, can be avoided (WO99 / 15509).
  • the high yield losses resulting from fragmentation under the harsh pMBz deprotection conditions can thus be avoided.
  • the present production method for CNA oligomers according to the invention proceeds with approximately 100% yield.
  • the synthesis of the CNA oligomers from the corresponding monomer units on a solid phase e.g. B. a Tentagel resin (Tentagel S-HMB, Rapp polymers), carried out based on the Merrifield peptide synthesis (Merrifield, J. Amer. Chem. Soc. 1963, 85, 2149).
  • a linker such as. B. a hydroxymethylbenzoyl linker (HMB linker)
  • HMB linker hydroxymethylbenzoyl linker
  • HATU N - [(dimethylamino) (3H-1, 2,3-triazolo (4,5b) pyridin-3-yloxy) methylene] - N-methylmethanaminium hexafluophosphate
  • DIC TBTU
  • HBTU HBTU
  • the subsequent build-up of the oligomer now takes place via repetitive cycles, which consist of the elimination of a temporary Boc protective group, the amine function of the monomer unit covalently bonded to the support on the cyclohexyl ring and subsequent attachment of a monomer activated in solution.
  • the preferred coupling times are between 3 to 6 hours.
  • a synthesis scheme is shown in Table 1 as an example.
  • one advantage of this synthesis lies in the monomer units that can be used to construct a CNA oligomer. It is therefore advantageous to use the monomer units on the nucleobases only in a Boc-protected or even completely unprotected manner.
  • the 2-amino function of the nucleobase Boc is preferably used in a protected manner.
  • the cytosine building block is preferably used on the nucleobase N 4 -Boc-protected
  • the adenine building block is preferably used on the nucleobase both N 6 -Boc-protected and unprotected
  • the thymine building block is preferably used on the nucleobase N 3 - Boc protected as well as unprotected used for oligomerization.
  • the Boc protective group is removed again directly during the Boc deprotection step (see Table 1, process step 1), so that after each coupling step, all Nucleobases are unprotected. If the bases of the CNA monomer building blocks are already Boc-unprotected, they can also be used directly to build up an oligomer.
  • CNA monomers from the group 3-tert-butoxycarbonyl-1 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] thymine (Formula (II)), 1 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethylcyclohex-1-yl] thymine (Formula (III)), N 6 -ter.
  • oligomerization is possible without taking into account the stereoselectivity of the CNA monomer building blocks.
  • B. racemic mixtures of a CNA monomer or enantiomerically pure CNA monomer units can be used in any order as a starting material for the oligomerization.
  • enantiomerically pure or at least enantiomerically enriched CNA oligomers are preferably used to produce CNA oligomers, since z.
  • B. CNA-CNA duplexes or CNA-p-RNA heteroduplicates succeed only with oligomers which have been built up from either (R) or (S) -CNA monomer units.
  • the stereoselective preparation of such CNA oligomers is achieved simply by using enantiomeric (R) or (S) -CNA monomers as a starting material for the oligomerization.
  • hydrophilic groups can be introduced via suitable linkers.
  • hydrophilic groups at the N- or C-terminal end of the CNA oligomers allow an active transport of these molecules by applying electrical fields, such as. B. in U.S. Patent 5,605,662 and in P.N. Gilles et al. [Nature Biotechnology, 17, 365-370 (1990)].
  • hydroxycarboxylic acid derivatives such as butyric acid proven (WO99 / 15509).
  • the synthesis of phosphorylated CNA oligomers can be enormous simplified and the yield increased by using an already phosphorylated hydroxycarboxylic acid derivative in an improved synthesis variant. So can e.g. B. by using phosphorylated butyric acid under the standard coupling conditions used, this grouping can be introduced directly in high yields.
  • Another alternative method for increasing the hydrophilicity of the CNA oligomers is to attach terminal lysine or oligolysine residues to the C- and / or N-terminal end of the CNA oligomers.
  • conjugates can also be produced, which lead to better solubility in polar media.
  • conjugates are primarily of interest as functional components in biotechnological assays.
  • conjugates containing antibodies whose functional domains, peptidic antigens, receptors, structural proteins, glycoproteins or enzymes are of interest for the construction of biochip surfaces.
  • the present invention further provides an advantageous process for the preparation of CNA monomers which are particularly suitable for oligomerization and which can be used directly for carrying out the described oligomerization.
  • a further advantage of the synthesis according to the invention is their high yield, based on an improved protecting group strategy.
  • the iodine lactam preferably 8 -Iodine-2-azabicyclo [3.3.1] nonan-3-one is coupled to a nucleobase in the presence of a base.
  • bases come e.g. B. organic bases, such as DBU, DBN, or carbonates, such as alkali and alkaline earth carbonates in question, preferred bases are NaH, OBu and K 2 CO 3 . NaH is particularly preferably used as the base in a molar ratio of 1: 1 to the lactam.
  • Thymine preferably its lithium salt, adenine, N 6 -benzoyl-adenine, N 6 -dimethylaminoethylene-adenine, cytosine, N 4 -benzoyl-cytosine or 2-amino-6-chloro-purine are suitable as nucleobases.
  • the secondary amine group of the lactam ring is then BOC-protected.
  • the further primary and secondary amine groups of the base can also be BOC-protected.
  • a targeted prior protection of the amino functions of the base part of the monomer with other protective groups is surprisingly not necessary. As a result, the necessary separation of these protective groups is also eliminated.
  • the ring After the introduction of the BOC protective group on the N 2 of the lactam, the ring is cleaved with a lithium salt, preferably with lithium hydroxide monohydrate, to give the desired CNA monomer.
  • a lithium salt preferably with lithium hydroxide monohydrate
  • the chlorine substituent of the purine must be converted into a carbonyl group before the lactam cleavage.
  • CNA monomers thus produced can be used directly in the CNA oligomer synthesis without further derivatization. So are another subject In the present invention, CNA monomers whose 2-amino function of the cyclohexane ring are simply Boc-protected and whose nitrogen atoms in the base part are not protected or are partially Boc-protected. CNA monomers from the group are particularly preferred
  • CNA oligomers can be provided in a sufficient amount, for example.
  • CNA oligomers with p-RNA oligomers with complementary sequences pair very specifically with one another and form supramolecular heteroduplexes whose chemical properties and structure are hardly influenced by biological samples.
  • the single strands of the heteroduplex do not pair with DNA, RNA or PNA.
  • Complementary CNA and p-RNA form a ladder structure in the heteroduplex which is more stable than that of naturally occurring nucleic acids and whose specific pairing is less dependent on external factors such as e.g. B. depends on the solvent used. This results in a very good thermodynamic control of the hybridization and dehybridization in a wide variety of media, in particular the control can be carried out independently of naturally occurring association processes.
  • CNA oligomers Due to the high stability of the intermolecular binding of the CNA oligomers with their more complete p-RNA oligomers, even relatively short sequences can still pair with each other in a sequence-specific manner. It also helps that stability of CNA oligomers with their complementary p-RNA oligomers is greatly reduced by base mismatches. Furthermore, p-RNA and CNA pair exclusively in Watson-Crick mode, which increases their selectivity. Another advantage of CNA oligomers is their usability in media with a low salt concentration, since even then a thermodynamically stable selective pairing with complementary p-RNA oligomers is achieved. In addition, the CNA oligomers stabilize a CNA-p-RNA heteroduplex at elevated temperatures and in basic or acidic media.
  • CNA-p-RNA heteroduplex molecules Due to the artificial oligomer backbone and the linear ladder structure, CNA-p-RNA heteroduplex molecules are not degraded enzymatically and the association of double-stranded nucleic acids binding biological molecules, such as. B. histones, transcription factors, repressors, ribosomes etc. is minimized.
  • CNA oligomers Suitable cyclohexyl or heterocyclohexyl nucleo-amide oligomers (CNA oligomers), as are suitable for the formation of CNA-p-RNA heteroduplexes, contain a peptidic cyclohexylamide backbone, as exemplified in structural formula (X).
  • B represents any nucleobase, such as. B. adenine, guanine, cytosine, thymine, uracil, isoguanine, isocytosine, xanthine or hypoxanthine.
  • the nucleobases are bonded to the cyclohexyl radical in the 1 ' position.
  • the cyclohexyl or heterocyclohexyl residues are linked to each other via 2 ' -4 ⁇ amide bonds to form a CNA oligomer.
  • a stereochemically regular CNA oligomer structure is advantageous for pairing with p-RNA oligomers, with (S) -CNA oligomers with (L) -p-RNA and (R) -CNA oligomers with (D) -p- Hybridize RNA.
  • CNA monomers monomeric cyclohexyl or heterocyclohexyl nucleo-amine building blocks (structural formula (XI)) and processes for their preparation are described in WO99 / 15509.
  • B represents a nucleobase and R1 represents an NH 2 group.
  • R2 represents a CH 2 -COOH group.
  • A, D and F can independently of one another stand for a -CR 3 R 4 -, -NR 5 -, -O- or -S- group and E for a -CR 6 - group, where R 3 , R 4 , R 5 or R 6 can independently represent a hydrogen atom or a d -CC 2 alkyl group.
  • CNA monomers in which the radicals R 3 and R 4 are hydrogen atoms are particularly preferred.
  • p-RNA oligomers are suitable, as described, for. B. in (Helv. Chim. Acta 1993, 76, 2161-2183, Helv. Chim. Acta 1995, 78, 1621-1635, Helv. Chim. Acta 1996, 79, 2316-2345, Helv. Chim. Acta, 1997 , 80, 1901-1951).
  • the p-RNA oligomers can also be modified so that p-RNA conjugates are formed which can contain peptides, proteins or markers known to the person skilled in the art. Linkers as described in DE 19741 738 A1 are preferably used in the preparation of such conjugates.
  • the CNA oligomers described can hybridize with p-RNA oligomers to form heteroduplices, as shown, for example, in structural formula (XII), where B and B ' each represent bases which are complementary to one another.
  • the CNA-p-RNA heteroduplices have relatively high melting points, i.e. the pairing is relatively stable. So even short oligomers such.
  • B. 5-mers form stable heteroduplexes in aqueous solution. However, heteruplexes of 7- to 12-mers are preferred. Of course, nothing stands in the way of using longer oligomers for heteroduplex formation.
  • Oligomerization by means of solid phase synthesis is carried out using a "TentaGel S HMB" resin (rapp polymers) with a capacity of 0.23 mmol / g.
  • the reactions are carried out in a Chirana syringe (5 ml volume for a quantity of over 100 mg resin or 2 ml volume for a resin quantity below 100 mg) provided with a fritted filter insert.
  • HPLC tests are carried out with a Beckman System Gold ⁇ M
  • Diode array UV ⁇ / is detector module "168" performed.
  • the RP-HPLC is performed on an analytical scale using a LiChrospher
  • a and eluent B selected:
  • Method A Continuous increase in the solvent content of Eluent B from 10% to 60% within 30 minutes;
  • Method B Continuous increase in the solvent content of Eluent B from 10% to 40% within 30 minutes;
  • Method D Continuous increase in the proportion of eluent B from 10% to 40% within 30 minutes.
  • the UV data specified in the exemplary embodiments were obtained using a Jasco V-530 UV / Vis spectrophotometer, the CD spectra were recorded using a Jasco J710 spectropolarimeter, and the melting curves (Tm curves) were measured by UV measurement using a Perkin Elmer Lamda 2 UV ⁇ / is spectrophotometer, equipped with a temperable quartz cuvette holder and a fitted micro-thermocouple (Keithley Instruments DAS-801-AT-Bus measurement card (Quick-Basic 4.0 driver)) that can be inserted into the measuring cuvette.
  • a Perkin Elmer Lamda 2 UV ⁇ / is spectrophotometer equipped with a temperable quartz cuvette holder and a fitted micro-thermocouple (Keithley Instruments DAS-801-AT-Bus measurement card (Quick-Basic 4.0 driver)) that can be inserted into the measuring cuvette.
  • the Tm curves are measured at a temperature gradient between 5 ° and 90 ° C with a heating or cooling rate of 1 ° C / 40s.
  • the measurement data is evaluated with the MicroCal Origin software using polynomial regression (600 points, 9th order).
  • ESI-MS electrospray ionization mass spectrometer
  • Reaction product extracted several times with methylene chloride. The organic phase is washed with saturated sodium chloride solution, dried and evaporated. The solid residue is taken up in isopropanol and residual solid
  • the DMF is then distilled off in vacuo, the residue is taken up in water and applied to an XAD 16 column to remove inorganic constituents; after washing with water, the product is detached from the column with methanol.
  • Ph, N-CH CH, NH- [CH]); 11, 23 (s, 1H, NH-CO)
  • reaction mixture stirred for 24 hours at room temperature. After the DMF has been distilled off under vacuum, the solid residue is suction-filtered with about 70 ml of water and washed with acetone: 7.8 g of pure reaction product; from the
  • Filtrate can again 3.9 g of product by chromatography (SiO: CH 2 CI 2 / CH 3 OH
  • the monomer 5 (32 mg, 84 ⁇ mol) is suspended in anhydrous DMF (200 ⁇ l) and 200 ⁇ l of a solution of HATU (32 mg, 84 ⁇ mol) in anhydrous DMF and DIPEA (36 mg, 280 ⁇ mol) are added. After shaking gently for five minutes, a pale yellow solution is obtained. After adding the solution to the resin, the resulting suspension is shaken at room temperature for 8 hours. The reaction solution is then removed and the resin DMF (6 x 1.5 ml) and CH 2 Cl 2 (6 x 1.5 ml) washed and dried in vacuo.
  • the reaction cycle described is repeated using the same stoichiometric amounts of reactants, the solid phase being incubated with the monomers 5 or 10 overnight at room temperature. After the reaction has ended, the excess reactants are removed.
  • the resin adduct obtained is washed with DMF (6 x 1.5 ml), CH 2 Cl 2 (6 x 1.5 ml) and diethyl ether (3 x 1.5 ml) and then dried thoroughly in vacuo.
  • HPLC analysis provides a loading of 0.11-0.14 mmol / g.
  • a defined amount approximately 3-4 mg
  • 2N NaOH 150 ⁇ l
  • the resin is then filtered off and washed twice with the same amount of 2N NaOH (150 ⁇ l).
  • the filtrates are combined and made up to a volume of 1 ml with 2N NaOH.
  • a 100 ⁇ l sample of this solution is taken and diluted to 1 ml with 2N NaOH.
  • the resin is suspended in CH2CI2 (700 ⁇ l) and with Ac2 ⁇ (206.7 mg; 2.0 mmol) and DIPEA (256.7 mg; 2.0 mmol) for 15 min if the adenine monomer is present, or 1 h if a thymine is present -Monomers, treated at room temperature. Excess reactants are then removed and the resin is washed with CH2Cl2 (10 ⁇ 1.5 ml) and then dried thoroughly.
  • the efficiency of the coupling reaction is checked by RP-HPLC (method C).
  • a sample of the resin (approx. 1 mg) is taken from the reaction mixture and treated with 2N NaOH / MeOH (90 ⁇ l, 1: 1) for 5-10 min.
  • the sample solution is then neutralized with 2N HCl (90 ⁇ l) and analyzed by RP-HPLC.
  • the resin is washed with CH2CI2 (2 x 1.5 ml), neutralized with 1M DIEA in DMF (4 x 1.5 ml), then washed again with DMF (6 x 1.5 ml) and with CH2CI2 (6 x 1.5 ml) (process steps 2 to 4, Table 1).
  • the Boc-deprotected resin is dried in a vacuum and then treated with anhydrous DMF (1.5 ml) for 5 min. After removal of the DMF, the solution of activated monomer 5 or 10 (42 ⁇ mol) (s 1.1.2) is added. The suspension is shaken for 4 hours (process step 5, Table 1). After coupling is complete, the supernatant is filtered off and the resin is washed with DMF (6 x 1.5 ml) and with CH2CI2 (6 x 1.5 ml)
  • the product is cleaved from the carrier by treating the resin-bound oligomer with 2 ml of a 2M aqueous NaOH solution in MeOH (1: 1) at room temperature for two hours. After neutralizing the solution with 2M HCl, the oligomer obtained can be purified by RP-HPLC (Method D). The product-containing fractions are combined and concentrated by means of lyophilization.
  • Method B Merck LiChrospher, 5 ⁇ m, 250 x 4.0 mm; Elution with water (0.1% TFA), and a linear gradient of MeCN [(0.1% TFA), 10-40% within 30 min].
  • Method C Merck LiChrospher, 5 ⁇ m, 250 x 4.0 mm; Elution with water (0.1% TFA), and a linear gradient of MeCN [(0.1% TFA), 10-30% within 40 min].
  • the observed molecular weight was obtained from the single positively charged molecular ion of the respective CNA oligomer.
  • the oligonucleotide strands of the CNA and p-RNA were dissolved in 5 mM Tris HCl buffer in such a way that a CNA concentration of 5 ⁇ M and an equimolar p-RNA concentration of 5 ⁇ M was present.
  • the solution was then examined in the temperature range from 35 ° C. to -8 ° C. (feed speed 80 s / ° C.) at a wavelength of 265 nm by absorption spectroscopy.
  • the absorption values were recorded with a Perkin Elmer device (Lambda 2).
  • FIG. 1A shows that even the short 5-mer heteroduplex (FIG. 1B) pairs in a stable manner.
  • the melting point is 14 ° C.
  • this example shows that mating also occurs under low salt conditions.
  • the modified resin is treated with a 6% solution of dichloroacetic acid in CH2CI2 five times for two minutes each, washed with CH2CI2 (4 x 4 ml) and with MeCN (4 x 4 ml) and finally overnight under high vacuum over P2O5 dried.
  • the dried modified resin is swollen for 10 min with 2 ml of a 0.5M solution of pyridinium hydrochloride in anhydrous MeCN.
  • the reaction vessel is then placed under an Ar atmosphere and a solution of 0.5M pyridinium hydrochloride in MeCN (780 ⁇ l) and MeCN (145 ⁇ l) is added.
  • a solution of bis- (2-cyanoethyl) - ⁇ /, ⁇ / -diisopropylamino phosphoramidite in anhydrous MeCN (75 ⁇ l, 300 mM) is then pipetted into the modified resin and shaken for 45 min.
  • the loaded resin is treated for 15 h at room temperature with 1.5 ml of a 2.7M solution of DBU in MeCN and then washed with MeCN (6 x 1.5 ml) and with CH2Cl2 (6 x 1.5 ml). 29.5 Cleavage of the N-terminal substituted oligomer from the support
  • Phase is isolated with conc. HCl acidified (pH 1-2) and extracted three times with ethyl acetate. The combined organic phases are dried over Na2SO4 and the reslutant milky suspension is purified on silica gel (8 ⁇ 5.5 cm, CH2Cl2 / MeOH 8: 1). 1.2 g of the desired product (3.3 mmol, 62%) are obtained.
  • a solution of 50 ⁇ l DMF and 780 nmol DIPEA is added to a solution of 130 nmol (R) -CNA [Ac- (CTGAA) -Lys] in 50 ⁇ l DMF.
  • the combined solution is then reacted with a Cy5 labeling kit (approx. 150 nmol) (Amersham Pharmacia Biotech, Prod.Nr .: PA15001).
  • the reaction mixture is shaken for 24 hours with the exclusion of light until the oligonucleotide is completely converted.
  • the labeled oligonucleotide can be purified directly using RP-HPLC and desalted using an RP-C18 cartridge. The compound obtained is shown together with the associated mass spectrum in FIGS. 2A and B.

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Abstract

The invention relates to a novel method for producing CNA oligomers and artificial supramolecular CNA-p-RNA pairing systems. The invention also relates to the use of the same, especially in biotechnological assays.

Description

Verfahren zur Herstellung von CNAProcess for the preparation of CNA
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von CNA-Oligomeren und - Polymeren sowie Verfahren zur Herstellung der dazu benötigten CNA- Monomerbausteine und die Verwendung der CNA-Oligomere zur Bildung künstlicher supramolekulare Paarungssysteme, insbesondere in biotechnologischen Assays.The invention relates to a process for the production of CNA oligomers and polymers, as well as a process for the production of the CNA monomer building blocks required therefor, and the use of the CNA oligomers for the formation of artificial supramolecular pairing systems, in particular in biotechnological assays.
Auf dem Gebiet der klinischen Diagnostik oder im Bereich des pharmazeutischen Target- und Wirkstoffscreenings konnten in den letzten Jahren viele neue Verfahren, die auf der Biochip-Technologie basieren etabliert werden. Bisher hat sich das Interesse vor allem auf DNA-Chips konzentriert, um z. B. das Vorhandensein spezifischer Nukleinsäuresequenzen in einer Probe mittels Hybridisierung nachzuweisen.In recent years, many new procedures based on biochip technology have been established in the field of clinical diagnostics or in the field of pharmaceutical target and drug screening. So far, interest has mainly focused on DNA chips, e.g. B. to detect the presence of specific nucleic acid sequences in a sample by means of hybridization.
Davon ausgehend lag die Idee nahe molekulare Paarungssysteme auch zur thermodynamisch kontrollierbaren Erzeugung von supramolekularen Aufbauten für biotechnologische Assays zu nutzen, wie sie z. B. in WO99/15893 beschrieben sind. Dazu werden im allgemeinen interessante chemische Substanzen, wie z. B. Peptide oder Proteine an Nukleinsäurederivate mit spezifischen Sequenzen fixiert. Durch Paarung mit Nukleinsäurefragmenten mit korrespondierenden Sequenzen können dann intermediär die gewünschten supramolekularen Systeme erzeugt werden. Sind dabei Fragmente mit bekannter Sequenz an einem definierten Ort auf einer Oberfläche als Rezeptor befestigt, können an einem Fragment mit komplementärer Sequenz befestigte chemische Substanzen sogar ortsaufgelöst adressiert werden.Based on this, the idea was obvious to use molecular pairing systems for the thermodynamically controllable generation of supramolecular structures for biotechnological assays, such as those used for. B. are described in WO99 / 15893. For this purpose, interesting chemical substances, such as. B. peptides or proteins fixed to nucleic acid derivatives with specific sequences. The desired supramolecular systems can then be generated intermediately by pairing with nucleic acid fragments with corresponding sequences. If fragments with a known sequence are attached to a surface as a receptor at a defined location, chemical substances attached to a fragment with a complementary sequence can even be addressed in a spatially resolved manner.
Natürlich vorkommende Nukleinsäuren, wie DNA und RNA, sind allerdings als adressierbare „Carrier" in molekularen selbstorganisierenden Systemen nur bei Einhaltung annähernd physiologischer Bedingungen geeignet. Dies liegt zum einen an der zu geringen chemischen Stabilität natürlich vorkommender Nukleinsäuren, z. B. gegenüber Nukleasen oder basischen bzw. sauren Bedingungen, zum anderen wird deren Paarungsverhalten durch verfahrensbedingte Faktoren, wie z. B. den Salzgehalt und die Temperatur des Mediums beeinflusst, was deren Einsatz in biotechnologischen Assays stark einschränkt.Naturally occurring nucleic acids, such as DNA and RNA, are, however, only suitable as addressable "carriers" in molecular self-organizing systems if approximately physiological conditions are adhered to due to the insufficient chemical stability of naturally occurring nucleic acids, e.g. B. against nucleases or basic or acidic conditions, on the other hand, their mating behavior by process-related factors, such as. B. influences the salt content and the temperature of the medium, which greatly limits their use in biotechnological assays.
Aus diesem Grunde wird seit längerem nach künstlichen molekularen Paarungssystemen gesucht, die zum Aufbau von supramolekularen Architekturen geeignet sind und gleichzeitig unterschiedlichste Assaybedingungen tolerieren.For this reason, it has long been sought for artificial molecular pairing systems that are suitable for the construction of supramolecular architectures and at the same time tolerate a wide variety of assay conditions.
Ein seit längerem bekanntes Paarungssystem stellen p-RNA-Oligomere (Helv. Chim. Acta 1993, 76, 2161-2183, Helv. Chim. Acta 1995, 78, 1621-1635, Helv. Chim. Acta 1996, 79, 2316-2345, Helv. Chim. Acta, 1997, 80, 1901-1951 , Helv. Chim. Acta, 2000, 83, No. 6, 1079-1107) dar. Aufgrund ihres modifizierten Zucker-Phosphat- Rückgrates ist deren spezifische Wechselwirkung mit biologisch aktiven Substanzen wie Enzymen, DNA- oder RNA-Strängen ausgeschlossen, die Empfindlichkeit der Hybridisierung komplementärer p-RNA-Oligomere z. B. gegenüber der Salzkonzentration in einem Probenmedium bleibt allerdings auch bei der Verwendung von p-RNAs weiterhin ein Problem.A pairing system that has been known for some time is p-RNA oligomers (Helv. Chim. Acta 1993, 76, 2161-2183, Helv. Chim. Acta 1995, 78, 1621-1635, Helv. Chim. Acta 1996, 79, 2316-2345 , Helv. Chim. Acta, 1997, 80, 1901-1951, Helv. Chim. Acta, 2000, 83, No. 6, 1079-1107). Because of their modified sugar-phosphate backbone, their specific interaction with biologically active Substances such as enzymes, DNA or RNA strands excluded, the sensitivity of the hybridization of complementary p-RNA oligomers z. B. compared to the salt concentration in a sample medium, however, remains a problem even when using p-RNAs.
Aufgrund ihres ungeladenen peptidischen Rückgrats stellen vor allem Cyclohexyl- oder Heterocyclohexyl-Nukleo-Amid-Oigomere (CNA-Oligomere), wie sie in WO99/15509 beschrieben sind, eine geeignete Alternative zu den geladenen phosphathaltigen Paarungssystem dar. Insbesondere deren Verwendung in Assays bei denen nicht in physiologischem Medium gearbeitet werden kann erscheint die Verwendung solcher CNA-Paarungssysteme als geeignet. Nachteilig ist allerdings der stark hydrophobe Charakter der CNAs, wodurch deren Einsetzbarkeit in polaren Lösungsmitteln, wie z. B. Wasser eingeschränkt ist.Because of their uncharged peptide backbone, cyclohexyl or heterocyclohexyl nucleo-amide oligomers (CNA oligomers), as described in WO99 / 15509, represent a suitable alternative to the charged phosphate-containing pairing system. In particular, their use in assays in which it is not possible to work in a physiological medium, the use of such CNA pairing systems seems suitable. A disadvantage, however, is the strongly hydrophobic nature of the CNAs, which makes them usable in polar solvents, such as. B. water is restricted.
Darüber hinaus ist bisher die Herstellung von CNA-Oligomeren, wie sie in WO99/15509 beschrieben ist, schwierig. Insbesondere der aufwendige mehrstufige Syntheseweg, vor allem aufgrund einer komplexen Schutzgruppen-Strategie, sowie die Reaktionsführung unter drastischen Bedingungen führt zu geringen Ausbeuten an CNA-Oligomeren. Neben den geringen Ausbeuten sind die CNA-Oligomere bisher nicht in größerem Maßstab herstellbar, wodurch deren Nutzung in biotechnologischen Assays bisher erschwert wurde. Weiterhin ist die Herstellung der für die Synthese von CNA-Oligomeren benötigten Monomerbausteine aufwendig und mit nur durchschnittlichen Ausbeuten möglich (WO99/15509), so dass auch die Verfügbarkeit dieser Edukte den technischen Einsatz von CNA-Oligomer-Produkten erschwert.In addition, the production of CNA oligomers, as described in WO99 / 15509, has hitherto been difficult. In particular, the complex, multi-stage synthesis route, primarily due to a complex protective group strategy, and the reaction procedure under drastic conditions lead to low yields on CNA oligomers. In addition to the low yields, the CNA oligomers have so far not been able to be produced on a larger scale, which has made their use in biotechnological assays difficult to date. Furthermore, the production of the monomer units required for the synthesis of CNA oligomers is complex and possible with only average yields (WO99 / 15509), so that the availability of these starting materials also makes the technical use of CNA oligomer products difficult.
Aufgabe war es nun ein Verfahren zur CNA-Oligomerisierung bereitzustellen, mit dem größere Mengen an CNA-Oligomeren synthetisch zugänglich sind und mit dem hohe Ausbeuten an CNA-Oligomer erzielt werden könnenThe task was now to provide a method for CNA oligomerization with which larger amounts of CNA oligomers are synthetically accessible and with which high yields of CNA oligomer can be achieved
Die Aufgabe kann durch ein Verfahren zur Herstellung von CNA-Oligomeren, das folgende Verfahrensschritte umfasst: a) Aktivierung der Carboxylfunktion eines CNA-Monomerbausteins, b) anschließende Veresterung des CNA-Monomerbausteins mit freien Hydroxygruppen eines Trägers unter basischen Bedingungen und c) nachfolgendem Aufbau des Oligomeren über repetitive Zyklen, ausgehend von der Abspaltung der Schutzgruppe an der Aminogruppe des Cyclohexylringes des CNA-Monomers und anschließender Anknüpfung eines weiteren aktivierten CNA-Monomers gelöst werden, wobei CNA-Monomere der Formel (I) eingesetzt werden,The object can be achieved by a process for the preparation of CNA oligomers, which comprises the following process steps: a) activation of the carboxyl function of a CNA monomer block, b) subsequent esterification of the CNA monomer block with free hydroxyl groups of a support under basic conditions and c) subsequent structure of the Oligomers are solved via repetitive cycles, starting from the cleavage of the protective group on the amino group of the cyclohexyl ring of the CNA monomer and subsequent attachment of a further activated CNA monomer, using CNA monomers of the formula (I),
NHBoc Formel (I)NHBoc formula (I)
worin A, D und F unabhängig voneinander für eine -CR3R4-, -NR5-, -O- oder -S- Gruppe und E für eine -CR6- Gruppe stehen können, wobei R3, R4, R5 oder R6 unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder eine Cι-Cι2-Alkylgruppe stehen kann und worin B eine Nucleobase, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe Adenin, Guanin, Cytosin, Thymin, Uracil, Isoguanin, Isocytosin, Xanthin oder Hypoxanthin, darstellt, deren primäre Aminogruppen in ungeschützter oder Boc-geschützter Form vorliegen können. Bevorzugt stellen die Gruppen A, D und F ein Kohlenstoffatom und die Reste R4-R6 Wasserstoffatome dar. Heterocyclische Verbindungen der Formel (I) besitzen bevorzugt an den Positionen A, D und F insgesamt ein Sauerstoff- oder ein Schwefelatom oder ein bis zwei Stickstoffatome.wherein A, D and F can independently represent a -CR 3 R 4 -, -NR 5 -, -O- or -S- group and E for a -CR 6 - group, where R 3 , R 4 , R 5 or R 6 independently of one another for a hydrogen atom or a C 1 -C 2 alkyl group and where B is a nucleobase, preferably selected from the group adenine, guanine, cytosine, thymine, uracil, isoguanine, isocytosine, xanthine or hypoxanthine, whose primary amino groups can be in unprotected or Boc-protected form. The groups A, D and F preferably represent a carbon atom and the radicals R 4 -R 6 represent hydrogen atoms. Heterocyclic compounds of the formula (I) preferably have an oxygen or a sulfur atom or one or two at positions A, D and F nitrogen atoms.
Überraschend kann die hier beschriebene CNA-Oligomerisierung, ganz im Gegensatz zu den herkömmlichen DNA- oder RNA- Oligomerisierungsverfahren, sowohl mit lediglich Boc-geschützten als auch mit bereits Basen-ungeschützten CNA-Monomeren durchgeführt werden. Dadurch kann der finale Verfahrensschritt zur Schutzgruppenabspaltung, üblicherweise durch mehrstündige Behandlung der pMBz geschützten Oligomere unter Zusatz von 2M NaOH bei 55°C, vermieden werden (WO99/15509). So können die aufgrund einer Fragmentierung unter den harschen pMBz-Entschützungsbedingungen resultierenden hohen Ausbeuteverluste vermieden werden. Das vorliegende erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für CNA-Oligomere verläuft demgegenüber mit annähernd 100%iger Ausbeute. Da jeder Kupplungsschritt quantitativ verläuft, sind intermediär keine freien Cyclohexylaminogruppen am Ende eines Synthesezyklus vorhanden, wodurch auch die Maskierung solcher Abbrauchsequenzen unnötig wird. Damit wird auch die Synthese längerer CNA-Oligomere in größeren Mengen möglich.Surprisingly, in contrast to the conventional DNA or RNA oligomerization processes, the CNA oligomerization described here can be carried out using only Boc-protected as well as already base-unprotected CNA monomers. As a result, the final process step for deprotection, usually by treatment of the pMBz-protected oligomers with the addition of 2M NaOH at 55 ° C. for several hours, can be avoided (WO99 / 15509). The high yield losses resulting from fragmentation under the harsh pMBz deprotection conditions can thus be avoided. In contrast, the present production method for CNA oligomers according to the invention proceeds with approximately 100% yield. Since each coupling step proceeds quantitatively, there are no intermediate free cyclohexylamino groups at the end of a synthesis cycle, which also makes masking such wear sequences unnecessary. This also enables the synthesis of longer CNA oligomers in larger quantities.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Synthese der CNA-Oligomere von den entsprechenden Monomerbausteinen an fester Phase, z. B. einem Tentagel- Harz (Tentagel S-HMB, Rapp-Polymere), in Anlehnung an die Merrifield- Peptidsynthese durchgeführt werden (Merrifield, J. Amer. Chem. Soc. 1963, 85, 2149). Hierzu wird zunächst eine mit einem Linker, wie z. B. einem Hydroxymethyl- benzoyl-Linker (HMB-Linker), derivatisierte feste Phase eingesetzt und die Beladung des Trägers durch Aktivierung der Carboxylfunktion eines der Monomerbausteine, z. B. mit HATU (N-[(dimethylamino)(3H-1 ,2,3-triazolo(4,5b)pyridin-3-yloxy)methylene]- N-methylmethanaminiumhexafluophosphat), DIC, TBTU oder HBTU und anschließender Anknüpfung an die freie Hydroxylfunktion des Polymerträgers unter basischen Bedingungen vorgenommen. Der nachfolgende Aufbau des Oligomeren erfolgt nun über repetitive Zyklen, die aus Abspaltung einer temporären Boc- Schutzgruppe, an der Aminfunktion des am Cyclohexylring kovalent an den Träger gebundenen Monomerbausteins und anschließender Anknüpfung eines in Lösung aktivierten Monomers bestehen. Die bevorzugten Kupplungszeiten liegen zwischen 3 bis 6 Stunden. Beispielhaft ist ein Syntheseschema in Tabelle 1 aufgeführt.In a preferred embodiment, the synthesis of the CNA oligomers from the corresponding monomer units on a solid phase, e.g. B. a Tentagel resin (Tentagel S-HMB, Rapp polymers), carried out based on the Merrifield peptide synthesis (Merrifield, J. Amer. Chem. Soc. 1963, 85, 2149). For this, one with a linker, such as. B. a hydroxymethylbenzoyl linker (HMB linker), derivatized solid phase and the loading of the carrier by activating the carboxyl function of one of the monomer units, for. B. with HATU (N - [(dimethylamino) (3H-1, 2,3-triazolo (4,5b) pyridin-3-yloxy) methylene] - N-methylmethanaminium hexafluophosphate), DIC, TBTU or HBTU and subsequent connection to the free hydroxyl function of the polymer carrier under basic conditions. The subsequent build-up of the oligomer now takes place via repetitive cycles, which consist of the elimination of a temporary Boc protective group, the amine function of the monomer unit covalently bonded to the support on the cyclohexyl ring and subsequent attachment of a monomer activated in solution. The preferred coupling times are between 3 to 6 hours. A synthesis scheme is shown in Table 1 as an example.
Tabelle 1 : Schema eines Synthesezyklus zur Herstellung von CNA-OligomerenTable 1: Scheme of a synthesis cycle for the production of CNA oligomers
Ein Vorteil dieser Synthese liegt hierbei, wie bereits erwähnt, in der zum Aufbau eines CNA-Oligomers einsetzbaren Monomerbausteine. So ist es vorteilhaft die Monomerbausteine an den Nukleobasen lediglich Boc-geschützt oder gar komplett ungeschützt einzusetzen. Hierbei wird im Fall des Guanin-Baustein bevorzugt die 2- Aminofunktion der Nucleobase Boc geschützt eingesetzt. Der Cytosin-Bausteins wird bevorzugt an der Nucleobase N4-Boc-geschützt eingesetzt, der Adenin- Baustein wird bevorzugt an der Nucleobase sowohl N6-Boc-geschützt als auch ungeschützt verwendet und der Thymin-Baustein wird bevorzugt an der Nucleobase N3-Boc geschützt als auch ungeschützt für die Oligomerisierung eingesetzt. In allen Fällen, bei denen der Monomerbaustein Boc-geschützt vorliegt, wird die Boc- Schutzgruppe direkt während des Boc-Entschützungsschritts (siehe dazu Table 1 , Verfahrensschritt 1) wieder entfernt, so dass nach jedem Kupplungsschritt alle Nukleobasen ungeschützt vorliegen. Liegen die Basen der CNA-Monomerbausteine bereits Boc-ungeschützt vor, können diese auch direkt zum Aufbau eines Oligomers eingesetzt werden.As already mentioned, one advantage of this synthesis lies in the monomer units that can be used to construct a CNA oligomer. It is therefore advantageous to use the monomer units on the nucleobases only in a Boc-protected or even completely unprotected manner. In the case of the guanine building block, the 2-amino function of the nucleobase Boc is preferably used in a protected manner. The cytosine building block is preferably used on the nucleobase N 4 -Boc-protected, the adenine building block is preferably used on the nucleobase both N 6 -Boc-protected and unprotected, and the thymine building block is preferably used on the nucleobase N 3 - Boc protected as well as unprotected used for oligomerization. In all cases in which the monomer component is Boc-protected, the Boc protective group is removed again directly during the Boc deprotection step (see Table 1, process step 1), so that after each coupling step, all Nucleobases are unprotected. If the bases of the CNA monomer building blocks are already Boc-unprotected, they can also be used directly to build up an oligomer.
Bevorzugt werden dementsprechend CNA-Monomere verwendet, die aus der Gruppe 3-tert.-Butoxycarbonyl-1-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.-butoxycarbonylamino-4- carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-thymin (Formel (II)), 1-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.- Butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-thymin (Formel (III)), N6-tert.- Butoxycarbonyl-9-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl- cyclohex-1-yl]-adenin (Formel (IV)), 9-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.-butoxycarbonylamino-4- carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-adenin (Formel (V)), N4-tert.-Butoxycarbonyl-1-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-cytosin (Formel (VI)), 1-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl- cyclohex-1-yl]-cytosin (Formel (VII), N2-tert.-Butoxycarbonyl-9-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.- butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-guanin (Formel (VIII)), 9-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-guanin (Formel (IX)) ausgewählt sind.Accordingly, preference is given to using CNA monomers from the group 3-tert-butoxycarbonyl-1 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] thymine (Formula (II)), 1 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethylcyclohex-1-yl] thymine (Formula (III)), N 6 -ter. - Butoxycarbonyl-9 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethylcyclohex-1-yl] -adenine (formula (IV)), 9 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] adenine (formula (V)), N 4 -tert.-butoxycarbonyl-1 - [(1 R, 2R, 4R) -2 -tert.-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] -cytosine (formula (VI)), 1 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert.-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex- 1-yl] -cytosine (formula (VII), N 2 -tert.-butoxycarbonyl-9 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert.-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] - guanine (formula (VIII)), 9 - [(1R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] guanine (formula (IX)) are selected.
(V) (VI) (VII) (V) (VI) (VII)
(VIII) (IX)(VIII) (IX)
Grundsätzlich ist eine Oligomerisierung ohne Berücksichtigung der Stereoselektivität der CNA-Monomerbausteine möglich, so können z. B. racemische Gemische eines CNA-Monomers oder enantiomerenreine CNA-Monomerbausteine in beliebiger Reihenfolge als Edukt für die Oligomerisierung verwendet werden. Bevorzugt werden allerdings enantiomerenreine oder zumindest enantiomer angereicherte CNA-Oligomere zur Erzeugung von CNA-Oligomeren verwendet, da z. B. CNA- CNA-Duplices oder CNA-p-RNA-Heteroduplices nur mit Oligomeren gelingen die entweder aus (R)- oder (S)-CNA-Monomerbausteinen aufgebaut wurden. Die stereoselektive Herstellung solcher CNA-Oligomere gelingt einfach durch die Verwendung enantiomerer (R)- oder (S)-CNA-Monomere als Edukt für die Oligomerisierung.In principle, oligomerization is possible without taking into account the stereoselectivity of the CNA monomer building blocks. B. racemic mixtures of a CNA monomer or enantiomerically pure CNA monomer units can be used in any order as a starting material for the oligomerization. However, enantiomerically pure or at least enantiomerically enriched CNA oligomers are preferably used to produce CNA oligomers, since z. B. CNA-CNA duplexes or CNA-p-RNA heteroduplicates succeed only with oligomers which have been built up from either (R) or (S) -CNA monomer units. The stereoselective preparation of such CNA oligomers is achieved simply by using enantiomeric (R) or (S) -CNA monomers as a starting material for the oligomerization.
Um die Löslichkeit der CNA-Oligomere in polaren Lösemitteln, insbesondere gegenüber wässrigen Medien, zu erhöhen, können über geeignete Linker hydrophile Gruppen eingeführt werden. Darüber hinaus erlauben hydrophile Gruppen am N- oder C-terminalen Ende der CNA-Oligomere einen aktiven Transport dieser Moleküle durch anlegen elektrischer Felder, wie dies z. B. in U.S. -Patent 5.605.662 und in P. N. Gilles et al. [Nature Biotechnology, 17, 365-370 (1990)] beschrieben ist.In order to increase the solubility of the CNA oligomers in polar solvents, in particular with respect to aqueous media, hydrophilic groups can be introduced via suitable linkers. In addition, hydrophilic groups at the N- or C-terminal end of the CNA oligomers allow an active transport of these molecules by applying electrical fields, such as. B. in U.S. Patent 5,605,662 and in P.N. Gilles et al. [Nature Biotechnology, 17, 365-370 (1990)].
Als Linker zur Einführung von N-terminalen Phosphatgruppen haben sich z. B. Hydroxycarbonsäurederivate, wie Buttersäure bewährt (WO99/15509). Die Synthese von phosphorylierten CNA-Oligomeren lässt sich durch Einsatz eines bereits phosphoryliert vorliegenden Hydroxycarbonsäurederivat, in einer verbesserten Synthesevariante, immens vereinfachen und die Ausbeute steigern. So kann z. B. durch Einsatz von phosphorylierter Buttersäure unter den verwendeten Standardkupplungsbedingungen diese Gruppierung direkt in hohen Ausbeuten eingeführt werden.As a linker for the introduction of N-terminal phosphate groups z. B. hydroxycarboxylic acid derivatives, such as butyric acid proven (WO99 / 15509). The synthesis of phosphorylated CNA oligomers can be immensely simplified and the yield increased by using an already phosphorylated hydroxycarboxylic acid derivative in an improved synthesis variant. So can e.g. B. by using phosphorylated butyric acid under the standard coupling conditions used, this grouping can be introduced directly in high yields.
Eine weitere alternative Methode zur Erhöhung der Hydrophilie der CNA-Oligomere bietet die Anknüpfung terminaler Lysin- oder Oligolysinreste an das C- und/oder N- terminale Ende der CNA-Oligomere.Another alternative method for increasing the hydrophilicity of the CNA oligomers is to attach terminal lysine or oligolysine residues to the C- and / or N-terminal end of the CNA oligomers.
Analog können auch einfach CNA-Peptid- oder CNA-Protein-Konjugate hergestellt werden, die zu einer besseren Löslichkeit in polaren Medien führen. Solche Konjugate sind allerdings vor allem als funktionelle Bestandteile in biotechnologischen Assays von Interesse. Insbesondere Konjugate die Antikörper, deren funktionelle Domänen, peptidische Antigene, Rezeptoren, Strukturproteine, Glykoproteine oder Enzyme enthalten sind für den Aufbau von Biochip-Oberflächen interessant.Analogously, simple CNA-peptide or CNA-protein conjugates can also be produced, which lead to better solubility in polar media. However, such conjugates are primarily of interest as functional components in biotechnological assays. In particular, conjugates containing antibodies whose functional domains, peptidic antigens, receptors, structural proteins, glycoproteins or enzymes are of interest for the construction of biochip surfaces.
Weiterhin gelingt auch die Anknüpfung vieler Marker, wie z. B. von Fluoreszenzfarbstoffen, radioaktiv markierten Aminosäuren oder Biotin, an die terminalen Enden der CNA-Oligomere.Furthermore, the connection of many markers, such as. B. of fluorescent dyes, radioactively labeled amino acids or biotin, at the terminal ends of the CNA oligomers.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von zur Oligomerisierung besonders geeigneten CNA-Monomeren, die unmittelbar zur Durchführung der beschriebenen Oligomerisierung verwendet werden können. Neben der unmittelbaren Verwendbarkeit der CNA-Monomer- Produkte zur Oligomerisierung ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Synthese deren hohe Ausbeute, beruhend auf einer verbesserten Schutzgruppenstrategie.The present invention further provides an advantageous process for the preparation of CNA monomers which are particularly suitable for oligomerization and which can be used directly for carrying out the described oligomerization. In addition to the direct usability of the CNA monomer products for oligomerization, a further advantage of the synthesis according to the invention is their high yield, based on an improved protecting group strategy.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von CNA-Monomeren wird in einem ersten Schritt ein lodlactam der Formel (XIII) In the process according to the invention for the production of CNA monomers, an iodine lactam of the formula (XIII)
in der A, D und F unabhängig voneinander für eine -CR3R4- Gruppe und E für eine -CR6- Gruppe stehen können, wobei R3, R4 oder R6 die oben genannte Bedeutung haben, wobei das lodlactam bevorzugt 8-Jod-2-azabicyclo[3.3.1]nonan-3-on ist, in Gegenwart einer Base an eine Nucleobase gekoppelt wird. Als Basen kommen z. B. organische Basen, wie DBU, DBN, oder Carbonate, wie Alkali- und Erdalkalicarbonate in Frage, bevorzugt Basen sind NaH, OBu und K2CO3. Besonders bevorzugt wird NaH als Base in einem molaren Verhältnis von 1 : 1 zum Lactam eingesetzt.in which A, D and F can independently represent a -CR 3 R 4 group and E a -CR 6 group, where R 3 , R 4 or R 6 have the meaning given above, the iodine lactam preferably 8 -Iodine-2-azabicyclo [3.3.1] nonan-3-one is coupled to a nucleobase in the presence of a base. As bases come e.g. B. organic bases, such as DBU, DBN, or carbonates, such as alkali and alkaline earth carbonates in question, preferred bases are NaH, OBu and K 2 CO 3 . NaH is particularly preferably used as the base in a molar ratio of 1: 1 to the lactam.
Als Nucleobase kommen dazu Thymin, bevorzugt dessen Lithiumsalz, Adenin, N6- Benzoyl-adenin, N6-Dimethylaminoethylen-adenin, Cytosin, N4-Benzoyl-cytosin oder 2-Amino-6-chlor-purin in Frage. Anschließend wird die sekuiidäre Amingruppe des Lactamrings BOC-geschützt. Dabei können auch die weiteren primären und sekundären Amingruppen der Base BOC-geschützt werden. Ein gezielter vorheriger Schutz der Aminofunktionen des Basenteils des Monomers mit anderen Schutzgruppen ist überraschend nicht erforderlich. Folglich entfällt darüber hinaus die nötige Abspaltung dieser Schutzgruppen.Thymine, preferably its lithium salt, adenine, N 6 -benzoyl-adenine, N 6 -dimethylaminoethylene-adenine, cytosine, N 4 -benzoyl-cytosine or 2-amino-6-chloro-purine are suitable as nucleobases. The secondary amine group of the lactam ring is then BOC-protected. The further primary and secondary amine groups of the base can also be BOC-protected. A targeted prior protection of the amino functions of the base part of the monomer with other protective groups is surprisingly not necessary. As a result, the necessary separation of these protective groups is also eliminated.
Nach Einführung der BOC-Schutzgruppe am N2 des Lactams wird der Ring mit einem Lithiumsalz, bevorzugt mit Lithiumhydroxid-Monohydrat, zum gewünschten CNA-Monomer gespalten. Zur Synthese des Guaninbausteins muss vor der Lactamspaltung der Chlorsubstituent des Purins in eine Carbonylgruppe überführt werden.After the introduction of the BOC protective group on the N 2 of the lactam, the ring is cleaved with a lithium salt, preferably with lithium hydroxide monohydrate, to give the desired CNA monomer. To synthesize the guanine building block, the chlorine substituent of the purine must be converted into a carbonyl group before the lactam cleavage.
Die so hergestellten CNA-Monomere können ohne weitere Derivatisierung direkt in der CNA-Oligomersynthese verwendet werden. Somit sind ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung CNA-Monomere, deren 2-Aminofunktion des Cyclohexanrings einfach Boc-geschützt sind und deren Stickstoffatome des Basenteils nicht geschützt oder teilweise Boc-geschützt vorliegen. Besonders bevorzugt sind CNA-Monomere aus der GruppeThe CNA monomers thus produced can be used directly in the CNA oligomer synthesis without further derivatization. So are another subject In the present invention, CNA monomers whose 2-amino function of the cyclohexane ring are simply Boc-protected and whose nitrogen atoms in the base part are not protected or are partially Boc-protected. CNA monomers from the group are particularly preferred
3-tert.Butoxycarbonyl-1-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl- cyclohex-1-yl]-thymin, 1-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.Butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl- cyclohex-1-yl]-thymin, 9-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl- cyclohex-1-yl]-adenin, N6-tert.Butoxycarbonyl-9-[(1 R, 2R, 4R)-2- tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-adenin, N4- tert.Butoxycarbonyl-1-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl- cyclohex-1-yl]-cytosin, 1-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl- cyclohex-1-yl]-cytosin, N2-tert.Butoxycarbonyl-9-[(1 R, 2R, 4R)-2- tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-guanin, 9-[(1R, 2R, 4R)-2- tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-guanin.3-tert.butoxycarbonyl-1 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethylcyclohex-1-yl] thymine, 1 - [(1 R, 2R, 4R) -2 -tert.Butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] -thymine, 9 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] -adenine, N 6- tert.butoxycarbonyl-9 - [(1 R, 2R, 4R) -2- tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] -adenine, N 4 - tert.butoxycarbonyl-1 - [(1 R , 2R, 4R) -2-tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethylcyclohex-1-yl] cytosine, 1 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethylcyclohex-1 -yl] -cytosine, N 2 -tert.Butoxycarbonyl-9 - [(1 R, 2R, 4R) -2- tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] -guanine, 9 - [(1R, 2R, 4R) -2- tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] guanine.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur CNA-Oligomerisierung können CNA- Oligomere in ausreichender Menge bereitgestellt werden, um sie z. B. in biotechnologischen Assays als Paarungssystem einzusetzen.With the method for CNA oligomerization according to the invention, CNA oligomers can be provided in a sufficient amount, for example. B. in biotechnological assays as a pairing system.
Dabei kann überraschend gezeigt werden, dass CNA-Oligomere mit p-RNA- Oligomeren mit komplementärer Sequenz sehr spezifisch miteinander paaren und supramolekulare Heteroduplices bilden, deren chemische Eigenschaften und Struktur durch biologische Proben kaum beeinflusst werden. So paaren die Eiπzelstränge des Heteroduplex nicht mit DNA, RNA oder PNA. Komplementäre CNA und p-RNA bilden im Heteroduplex eine Leiterstruktur aus, die stabiler als die natürlich vorkommender Nukleinsäuren ist und deren spezifische Paarung weniger von externen Faktoren, wie z. B. von dem verwendeten Lösemittel abhängt. Daraus erfolgt eine sehr gute thermodynamische Kontrolle der Hybridisierung und Dehybridisierung in unterschiedlichsten Medien, insbesondere kann die Kontrolle unabhängig von natürlich vorkommenden Assoziationsprozessen ausgeübt werden. Durch die hohe Stabilität der zwischenmolekularen Bindung der CNA-Oligomere mit ihren komplemänteren p-RNA-Oligomeren können selbst relativ kurze Sequenzen noch sequenzspezifisch miteinander paaren. Dazu trägt auch bei, dass die Stabilität von CNA-Oligomeren mit ihren komplementären p-RNA-Oligomeren durch Basenfehlpaarungen stark herabgesetzt wird. Weiterhin paaren p-RNA und CNA exklusiv im Watson-Crick-Modus, wodurch deren Selektivität gesteigert wird. Ein weiterer Vorteil von CNA-Oligomeren ist deren Verwendbarkeit in Medien mit geringer Salzkonzentration, da selbst dann eine thermodynamisch stabile selektive Paarung mit komplementären p-RNA-Oligomeren zustande kommt. Zudem stabilisieren die CNA-Oligomere eine CNA-p-RNA-Heteroduplex bei erhöhten Temperaturen und in basischen bzw. sauren Medien.Surprisingly, it can be shown that CNA oligomers with p-RNA oligomers with complementary sequences pair very specifically with one another and form supramolecular heteroduplexes whose chemical properties and structure are hardly influenced by biological samples. The single strands of the heteroduplex do not pair with DNA, RNA or PNA. Complementary CNA and p-RNA form a ladder structure in the heteroduplex which is more stable than that of naturally occurring nucleic acids and whose specific pairing is less dependent on external factors such as e.g. B. depends on the solvent used. This results in a very good thermodynamic control of the hybridization and dehybridization in a wide variety of media, in particular the control can be carried out independently of naturally occurring association processes. Due to the high stability of the intermolecular binding of the CNA oligomers with their more complete p-RNA oligomers, even relatively short sequences can still pair with each other in a sequence-specific manner. It also helps that stability of CNA oligomers with their complementary p-RNA oligomers is greatly reduced by base mismatches. Furthermore, p-RNA and CNA pair exclusively in Watson-Crick mode, which increases their selectivity. Another advantage of CNA oligomers is their usability in media with a low salt concentration, since even then a thermodynamically stable selective pairing with complementary p-RNA oligomers is achieved. In addition, the CNA oligomers stabilize a CNA-p-RNA heteroduplex at elevated temperatures and in basic or acidic media.
Aufgrund des artifiziellen Oligomer-Rückgrates und der linearen Leiterstruktur werden CNA-p-RNA- Heteroduplexmoleküle nicht enzymatisch abgebaut und die Assoziation von doppelsträngigen Nukleinsäuren bindenden biologischen Molekülen, wie z. B. Histonen, Transkriptionsfaktoren, Repressoren, Ribosomen etc. wird minimiert.Due to the artificial oligomer backbone and the linear ladder structure, CNA-p-RNA heteroduplex molecules are not degraded enzymatically and the association of double-stranded nucleic acids binding biological molecules, such as. B. histones, transcription factors, repressors, ribosomes etc. is minimized.
Somit können nun je nach Assaybedingungen angepasste Paarungssysteme aus CNA-CNA-, p-RNA-p-RNA-Homoduplices oder CNA-p-RNA-Heteroduplices genutzt werden.Thus, depending on the assay conditions, adapted pairing systems from CNA-CNA, p-RNA-p-RNA homoduplices or CNA-p-RNA heteroduplices can now be used.
Geeignete Cyclohexyl- oder Heterocyclohexyl-Nukleo-Amid-Oligomere (CNA- Oligomere), wie sie zur Bildung von CNA-p-RNA-Heteroduplices geeignet sind, enthalten ein peptidisches Cyclohexylamid - Rückgrat, wie beispielhaft in Strukturformel (X) dargestellt. Suitable cyclohexyl or heterocyclohexyl nucleo-amide oligomers (CNA oligomers), as are suitable for the formation of CNA-p-RNA heteroduplexes, contain a peptidic cyclohexylamide backbone, as exemplified in structural formula (X).
Strukturformel (X)Structural formula (X)
In Strukturformel (X) stellt B beliebige Nukleobasen, wie z. B. Adenin, Guanin, Cytosin, Thymin, Uracil, Isoguanin, Isocytosin, Xanthin oder Hypoxanthin dar. Die Nukleobasen sind in 1 '-Stellung am Cyclohexylrest gebunden. Die Cyclohexyl- oder Heterocyclohexylreste sind über 2'-4Λ-Amidbindungen zu einem CNA-Oligomer miteinander verknüpft. Prinzipiell ist ein stereochemisch regelmäßiger CNA- Oligomeraufbau für die Paarung mit p-RNA-Oligomeren vorteilhaft, wobei (S)-CNA- Oligomere mit (L)-p-RNA und (R)-CNA-Oligomere mit (D)-p-RNA hybridisieren.In structural formula (X), B represents any nucleobase, such as. B. adenine, guanine, cytosine, thymine, uracil, isoguanine, isocytosine, xanthine or hypoxanthine. The nucleobases are bonded to the cyclohexyl radical in the 1 ' position. The cyclohexyl or heterocyclohexyl residues are linked to each other via 2 ' -4 Λ amide bonds to form a CNA oligomer. In principle, a stereochemically regular CNA oligomer structure is advantageous for pairing with p-RNA oligomers, with (S) -CNA oligomers with (L) -p-RNA and (R) -CNA oligomers with (D) -p- Hybridize RNA.
Eine Vielzahl von monomeren Cyclohexyl- oder Heterocyclohexyl-Nukleo-Amin- Bausteinen (CNA-Monomere), die zum Aufbau entsprechender Oligomere dienen können (Strukturformel (XI)) sowie Verfahren zu deren Herstellung, sind in WO99/15509 beschrieben. R1A large number of monomeric cyclohexyl or heterocyclohexyl nucleo-amine building blocks (CNA monomers) which can be used to build up corresponding oligomers (structural formula (XI)) and processes for their preparation are described in WO99 / 15509. R1
Strukturformel (XI)Structural formula (XI)
In Strukturformel (XI) steht B für eine Nucleobase und R1 stellt eine NH2-Gruppe dar. R2 steht für eine CH2-COOH- Gruppe. A, D und F können unabhängig voneinander für eine -CR3R4-, -NR5-, -O- oder -S- Gruppe und E für eine -CR6- Gruppe stehen, wobei R3, R4, R5 oder R6 unabhängig voneinander für ein Wasserstoff atom oder eine d-Cι2-Alkylgruppe stehen kann. Besonders bevorzugt sind CNA - Monomere in denen die Reste R3 und R4 Wasserstoffatome sind.In structural formula (XI), B represents a nucleobase and R1 represents an NH 2 group. R2 represents a CH 2 -COOH group. A, D and F can independently of one another stand for a -CR 3 R 4 -, -NR 5 -, -O- or -S- group and E for a -CR 6 - group, where R 3 , R 4 , R 5 or R 6 can independently represent a hydrogen atom or a d -CC 2 alkyl group. CNA monomers in which the radicals R 3 and R 4 are hydrogen atoms are particularly preferred.
Zur Bildung von erfindungsgemäßen Herteroduplices sind p-RNA-Oligomere geeignet, wie sie z. B. in (Helv. Chim. Acta 1993, 76, 2161-2183, Helv. Chim. Acta 1995, 78, 1621-1635, Helv. Chim. Acta 1996, 79, 2316-2345, Helv. Chim. Acta, 1997, 80, 1901-1951) beschrieben sind. Die p-RNA-Oligomere können ebenfalls modifiziert werden, so dass p-RNA-Konjugate entstehen, die Peptide, Proteine oder dem Fachmann bekannte Marker enthalten können. Bei der Herstellung solcher Konjugate werden bevorzugt Linker verwendet wie sie in DE 19741 738 A1 beschrieben sind.For the formation of herteroduplicates according to the invention, p-RNA oligomers are suitable, as described, for. B. in (Helv. Chim. Acta 1993, 76, 2161-2183, Helv. Chim. Acta 1995, 78, 1621-1635, Helv. Chim. Acta 1996, 79, 2316-2345, Helv. Chim. Acta, 1997 , 80, 1901-1951). The p-RNA oligomers can also be modified so that p-RNA conjugates are formed which can contain peptides, proteins or markers known to the person skilled in the art. Linkers as described in DE 19741 738 A1 are preferably used in the preparation of such conjugates.
Die beschriebenen CNA-Oligomere können mit p-RNA-Oligomeren zu Heteroduplices, wie beispielhaft in Strukturformel (XII) gezeigt, hybridisieren, wobei B und B' jeweils zueinander komplementäre Basen darstellen. The CNA oligomers described can hybridize with p-RNA oligomers to form heteroduplices, as shown, for example, in structural formula (XII), where B and B ' each represent bases which are complementary to one another.
Strukturformel (XII)Structural formula (XII)
Die CNA-p-RNA Heteroduplices besitzen relative hohe Schmelzpunkte, das heißt die Paarung ist relativ stabil. So können schon kurze Oligomer, wie z. B. 5-mere in wässriger Lösung stabile Heteroduplices bilden. Bevorzugt sind allerdings Heterduplices aus 7- bis 12-meren. Dem Einsatz längerer Oligomer zur Heteroduplexbildung steht natürlich nichts im Wege.The CNA-p-RNA heteroduplices have relatively high melting points, i.e. the pairing is relatively stable. So even short oligomers such. B. 5-mers form stable heteroduplexes in aqueous solution. However, heteruplexes of 7- to 12-mers are preferred. Of course, nothing stands in the way of using longer oligomers for heteroduplex formation.
Darüber hinaus kann gezeigt werden, dass die CNA-p-RNA-Heteroduplexbildung auch bei der Verwendung kurzer CNA- und p-RNA-Oligomeren unter Niedersalzbedingungen recht hoch ist. Das Arbeiten unter Niedrigsalzbedingungen ist insbesondere für biotechnolgische Verfahren wichtig, da die Salzkonzentration die Konformation bzw. die Aktivität von biolologischen Substanzen, wie z. B. der DNA oder von Proteinen stark beeinflusst. Durch die Variation von CNA-CNA- und CNA- p-RNA-Parungssystemen kann der Zusatz von Kationen, um die negativen Ladungen der Duplex abzusättigen, minimiert werden. Ausführungsbeispiele:In addition, it can be shown that the CNA-p-RNA heteroduplex formation is quite high even when using short CNA and p-RNA oligomers under low salt conditions. Working under low salt conditions is particularly important for biotechnological processes, since the salt concentration affects the conformation or the activity of biological substances such as e.g. B. strongly influenced by DNA or proteins. The addition of cations in order to saturate the negative charges of the duplex can be minimized by the variation of CNA-CNA and CNA-p-RNA parental systems. EXAMPLES
Allgemeine Vorbemerkungen zu den Ausführungsbeispielen:General preliminary remarks on the exemplary embodiments:
Alle verwendeten reinen Lösemittel (Flukä) werden über einem Molekularsieb aufbewahrt und ohne weitere Reinigung verwendet.All pure solvents used (Flukä) are kept over a molecular sieve and used without further purification.
Die Oligomerisierung mittels Festphasensynthese wird unter Verwendung eines "TentaGel S HMB"-Harzes (Rapp Polymere) mit einer Kapazität von 0.23 mmol/g durchgeführt. Die Reaktionen werden in einer Chirana - Spritze (5ml Volumen für eine Menge von über 100 mg Harz oder 2 ml Volumen für eine Harzmenge unter 100 mg) mit einer gefritteten Filtereinlage versehen durchgeführt.Oligomerization by means of solid phase synthesis is carried out using a "TentaGel S HMB" resin (rapp polymers) with a capacity of 0.23 mmol / g. The reactions are carried out in a Chirana syringe (5 ml volume for a quantity of over 100 mg resin or 2 ml volume for a resin quantity below 100 mg) provided with a fritted filter insert.
Die HPLC-Untersuchungen werden mit einem Beckman System Gold^MThe HPLC tests are carried out with a Beckman System Gold ^ M
Chromatographie-System mit programmierbarem Lösemittelmodul „126" und einemChromatography system with programmable solvent module "126" and one
Diodenarray UVΛ/is-Detectormodul „168" durchgeführt.Diode array UVΛ / is detector module "168" performed.
Die RP-HPLC wird im analytischen Maßstab unter Verwendung einer LiChrospherThe RP-HPLC is performed on an analytical scale using a LiChrospher
C-18 Hibar Säule (5 μm, 4 x 250 mm, Merck) bei einer Flussrate von 1 ml/min und im semipreparativen Maßstab unter Verwendung einer LiChrospher C-18 Säule (10 μm, 4 x 250 mm, Merck) bei einem Fluss von 1 ml/min durchgeführt.C-18 Hibar column (5 μm, 4 x 250 mm, Merck) at a flow rate of 1 ml / min and on a semi-preparative scale using a LiChrospher C-18 column (10 μm, 4 x 250 mm, Merck) with a flow of 1 ml / min.
Zur Eluierung werden folgende Lösungsmittel verwendet: Eluent A: Wasser, 0,1%The following solvents are used for elution: Eluent A: water, 0.1%
TFA (v/v); Eluent B: MeCN, 0,1 % TFA (v/v).TFA (v / v); Eluent B: MeCN, 0.1% TFA (v / v).
Für die analytischen HPLC-Läufe werden folgende Lösemittelgradienten aus EluentThe following solvent gradients are made from eluent for the analytical HPLC runs
A und Eluent B gewählt:A and eluent B selected:
Methode A: Kontinuierliche Erhöhung des Lösemittelanteils von Eluent B von 10% auf 60% innerhalb von 30 min;Method A: Continuous increase in the solvent content of Eluent B from 10% to 60% within 30 minutes;
Methode B: Kontinuierliche Erhöhung des Lösemittelanteils von Eluent B von 10% auf 40% innerhalb von 30 min;Method B: Continuous increase in the solvent content of Eluent B from 10% to 40% within 30 minutes;
Method C: Kontinuierliche Erhöhung des Lösemittelanteils von Eluent B von 10% aufMethod C: Continuous increase in the solvent content of Eluent B from 10% to
30% innerhalb von 40 min.30% within 40 min.
Für die semipreparativen HPLC-Läufe wird folgender Lösemittelgradient aus EluentThe following solvent gradient is made from eluent for the semi-preparative HPLC runs
A und Eluent B gewählt: Methode D: Kontinuierliche Erhöhung des Anteils von Eluent B von 10% auf 40% innerhalb von 30 min.A and eluent B selected: Method D: Continuous increase in the proportion of eluent B from 10% to 40% within 30 minutes.
Die in den Ausführungsbeispielen angegebenen UV-Daten wurden mit einem Jasco V-530 UV/Vis-Spektrophotometer gewonnen, die CD-Spektren wurden mit einem Jasco J710 Spektropolarimeter aufgenommen, die Schmelzkurven (Tm-Kurven) wurden mittels UV-Messung mit einem Perkin-Elmer Lamda 2 UVΛ/is- Spectrophotometer, ausgerüstet mit einem temperierbaren Quarzküvettenhalter und einem eingepassten, in die Messküvette einbringbaren Mikro-Thermoelement (Keithley Instruments DAS-801-AT-Bus Messkarte (Quick-Basic 4,0 driver)), bestimmt.The UV data specified in the exemplary embodiments were obtained using a Jasco V-530 UV / Vis spectrophotometer, the CD spectra were recorded using a Jasco J710 spectropolarimeter, and the melting curves (Tm curves) were measured by UV measurement using a Perkin Elmer Lamda 2 UVΛ / is spectrophotometer, equipped with a temperable quartz cuvette holder and a fitted micro-thermocouple (Keithley Instruments DAS-801-AT-Bus measurement card (Quick-Basic 4.0 driver)) that can be inserted into the measuring cuvette.
Die Messung der Tm-Kurven erfolgt bei einem Temperaturgradienten zwischen 5° und 90°C mit einer Aufheiz- oder Kühlrate von 1 °C/40s. Die Proben werden dazu in entgastem Tris-HCI Puffer (5mM; pH 7,0) gelöst und in die Quarzküvetten (10x10mm, 1x10mm, Hellma; d=10 oder d=1) gegeben. Die Auswertung der Messdaten erfolgt mit der MicroCal Origin - Software unter Verwendung einer polynomialen Regression (600 Punkte, 9. Order).The Tm curves are measured at a temperature gradient between 5 ° and 90 ° C with a heating or cooling rate of 1 ° C / 40s. For this purpose, the samples are dissolved in degassed Tris-HCl buffer (5mM; pH 7.0) and added to the quartz cuvettes (10x10mm, 1x10mm, Hellma; d = 10 or d = 1). The measurement data is evaluated with the MicroCal Origin software using polynomial regression (600 points, 9th order).
Die Massenspektren wurden mit einem Electrospray-Ionisations- Massenspektrometer (ESI-MS) (Finnigan LCQ ion trap MS (Finnigan, USA)) mit einer Mischung aus MeCN/Wasser (1 :1) enthaltend 0.1 % TFA als Lösemittel, aufgenommen. The mass spectra were recorded with an electrospray ionization mass spectrometer (ESI-MS) (Finnigan LCQ ion trap MS (Finnigan, USA)) with a mixture of MeCN / water (1: 1) containing 0.1% TFA as solvent.
Synthese der MonomerbausteineSynthesis of the monomer building blocks
(/ )-Thymin-Baustein Schema 1(/) -Thymine building block Scheme 1
44
(a) NaH, Li-Salz vom Thymin, DMF, 0°C/RT - (b) (Boc)20, TEA, D AP, CH2CI2 - (c) LiOH, THF/H20/CH30H, 0°C/RT - (d) Li02H, THF/H20/CH3OH, OT/RT(a) NaH, Li salt of thymine, DMF, 0 ° C / RT - (b) (Boc) 2 0, TEA, D AP, CH 2 CI 2 - (c) LiOH, THF / H 2 0 / CH 3 0H, 0 ° C / RT - (d) Li0 2 H, THF / H 2 0 / CH 3 OH, OT / RT
Beispiel 1example 1
1-[(1R, 5R, 8R)-3-oxo-2-azabicylo[3.3.1]nonan-8-yl]-thymin 21 - [(1R, 5R, 8R) -3-oxo-2-azabicylo [3.3.1] nonan-8-yl] thymine 2
1 ,26 g (10 mMol) Thymin werden bei 0°C in 50 ml THF vorgelegt und vorsichtig mit 4 ml (10 mMol) 2,5M Butyllithium in Hexan versetzt. Nach 10 minütigem Rühren der Lösung destilliert man im Vakuum das THF ab und nimmt den Rückstand (Mono- lithiumsalz des Thymins) in 10 ml DMF auf.1.26 g (10 mmol) of thymine are placed in 50 ml of THF at 0 ° C. and 4 ml (10 mmol) of 2.5M butyllithium in hexane are carefully added. After the solution has been stirred for 10 minutes, the THF is distilled off in vacuo and the residue (monolithium salt of thymine) is taken up in 10 ml of DMF.
In einem zweiten Kolben werden 0,4 g (10 mMol) NaH (60 %ig) vorgelegt und bei 0°C 2,65 g (10 mMol) (1 R, 5R, 8R)-8-Jod-2-azabicylclo[3.3.1]nonan-3-on 1 zugegeben. Nach etwa 30 Min. ist die H2-Entwicklung beendet und man kann die obige Lithiumsalzlösung zugeben. Anschließend wird über Nacht (ca. 16 Stdn.) bei Raumtemperatur gerührt. Das Lösungsmittel wird im Vakuum abdestilliert, derA second flask is charged with 0.4 g (10 mmol) NaH (60%) and 2.65 g (10 mmol) (1 R, 5R, 8R) -8-iodo-2-azabicylclo at 0 ° C [ 3.3.1] nonan-3-one 1 added. After about 30 minutes, the H 2 evolution is complete and the above lithium salt solution can be added. Then it is overnight (approx. 16 hours) Room temperature stirred. The solvent is distilled off in vacuo
Rückstand in Wasser gelöst und auf eine XAD-16-Säule gegeben; mit Wasser werden zunächst die anorganischen Bestandteile abgetrennt (einschließlich nicht umgesetztes Thymin) und dann mit Methanol das organische Produkt von der Säule gelöst. Durch Eindampfen der Methanolfraktionen erhält man einen Rückstand, der zur weiteren Reinigung in Methylenchlorid gerührt und dann abgesaugt wird. (1 ,33 g)Residue dissolved in water and placed on an XAD-16 column; the inorganic constituents are first separated off with water (including unreacted thymine) and then the organic product is dissolved from the column with methanol. Evaporation of the methanol fractions gives a residue which is stirred in methylene chloride for further purification and then suction filtered. (1.33 g)
Aus der Mutterlauge kann durch Chromatographie (EtOAc/CH3OH = 5:1) eine weitere Menge Produkt isoliert werden. (0,65 g)A further amount of product can be isolated from the mother liquor by chromatography (EtOAc / CH 3 OH = 5: 1). (0.65 g)
1 ,98 g (75 %)1.98 g (75%)
Schmp. >300°C (Zers.)Mp> 300 ° C (decomp.)
RF = 0,55 (Aceton: CH2CI2: CH3OH:EtOAc:H2O:AcOH = 9:6:2:2:2:1)R F = 0.55 (acetone: CH 2 CI 2 : CH 3 OH: EtOAc: H 2 O: AcOH = 9: 6: 2: 2: 2: 1)
HPLC: >98 % [Cyclobond I, CH3CN/(H2O+0,01 N TBAS) = 80:20]HPLC:> 98% [Cyclobond I, CH 3 CN / (H 2 O + 0.01 N TBAS) = 80:20]
[α]D 22 = +55,5° (c = 0,5; CH3OH)[α] D 22 = + 55.5 ° (c = 0.5; CH 3 OH)
1H-NMR (400 mHz, d6-DMSO) 1 ,52-1 ,65 (m, 3H); 1 ,80-1.88 (m, 4H); 1 ,96-2,12 (m, 1 H NMR (400 MHz, d 6 -DMSO) 1.52-1.65 (m, 3H); 1.80-1.88 (m, 4H); 1.96-2.12 (m,
3H); 2,16-2,23 (m, 1H); 2,40-2,48 (m, 1 H); 3,61 u. 4,17 (2m, 2H, CH-[NH] u. CH-N);3H); 2.16-2.23 (m, 1H); 2.40-2.48 (m, 1H); 3.61 u. 4.17 (2m, 2H, CH- [NH] and CH-N);
7,52 (d, 1 H, =CH); 7,94 (d, 1 H, NH-CO); 11 ,27 (s, 1 H, CO-NH-CO)7.52 (d, 1H, = CH); 7.94 (d, 1H, NH-CO); 11, 27 (s, 1H, CO-NH-CO)
Beispiel 2Example 2
1-[(1R, 5R, 8R)-3-oxo-2-azabicylo[3.3.1]nonan-8-yl]-thymin 21 - [(1R, 5R, 8R) -3-oxo-2-azabicylo [3.3.1] nonan-8-yl] thymine 2
1 ,26 g (10 mMol) Thymin, 2,65 g (10 mMol) (1 R, 5R, 8R)-8-Jod-2- azabicylclo[3.3.1]nonan-3-on 1 und 3,5 g (25 mMol) K2CO3 in 50 ml DMSO werden bei Raumtemperatur 48 Stdn. gerührt. Zur Aufarbeitung wird zunächst das DMSO im Vakuum abdestilliert und der Rückstand mit Tetrachlorkohlenstoff ausgekocht. Der verbleibende Rückstand wird in Wasser gelöst und auf eine XAD-16-Säule gegeben; mit Wasser werden zunächst die anorganischen Bestandteile abgetrennt (einschließlich nicht umgesetztes Thymin) und dann mit Methanol das organische Produkt von der Säule gelöst. Durch Eindampfen der Methanolfraktionen erhält man einen Rückstand, der zur weiteren Reinigung Chromatographien wird. (SiO2:1.26 g (10 mmol) of thymine, 2.65 g (10 mmol) (1 R, 5R, 8R) -8-iodo-2-azabicylclo [3.3.1] nonan-3-one 1 and 3.5 g (25 mmol) K 2 CO 3 in 50 ml DMSO are stirred at room temperature for 48 hours. For working up, the DMSO is first distilled off in vacuo and the residue is boiled out with carbon tetrachloride. The remaining residue is dissolved in water and placed on an XAD-16 column; the inorganic constituents are first separated off with water (including unreacted thymine) and then the organic constituents are removed with methanol Product detached from the column. Evaporation of the methanol fractions gives a residue which is chromatographed for further purification. (SiO 2 :
EtOAc/EtOH = 5:1)EtOAc / EtOH = 5: 1)
1 ,0 g (38 %)1.0 g (38%)
Physikalische Daten siehe Beispiel 1For physical data, see example 1
Beispiel 3Example 3
3-tert.Butoxycarbonyl-1-[(1 R, 5R, 8R)-3-oxo-2 tert.butoxycarbonyl-2- azabicylo[3.3.1]-nonan-8-yl]-thymin 33-tert.butoxycarbonyl-1 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2 tert.butoxycarbonyl-2-azabicylo [3.3.1] -nonan-8-yl] -thymine 3
33
2,1 g (8 mMol) 1-[(1 R, 5R, 8R)-3-oxo-2-azabicylo[3.3.1]nonan-8-yl]-thymin 2, 1 ,38 ml2.1 g (8 mmol) 1 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2-azabicylo [3.3.1] nonan-8-yl] -thymine 2, 1, 38 ml
(10 mMol) Triethylamin, 4,36 g (20 mMol) Pyrokohlensäure-di-tert.butylester und 50 mg DMAP werden in 50 ml Methylenchlorid ca. 4 Stdn. unter Rückfluß gekocht und über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen. (DC-Kontrolle: EtOAc) Wenn die(10 mmol) triethylamine, 4.36 g (20 mmol) di-tert-butyl pyrocarbonate and 50 mg DMAP are refluxed for approx. 4 hours in 50 ml methylene chloride and left to stand overnight at room temperature. (DC control: EtOAc) If the
Reaktion beendet ist, werden 50 ml Wasser zugegeben und ca. 10 Min. kräftig gerührt. Dann trennt man die organische Phase ab, extrahiert die wäßrige Phase mit50 ml of water are added and the mixture is stirred vigorously for about 10 minutes. The organic phase is then separated off, and the aqueous phase is extracted with
Methylenchlorid, trocknet die vereinigten organischen Phasen und dampft dasMethylene chloride, dries the combined organic phases and evaporates it
Lösungsmittel ab. Der Rückstand wird säulenchromatographisch gereinigt. (SiO2,Solvent. The residue is purified by column chromatography. (SiO 2 ,
EtOAc)EtOAc)
2,85 g (77 %)2.85 g (77%)
Schmp. 116°CMp 116 ° C
RF = 0.41 (EtOAc)R F = 0.41 (EtOAc)
HPLC:>98 % [LiChrospher RP 18, CH3CN/(H2O+0,01 N TBAS) = 75:25]HPLC:> 98% [LiChrospher RP 18, CH 3 CN / (H 2 O + 0.01 N TBAS) = 75:25]
[α]D 22 = +5,75° (c = 0,38; CH3OH)[α] D 22 = + 5.75 ° (c = 0.38; CH 3 OH)
1H-NMR (400 mHz, d6-DMSO) 1 ,34 u. 1 ,43 (2s, 18 H, 2 tert.Bu); 1 ,34-1 ,36 (m, 1 H-NMR (400 mHz, d 6 -DMSO) 1, 34 u. 1, 43 (2s, 18 H, 2 tert Bu); 1, 34-1, 36 (m,
1 H);1 ,67-1 ,83 (m, 6H); 1 ,90-2,08 (m, 2H); 2,13-2,26 (m, 2H); 2,57-2,69 (m, 1 H); 4,22 u. 4,30 (2m, 2H, CH-[NH] u. CH-N); 7,56 (d, 1 H, =CH); Beispiel 41H); 1.67-1.83 (m, 6H); 1.90-2.08 (m, 2H); 2.13-2.26 (m, 2H); 2.57-2.69 (m, 1H); 4.22 u. 4.30 (2m, 2H, CH- [NH] and CH-N); 7.56 (d, 1H, = CH); Example 4
3-tert.Butoxycarbonyl-1 -[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.butoxycarbonylamino-4- carboxymethyl-cyclohex-1 -y l]-thymin 43-tert.butoxycarbonyl-1 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-y l] -thymine 4
O.HOH
4 4
1 ,5 g (36 mMol) Lithiumhydroxid-monohydrat werden in 25 ml Wasser gelöst und bei 0°C mit 3,1 ml (36 mMol) H2O2 (35 %) versetzt. Dann werden 5,6 g (12 mMol) 3- tert.Butoxycarbonyl-1-[(1 R, 5R, 8R)-3-oxo-2 teil. butoxycarbonyl-2-azabicylo[3.3.1]- nonan-8-yl]-thymin 3 gelöst in 165 ml THF bei 0°C zugetropft; anschließend gibt man 50 ml Methanol hinzu und rührt ca. 18 Stdn. bei Raumtemperatur. Wenn noch Peroxide in der Lösung vorhanden sind, dann werden sie mit etwas Na2SO3-Lösung zerstört; anschließend destilliert man unter Vakuum THF/CH3OH ab, versetzt die zurückbleibende wäßrige Phase mit Wasser und Methylenchlorid und stellt die Mischung mit verd. HCI auf pH3, trennt die organische Phase ab und extrahiert die wäßrige Phase mit Methylenchlorid. Nach dem Trocknen und Abdestillieren des Lösungsmittels erhält man einen Rückstand, der durch Chromatographie gereinigt wird. (SiO2: EtOAc) 4,2 g (73 %)1.5 g (36 mmol) of lithium hydroxide monohydrate are dissolved in 25 ml of water and 3.1 ml (36 mmol) of H 2 O 2 (35%) are added at 0.degree. Then 5.6 g (12 mmol) of 3-tert-butoxycarbonyl-1 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2 part. butoxycarbonyl-2-azabicylo [3.3.1] - nonan-8-yl] -thymine 3 dissolved in 165 ml THF added dropwise at 0 ° C; 50 ml of methanol are then added and the mixture is stirred for about 18 hours at room temperature. If peroxides are still present in the solution, they are destroyed with a little Na 2 SO 3 solution; THF / CH 3 OH is then distilled off in vacuo, water and methylene chloride are added to the remaining aqueous phase, and the mixture is adjusted to pH 3 with dilute HCl, the organic phase is separated off and the aqueous phase is extracted with methylene chloride. After drying and distilling off the solvent, a residue is obtained which is purified by chromatography. (SiO 2 : EtOAc) 4.2 g (73%)
RF = 0.71 (EtOAc/CH3OH = 5:1))RF = 0.71 (EtOAc / CH 3 OH = 5: 1))
HPLC: 96 % [Cyclobond I, CH3CN/(H2O+0,01 N TBAS) = 92,5:7,5] [ ]D 22 = +24,8° (c = 0,56; CH3OH)HPLC: 96% [Cyclobond I, CH 3 CN / (H 2 O + 0.01 N TBAS) = 92.5: 7.5] [] D 22 = + 24.8 ° (c = 0.56; CH 3 OH)
1H-NMR (400 mHz, CDCI3) 1 ,05-1 ,25 (m, 2H); 1 ,32 u. 1 ,59 (2s, 18 H, 2 tert.Bu); 1 ,57-1 ,68 (m, 1H);1 ,80-2,08 (m, 3H); 1 ,91 (s, 3H, CH3) 2,10-2,23 (m, 1H); 2,22-2,37 (m, 2H); 3,86 u. 4,33 (2m, 2H, CH-[NH] u. CH-N); 4,73 (d, 1 H, HN-CO); 7,15 (s, 1 H, =CH); ca.10.0 (br.s, 1H, CO2H) Beispiel 5 1 H NMR (400 MHz, CDCI 3 ) 1.05-1.25 (m, 2H); 1, 32 u. 1.59 (2s, 18H, 2 tert.Bu); 1.57-1.68 (m, 1H); 1.80-2.08 (m, 3H); 1, 91 (s, 3H, CH 3) 2.10-2.23 (m, 1H); 2.22-2.37 (m, 2H); 3.86 u. 4.33 (2m, 2H, CH- [NH] and CH-N); 4.73 (d, 1H, HN-CO); 7.15 (s, 1H, = CH); approx.10.0 (br.s, 1H, CO 2 H) Example 5
1 -[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.Butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1 -yl]- thymin 51 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethylcyclohex-1-yl] thymine 5
9,3 g (20 mMol) 3-tert.Butoxycarbonyl-1-[(1 R, 5R, 8R)-3-oxo-2 tert.butoxycarbonyl-2- azabicylo[3.3.1]-nonan-8-yl]-thymin 3 werden in 450 ml THF vorgelegt und bei -10°C innerhalb 30 Min. eine Lösung von 4,2 g (100 mMol) Lithium-hyroxyd-monohydrat in9.3 g (20 mmol) 3-tert-butoxycarbonyl-1 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2 tert.butoxycarbonyl-2-azabicylo [3.3.1] -nonan-8-yl] -thymine 3 are placed in 450 ml of THF and a solution of 4.2 g (100 mmol) of lithium hydroxide monohydrate in at 30 ° C. within 30 minutes
100 ml Wasser zugetropft. Anschließend werden 70 ml Methanol zugesetzt und so lange bei100 ml of water added dropwise. Then 70 ml of methanol are added and so long
-10°C gerührt bis kein Ausgangsprodukt mehr vorhanden ist. (ca. 5 Stdn.; DC--10 ° C stirred until there is no more starting product. (approx. 5 hours; DC
Kontrolle: EtOAc) Anschließend wird 12 Stdn. bei Raumtemperatur und 15-20 Stdn. bei 45-55°C gerührt. (DC-Kontrolle: CH2CI2/CH3OH = 5:1) Das LösungsmittelControl: EtOAc) The mixture is then stirred for 12 hours at room temperature and for 15-20 hours at 45-55 ° C. (TLC control: CH 2 CI 2 / CH3OH = 5: 1) The solvent
THF/CH3OH wird unter Vakuum abdestilliert, der wäßrige Rückstand mit verdünnterTHF / CH 3 OH is distilled off under vacuum, the aqueous residue with dilute
HCL auf PH3 gestellt und mit Methylenchlorid extrahiert. Die organische Phase wird getrocknet, eingedampft und der Rückstand chromatographisch gereinigt. (SiO2:HCL set to PH3 and extracted with methylene chloride. The organic phase is dried, evaporated and the residue is purified by chromatography. (SiO2:
CH2CI2/CH3OH = 5:1)CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 5: 1)
3,5 g (46 %)3.5 g (46%)
Schmp. 245°C(Zers.)Mp 245 ° C (dec.)
RF = 0,36 (CH2CI2/CH3OH = 5:1 )R F = 0.36 (CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 5: 1)
HPLC: 98,7 % [LiChrospher RP 18, CH3CN, (H2O+0,01 N TBAS) als Gradient (vonHPLC: 98.7% [LiChrospher RP 18, CH 3 CN, (H 2 O + 0.01 N TBAS) as gradient (from
90 % auf 60 % in 30 Min.), Flow 1 ml/Min.]90% to 60% in 30 min.), Flow 1 ml / min.]
[α]D 22 = +22,6° (c = 0,57; CH3OH)[α] D 22 = + 22.6 ° (c = 0.57; CH 3 OH)
1H-NMR (400 mHz, d6-DMSO) 1 ,3-1 ,32 (m, 2H); 1 ,26 (s, 9H, tert.Bu); 1 ,63-1 ,94 (m, 1 H NMR (400 MHz, d 6 -DMSO) 1, 3-1, 32 (m, 2H); 1, 26 (s, 9H, tert.Bu); 1, 63-1, 94 (m,
5H); 1 ,73 (s, 3H, CH3); 2,06-2,21 (m, 2H); 3,75 (m, 1 H, CH-[NH]); 4,18 (m, 1 H, CH-5H); 1, 73 (s, 3H, CH 3); 2.06-2.21 (m, 2H); 3.75 (m, 1H, CH- [NH]); 4.18 (m, 1H, CH-
N); 6,74 (d, 1 H, NH-boc); 7,55 (s, 1 H, -CH=); 11 ,06 (s, 1 H, CO-NH-CO); 12,05 (s,N); 6.74 (d, 1H, NH-boc); 7.55 (s, 1H, -CH =); 11.06 (s, 1H, CO-NH-CO); 12.05 (s,
1 H, (/?)-Adenin-Baustein Schema 21 H, (/?) - Adenine building block Scheme 2
6 136 13
(a NaH, Adenin, DMF, 0°C/RT - (b) (Boc)20, TEA, DMAP, CH2CI2 - (c) LiOH, THF/H20/CH3OH, -10°C/RT - (d) NaH, N -Dimethylaminomethylen-adenin, DMF, 0°C/RT - (e) NaH, N6-Benzoyl-adenιn, DMF, 0 /RT - (f) LiOH, CH3OH/H20, -15°C dann RT (a NaH, adenine, DMF, 0 ° C / RT - (b) (Boc) 2 0, TEA, DMAP, CH 2 CI 2 - (c) LiOH, THF / H 2 0 / CH 3 OH, -10 ° C / RT - (d) NaH, N -dimethylaminomethylene-adenine, DMF, 0 ° C / RT - (e) NaH, N 6 -benzoyl-adenine, DMF, 0 / RT - (f) LiOH, CH 3 OH / H 2 0, -15 ° C then RT
Beispiel 6Example 6
N6-Benzoyl-9-[(1 R, 5R, 8R)-3-oxo-2-azabicylo[3.3.1]nonan-8-yl]-adenin 6N 6 -Benzoyl-9 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2-azabicylo [3.3.1] nonan-8-yl] -adenine 6
In 50 ml DMF werden 0,4 g (10 mMol) NaH (60 %ig) bei 0°C vorgelegt und 2,65 g0.4 g (10 mmol) of NaH (60%) are placed in 50 ml of DMF at 0 ° C. and 2.65 g
(10 mMol) (1 R, 5R, 8R)-8-Jod-2-azabicylclo[3.3.1]nonan-3-on 1 zugegeben. Nach etwa 30 Min. ist die H2-Entwicklung beendet und 2,4 g (10 mMol) N6-Benzoyl-adenin können zugefügt werden. Anschließend entfernt man die Kühlung und rührt die(10 mmol) (1 R, 5R, 8R) -8-iodo-2-azabicylclo [3.3.1] nonan-3-one 1 was added. After about 30 minutes, the evolution of H 2 has ended and 2.4 g (10 mmol) of N 6 -benzoyl-adenine can be added. Then remove the cooling and stir
Mischung bei Raumtemperatur über Nacht (ca. 15 Stdn.). Unter Vakuum wird dann das DMF abdestilliert, der Rückstand in ca. 100 ml Wasser aufgenommen und dasMix at room temperature overnight (approx. 15 hours). The DMF is then distilled off under vacuum, the residue is taken up in about 100 ml of water and the
Reaktionsprodukt mehrmals mit Methylenchlorid extrahiert. Die organische Phase wird mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der feste Rückstand wird in Isopropanol aufgenommen und zurückbleibendes festesReaction product extracted several times with methylene chloride. The organic phase is washed with saturated sodium chloride solution, dried and evaporated. The solid residue is taken up in isopropanol and residual solid
Produkt abgesaugt. [0,4 g (17 %) N6-Benzoyl-adenin] Das Filtrat wird eingedampft und chromatographiert. (SiO2: Zunächst EtOAc/CH3OH = 5:1 dann CH2CI2/CH3OH =Aspirated product. [0.4 g (17%) N 6 -benzoyl-adenine] The filtrate is evaporated and chromatographed. (SiO 2 : First EtOAc / CH 3 OH = 5: 1 then CH 2 CI 2 / CH 3 OH =
5: 1 )5: 1)
2,85 g (75,8 %)2.85 g (75.8%)
Schmp. >300°CMp> 300 ° C
RF = 0,57 (CH2CI2/CH3OH = 5:1 )R F = 0.57 (CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 5: 1)
[ ]D 22 = -35,1° (c = 1 ,1 ; CH3OH)[] D 22 = -35.1 ° (c = 1, 1; CH 3 OH)
HPLC: 94 % [Cyclobond I, CH3CN/(H2O+0,01 N TBAS) = 90:10]HPLC: 94% [Cyclobond I, CH 3 CN / (H 2 O + 0.01 N TBAS) = 90:10]
1H-NMR (400 mHz, d6-DMSO) 1 ,52-1 ,74 (m, 3H); 2,05-2,34 (m, 5H); 2,48-2,56 (m, 1 H NMR (400 MHz, d 6 -DMSO) 1.52-1.74 (m, 3H); 2.05-2.34 (m, 5H); 2.48-2.56 (m,
1 H); 4,25 u. 4,62 (2m, 2H, CH-[NH] u. CH-N); 7,52-8,07 (m, 5H, Ph); 8,11 (d, 1 H,1 H); 4.25 u. 4.62 (2m, 2H, CH- [NH] and CH-N); 7.52-8.07 (m, 5H, Ph); 8.11 (d, 1H,
HN-[CH]); 8,68 u. 8,75 (2s, 2H, 2-CH=); 11 ,15 (s, 1 H, NH-CO) Beispiel 7HN [CH]); 8.68 u. 8.75 (2s, 2H, 2-CH =); 11, 15 (s, 1 H, NH-CO) Example 7
N6-(Dimethylaminomethylen)-9-[(1 R, 5R, 8R)-3-oxo-2-azabicylo[3.3.1]nonan-8- yl]-adenin 8N 6 - (Dimethylaminomethylene) -9 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2-azabicylo [3.3.1] nonan-8-yl] -adenine 8
In 100 ml DMF werden 0,8 g (20 mMol) NaH (60 %ig) bei 0°C vorgelegt und 5,3 g0.8 g (20 mmol) of NaH (60%) are placed in 100 ml of DMF at 0 ° C. and 5.3 g
(10 mMol) (1 R, 5R, 8R)-8-Jod-2-azabicylclo[3.3.1]nonan-3-on 1 zugegeben. Nach etwa 30 Min. ist die H2-Entwicklung beendet und 3,8 g (20 mMol) N6-(10 mmol) (1 R, 5R, 8R) -8-iodo-2-azabicylclo [3.3.1] nonan-3-one 1 was added. After about 30 minutes, the H 2 evolution is complete and 3.8 g (20 mmol) of N 6 -
(Dimethylaminomethylen)-adenin können zugefügt werden. Anschließend entfernt man die Kühlung und rührt die Mischung bei Raumtemperatur ca. 48 Stdn.. Unter(Dimethylaminomethylene) adenine can be added. Then the cooling is removed and the mixture is stirred at room temperature for about 48 hours
Vakuum wird dann das DMF abdestilliert, der Rückstand in Wasser aufgenommen und zur Entfernung anorganischer Bestandteile auf ein XAD 16-Säule gegeben; nach dem Waschen mit Wasser wird mit Methanol das Produkt von der Säule gelöst.The DMF is then distilled off in vacuo, the residue is taken up in water and applied to an XAD 16 column to remove inorganic constituents; after washing with water, the product is detached from the column with methanol.
Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels wird der Rückstand chromatographisch gereinigt. (SiO2: CH2CI2/CH3OH = 5:1)After the solvent has been evaporated off, the residue is purified by chromatography. (SiO 2 : CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 5: 1)
5 g (76,5 %)5 g (76.5%)
RF = 0,24 (CH2CI2/CH3OH = 10:1)R F = 0.24 (CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 10: 1)
[ ]D 22 = -81° (c = 0,4; CH3OH)[] D 22 = -81 ° (c = 0.4; CH 3 OH)
HPLC: >98 % [Cyclobond I, CH3CN/(H2O+0,01 N TBAS) = 80:20]HPLC:> 98% [Cyclobond I, CH 3 CN / (H 2 O + 0.01 N TBAS) = 80:20]
1H-NMR (400 mHz, d6-DMSO) 1 ,45-1 ,74 (m, 3H); 2,02-2,29 (m, 5H); 2,46-2,55 (m, 1 H NMR (400 MHz, d 6 -DMSO) 1, 45-1, 74 (m, 3H); 2.02-2.29 (m, 5H); 2.46-2.55 (m,
1 H); 3,12 u. 3,18 (2s, 6H, 2 CH3); 4,22 u. 4,51 (2m, 2H, CH-[NH] u. CH-N); 8,05 (d,1 H); 3.12 u. 3.18 (2s, 6H, 2 CH 3); 4.22 u. 4.51 (2m, 2H, CH- [NH] and CH-N); 8.05 (d,
1 H, HN-[CH]); 8,42 u. 8,44 (2s, 2H, 2-CH=); 8,92 (s, 1 H, N=CH-N) Beispiel 81 H, HN- [CH]); 8.42 u. 8.44 (2s, 2H, 2-CH =); 8.92 (s, 1H, N = CH-N) Example 8
9-[(1R, 5R, 8R)-3-Oxo-2-azabicylo[3.3.1]nonan-8-yl]-adenin 79 - [(1R, 5R, 8R) -3-oxo-2-azabicylo [3.3.1] nonan-8-yl] adenine 7
In 50 ml DMF werden 0,8 g (20 mMol) NaH (60 %ig) bei 0°C vorgelegt und 5,3 g (20 mMol) (1 R, 5R, 8R)-8-Jod-2-azabicylclo[3.3.1]nonan-3-on 1 zugegeben. Nach etwa0.8 g (20 mmol) of NaH (60%) are placed in 50 ml of DMF at 0 ° C. and 5.3 g (20 mmol) (1 R, 5R, 8R) -8-iodo-2-azabicylclo [ 3.3.1] nonan-3-one 1 added. After about
30 Min. ist die H2-Entwicklung beendet und 2,3 g (20 mMol) Adenin können zugefügt werden. Anschließend entfernt man die Kühlung und rührt die die Mischung beiThe H 2 evolution is complete for 30 minutes and 2.3 g (20 mmol) of adenine can be added. The cooling is then removed and the mixture is stirred in
Raumtemperatur über Nacht (ca. 15 Stdn.). Unter Vakuum wird dann das DMF abdestilliert, der Rückstand in ca. 100 ml Wasser gelöst und zur Entfernung vonRoom temperature overnight (approx. 15 hours). The DMF is then distilled off under vacuum, the residue is dissolved in about 100 ml of water and removed to remove
Nebenprodukten mehrmals mit Ethylacetat extrahiert; die wäßrige Phase wird mit etwa 5 g NaHCO3 aufgekocht und erkaltet auf eine XAD 16-Säule gegeben; mitBy-products extracted several times with ethyl acetate; the aqueous phase is boiled with about 5 g of NaHCO 3 and cooled and placed on an XAD 16 column; With
Wasser wäscht man zunächst die anorganischen Salze von der Säule und anschließend mit Methanol das Reaktionsprodukt. Nach dem Eindampfen derWater washes the inorganic salts from the column first and then the reaction product with methanol. After evaporating the
Methanolphasen wird der Rückstand einmal in Ethylacetat aufgekocht, abgekühlt und abgesaugt.Methanol phases, the residue is boiled up once in ethyl acetate, cooled and suction filtered.
4,4 g (80 %)4.4 g (80%)
Schmp. >300°CMp> 300 ° C
RF = 0,6 (CH2CI2/CH3OH = 5:1)R F = 0.6 (CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 5: 1)
[α]D 22 = -43° (c = 0,4; CH3OH)[α] D 22 = -43 ° (c = 0.4; CH 3 OH)
HPLC: 98 % [Cyclobond I, CH3CN/(H2O+0,01 N TBAS) = 70:30]HPLC: 98% [Cyclobond I, CH 3 CN / (H 2 O + 0.01 N TBAS) = 70:30]
1H-NMR (400 mHz, d6-DMSO) 1 ,47-1 ,73 (m, 3H); 2,04-2,28 (m, 5H); 2,47-2,56 (m, 1 H NMR (400 MHz, d 6 -DMSO) 1, 47-1, 73 (m, 3H); 2.04-2.28 (m, 5H); 2.47-2.56 (m,
1 H); 4,22 u. 4,48 (2m, 2H, CH-[NH] u. CH-N); 7,30 (s, 2H, NH2); 8,13 (d, 1 H, HN-1 H); 4.22 u. 4.48 (2m, 2H, CH- [NH] and CH-N); 7.30 (s, 2H, NH 2); 8.13 (d, 1H, HN-
CO); 8,16 u. 8,37 (2s, 2H, 2-CH=) Beispiel 9CO); 8.16 u. 8.37 (2s, 2H, 2-CH =) Example 9
9-[(1R, 5R, 8R)-3-Oxo-2-azabicylo[3.3.1]nonan-8-yl]-adenin 79 - [(1R, 5R, 8R) -3-oxo-2-azabicylo [3.3.1] nonan-8-yl] adenine 7
1 ,35 g (10 mMol) Adenin, 2,65 g (10 mMol) (1 R, 5R, 8R)-8-Jod-2- azabicylclo[3.3.1]nonan-3-on 1 und 2,1 g (15 mMol) Kaliumcarbonat werden in 50 ml Dimethylsulfoxid 2 Tage bei Raumtemperatur gerührt. Das Dimethylsulfoxid wird dann unter gutem Vakuum bei mäßiger Temperatur weitgehend abdestillert, der Rückstand in Wasser aufgenommen und auf eine XAD 16-Säule gegeben. Mit Wasser können die anorganischen Bestandteile zusammen mit nicht umgesetztem Adenin herausgewaschen werden; anschließend wird das vorgereinigte Reaktionsprodukt mit Methanol von der Säule gewaschen. Der Rückstand aus der Methanolphase wird chromatographisch gereinigt. (SiO2: CH2CI2/CH3OH = 5:1) 2,0 g (73 %) Physikalische Daten siehe Beispiel 8 1.35 g (10 mmol) adenine, 2.65 g (10 mmol) (1 R, 5R, 8R) -8-iodo-2-azabicylclo [3.3.1] nonan-3-one 1 and 2.1 g (15 mmol) of potassium carbonate are stirred in 50 ml of dimethyl sulfoxide for 2 days at room temperature. The dimethyl sulfoxide is then largely distilled off under good vacuum at moderate temperature, the residue is taken up in water and added to an XAD 16 column. The inorganic constituents can be washed out with water together with unreacted adenine; the pre-purified reaction product is then washed off the column with methanol. The residue from the methanol phase is purified by chromatography. (SiO2: CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 5: 1) 2.0 g (73%) Physical data see example 8
Beispiel 10Example 10
N6-Benzoyl-N6-tert.butoxycarbonyl-9-[(1 R, 5R, 8R)-3-oxo-2-tert.butoxycarbonyl-N 6 -Benzoyl-N 6 -tert.butoxycarbonyl-9 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2-tert.butoxycarbonyl-
2-azabicylo[3.3.1]nonan-8-yl]-adenin 132-azabicylo [3.3.1] nonan-8-yl] adenine 13
1313
1 ,88 g (5 mMol) N6-Benzoyl-9-[(1 R, 5R, 8R)-3-oxo-2-azabicylo[3.3.1]nonan-8-yl]- adenin 6, 3,27 g (15 mMol) Pyrokohlensäure-di-tert.butylester und 100 mg DMAP in 50 ml Acetonitril werden 24 Stdn. bei Raumtemperatur gerührt. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels wird der Rückstand chromatographiert. (SiO2: EtOAc)1.88 g (5 mmol) N 6 -benzoyl-9 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2-azabicylo [3.3.1] nonan-8-yl] - adenine 6, 3.27 g (15 mmol) of di-tert-butyl pyrocarbonate and 100 mg of DMAP in 50 ml of acetonitrile are stirred for 24 hours at room temperature. After the solvent has been evaporated off, the residue is chromatographed. (SiO2: EtOAc)
2.14 g (74,2 %)2.14 g (74.2%)
RF = 0,77 (EtOAc/CH3OH = 5:1)R F = 0.77 (EtOAc / CH 3 OH = 5: 1)
1H-NMR (400 mHz, d6-DMSO) 1 ,25 u. 1 ,52 (2s, 18H, 2tert.Bu); 1 ,61-1 ,92 (m, 3H); 1 H-NMR (400 mHz, d 6 -DMSO) 1, 25 u. 1.52 (2s, 18H, 2tert.Bu); 1.61-1.92 (m, 3H);
2,02-2,15 (m, 2H); 2,20-2,28 (m, 1 H); 2,31-2,45 (m, 2H); 2,76-2,88 (m, 1 H); 4,89 u.2.02-2.15 (m, 2H); 2.20-2.28 (m, 1H); 2.31-2.45 (m, 2H); 2.76-2.88 (m, 1H); 4.89 u.
5.15 (2m, 2H, CH-[NH] u. CH-N); 7,52-7,81 (m, 5H, Ph); 8,87 u. 8,88 (2s, 2H, 2- CH=) 5.15 (2m, 2H, CH- [NH] and CH-N); 7.52-7.81 (m, 5H, Ph); 8.87 u. 8.88 (2s, 2H, 2- CH =)
Beispiel 11Example 11
N6-Di-(tert.butoxycarbonyl)-9-[(1 R, 5R, 8R)-3-oxo-2-tert.butoxycarbonyl-2- azabicylo[3.3.1]nonan-8-yl]-adenin 11N 6 -Di- (tert.butoxycarbonyl) -9 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2-tert.butoxycarbonyl-2-azabicylo [3.3.1] nonan-8-yl] -adenine 11
1111
10 g (36,7 mMol) 9-[(1 R, 5R, 8R)-3-Oxo-2-azabicylo[3.3.1]nonan-8-yl]-adenin 7 in10 g (36.7 mmol) 9 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2-azabicylo [3.3.1] nonan-8-yl] -adenine 7 in
350 ml Methylenchlorid werden mit 5,08 ml (36,7 mMol) TEA, 32 g (147 mMol)350 ml of methylene chloride are mixed with 5.08 ml (36.7 mmol) of TEA, 32 g (147 mmol)
Pyrokohlensäure-di-tert.butylester und 200 mg DMAP bei Raumtemperatur vereinigt und dann ca. 4 Stdn. unter Rückfluß gerührt. (DC-Kontrolle: CH2CI2/CH3OH = 5:1)Pyrocarbonate di-tert-butyl ester and 200 mg DMAP combined at room temperature and then stirred under reflux for about 4 hours. (TLC control: CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 5: 1)
Nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels wird der Rückstand durchAfter the solvent has been distilled off, the residue is passed through
Säulenchromatographie gereinigt. (SiO2: EtOAc)Column chromatography cleaned. (SiO 2 : EtOAc)
16,3 g (77,5 %)16.3 g (77.5%)
RF = 0,58 (EtOAc)R F = 0.58 (EtOAc)
[α]D 22 = .49,5° (c = 1 ,1 ; CH3OH)[ α ] D 22 = .49.5 ° (c = 1, 1; CH 3 OH)
HPLC: 98 % [Cyclobond I, CH3CN]HPLC: 98% [Cyclobond I, CH 3 CN]
1 H-NMR (400 mHz, CDCI3) 1 ,48 u. 1 ,61 (2s, 27H, 3tert.Bu); 1 ,76-1 ,95 (m, 3H); 2,15- 1 H-NMR (400 mHz, CDCI 3 ) 1, 48 u. 1.61 (2s, 27H, 3tert.Bu); 1.76-1.95 (m, 3H); 2,15-
2,45 (m, 4H); 2,50-2,57 (m, 1 H); 2,80-2,90 (m, 1 H); 4,93 u. 5,25 (2m, 2H, CH-[NH] u.2.45 (m, 4H); 2.50-2.57 (m, 1H); 2.80-2.90 (m, 1H); 4.93 u. 5.25 (2m, 2H, CH- [NH] u.
CH-N); 8,32 u. 8,87 (2s, 2H, 2-CH=) Beispiel 12CH-N); 8.32 u. 8.87 (2s, 2H, 2-CH =) Example 12
N6-(Dlmethylaminomethylen)-9-[(1 R, 5R, 8R)-3-oxo-2-tert.butoxycarbonyl-2- azabicylo [3.3.1]nonan-8-yl]-adenin 9N 6 - (Dimethylaminomethylene) -9 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2-tert.butoxycarbonyl-2-azabicylo [3.3.1] nonan-8-yl] -adenine 9
5 g (13,4 mMol) N6-(Dimethylaminomethylen)-9-[(1 R, 5R, 8R)-3-oxo-2- azabicylo[3.3.1] nonan-8-yl]-adenin 8 werden in 250 ml Methylenchlorid mit 1 ,86 ml5 g (13.4 mmol) of N 6 - (dimethylaminomethylene) -9 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2-azabicylo [3.3.1] nonan-8-yl] -adenine 8 are added in 250 ml methylene chloride with 1.86 ml
TEA, 5,85 g (26,8 mMol) Pyrokohlensäure-di-tert.butylester und 20 mg DMAP ca. 60TEA, 5.85 g (26.8 mmol) di-tert-butyl pyrocarbonate and 20 mg DMAP approx. 60
Stdn. bei Raumtemperatur gerührt. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels wird der Rückstand chromatographiert. (SiO2: EtOAc/CH3OH = 5:1)Stirred at room temperature. After the solvent has been evaporated off, the residue is chromatographed. (SiO 2 : EtOAc / CH 3 OH = 5: 1)
5 g ( 87,5 %)5 g (87.5%)
RF = 0,23 (EtOAc/CH3OH = 5:1))R F = 0.23 (EtOAc / CH 3 OH = 5: 1))
1 H-NMR (400 mHz, CDCI3) 1 ,6 (s, 9H, tert.Bu); 1 ,75-2,56 (m, 8H); 2,78-2,89 (m, 1 H); 1 H NMR (400 MHz, CDCI 3 ) 1, 6 (s, 9H, tert.Bu); 1.75-2.56 (m, 8H); 2.78-2.89 (m, 1H);
3,22 u. 3,27 (2s, 6H, 2CH3); 4,87 u. 5,30 (2m, 2H, CH-[NH] u. CH-N); 8,12 u. 8,543.22 u. 3.27 (2s, 6H, 2CH 3); 4.87 u. 5.30 (2m, 2H, CH- [NH] and CH-N); 8.12 u. 8.54
(2s, 2H, 2-CH=); 8,95 (s, 1 H, N=CH-N) (2s, 2H, 2-CH =); 8.95 (s, 1H, N = CH-N)
Beispiel 13Example 13
N6-tert.Butoxycarbonyl-9-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.butoxycarbonylamino-4- carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-adenin 12N 6 -tert.Butoxycarbonyl-9 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] -adenine 12
1212
2,14 g (3,7 mMol) N6-Benzoyl-N6-tert.butoxycarbonyl-9-[(1 R, 5R, 8R)-3-oxo-2- tert.butoxycarbonyl-2-azabicylo[3.3.1]nonan-8-yl]-adenin 13 werden in 80 ml THF vorgelegt. Bei 0°C werden innerhalb 30 Min. 0.9 g (21 ,5 mMol) LiOH-Monohydrat gelöst in 20 ml Wasser zugetropft. Dann gibt man 13 ml Methanol zu und rührt ca.2.14 g (3.7 mmol) N 6 -benzoyl-N 6 -tert.butoxycarbonyl-9 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2-tert.butoxycarbonyl-2-azabicylo [3.3. 1] nonan-8-yl] -adenine 13 are placed in 80 ml THF. 0.9 g (21.5 mmol) of LiOH monohydrate dissolved in 20 ml of water are added dropwise at 0 ° C. within 30 minutes. Then add 13 ml of methanol and stir approx.
16 Stdn. bei Raumtemperatur. Nach dem Abdestillieren der organischen16 hours at room temperature. After distilling off the organic
Lösungsmittel im Vakuum gibt man zum Rückstand etwas Wasser, stellt mit verdünnter HCI auf p 3, saugt das Reaktionsprodukt ab und wäscht dieses mitSolvent in vacuo, add a little water to the residue, adjust to p 3 with dilute HCl, suck off the reaction product and wash it with
Wasser und Aceton.Water and acetone.
1 ,0 g (55,5 %)1.0 g (55.5%)
Schmp. >300°CMp> 300 ° C
RF = 0,6 (CH2CI2/CH3OH = 5:1)R F = 0.6 (CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 5: 1)
[ ]D 22 = +3,9° (c = 51 ; CH2CI2/CH3OH = 1 :1)[] D 22 = + 3.9 ° (c = 51; CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 1: 1)
HPLC: 98 % [Cyclobond I, CH3CN/(H2O+0,01 N TBAS) = 95:5]HPLC: 98% [Cyclobond I, CH 3 CN / (H 2 O + 0.01 N TBAS) = 95: 5]
1 H-NMR (400 mHz, d6-DMSO) 1 ,04 u. 1 ,47 (2s, 18H, 2tert.Bu); 1 ,08-1 ,33 (m, 2H); 1 H-NMR (400 mHz, d 6 -DMSO) 1, 04 u. 1, 47 (2s, 18H, 2tert.Bu); 1.08-1.33 (m, 2H);
1 ,78-2,03 (m, 4H); 2,14-2,29 (m, 3H); 4,01 u. 4,31 (2m, 2H, CH-[NH] u. CH-N); 6,851.78-2.03 (m, 4H); 2.14-2.29 (m, 3H); 4.01 u. 4.31 (2m, 2H, CH- [NH] and CH-N); 6.85
(d, 1 H, NH-[CH]); 8,4 u. 8,54 (2s, 2H, -CH=) 9,9 (s, 1 H, NH-C); 12,13 (s, 1 H, CO2H) Beispiel 14(d, 1H, NH- [CH]); 8.4 u. 8.54 (2s, 2H, -CH =) 9.9 (s, 1H, NH-C); 12.13 (s, 1 H, CO 2 H) Example 14
N6-tert.Butoxycarbonyl-9-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.butoxycarbonylamino-4- carboxymethyl-cyclohex-1 -yl]-adenin 12N 6 -tert.Butoxycarbonyl-9 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1 -yl] -adenine 12
boc boc
1212
11 ,24 g (19,6 mMol) N6-Di-(tert.butoxycarbonyl)-9-[(1 R, 5R, 8R)-3-oxo-2- tert.butoxycarbonyl-2-azabicylo[3.3.1]nonan-8-yl]-adenin 11 werden in 390 ml THF vorgelegt. Bei -10°C werden innerhalb 30 Min. 4,11 g (98 mMol) LiOH-Monohydrat gelöst in 100 ml Wasser zugetropft. Dann gibt man 65 ml Methanol zu und rührt zunächst 2 Stdn. bei -10°C und dann ca. 16 Stdn. bei Raumtemperatur. Nach dem Abdestillieren der organischen Lösungsmittel im Vakuum gibt man zum Rückstand etwas Wasser, stellt mit verdünnter HCI auf p 3, saugt das Reaktionsprodukt ab und wäscht dieses mit Wasser und Aceton. 6,6 g (68,5%) Physikalische Daten siehe Beispiel 13 11.24 g (19.6 mmol) N 6 -di (tert-butoxycarbonyl) -9 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2-tert-butoxycarbonyl-2-azabicylo [3.3.1 ] nonan-8-yl] -adenine 11 are placed in 390 ml THF. 4.11 g (98 mmol) of LiOH monohydrate dissolved in 100 ml of water are added dropwise at -10 ° C. in the course of 30 minutes. Then 65 ml of methanol are added and the mixture is stirred for 2 hours at -10 ° C. and then for about 16 hours at room temperature. After the organic solvents have been distilled off in vacuo, a little water is added to the residue, the mixture is adjusted to p 3 with dilute HCl, the reaction product is filtered off with suction and washed with water and acetone. 6.6 g (68.5%) Physical data see example 13
Beispiel 15Example 15
N6-tert.Butoxycarbonyl-9-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.butoxycarbonylamino-4- carboxymethyl-cyclohex-1 -yl]-adenin 12N 6 -tert.Butoxycarbonyl-9 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1 -yl] -adenine 12
1212
5,3 g (9,25 mMol) N6-Di-(tert.butoxycarbonyl)-9-[(1 R, 5R, 8R)-3-oxo-2- tert.butoxycarbonyl-2-azabicylo[3.3.1]nonan-8-yl]-adenin 11 werden in 180 ml Methanol vorgelegt. Bei -15°C werden innerhalb 30 Min. 1 ,89 g (45 mMol) LiOH- Monohydrat, gelöst in 100 ml Wasser, zugetropft. Man rührt -15°C bis das Ausgangsprodukt verschwunden ist und dann ca. 16 Stdn. bei Raumtemperatur. Nach dem Abdestillieren der organischen Lösungsmittel im Vakuum stellt man den wäßrigen Rückstand mit verdünnter HCI auf pH3, und extrahiert das Reaktionsprodukt mit Methylenchlorid. Das Produkt wird chromatographisch gereinigt. (SiO2: CH2CI2/CH3OH = 5:1) 3,8 g (84 %)5.3 g (9.25 mmol) N 6 -Di- (tert.butoxycarbonyl) -9 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2-tert.butoxycarbonyl-2-azabicylo [3.3.1 ] nonan-8-yl] -adenine 11 are placed in 180 ml of methanol. At -15 ° C., 89 g (45 mmol) of LiOH monohydrate, dissolved in 100 ml of water, are added dropwise within 30 minutes. The mixture is stirred at -15 ° C. until the starting product has disappeared and then at room temperature for about 16 hours. After distilling off the organic solvent in vacuo, the aqueous residue is one with dilute HCl to p H 3, and the reaction product extracted with methylene chloride. The product is purified by chromatography. (SiO 2 : CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 5: 1) 3.8 g (84%)
0,53 g (16 %) N6-(tert.Butoxycarbonyl)-9-[(1 R, 5R, 8R)-3-oxo-2- azabicylo[3.3.1]nonan-8-yl]-adenin Physikalische Daten siehe Beispiel 13 Beispiel 160.53 g (16%) N 6 - (tert.butoxycarbonyl) -9 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2-azabicylo [3.3.1] nonan-8-yl] adenine physical For data see example 13 Example 16
9-[(1R, 2R, 4R)-2-tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl]- adenin 109 - [(1R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethylcyclohex-1-yl] adenine 10
1010
5,0 g (12 mMol) N6-(Dimethylaminomethylen)-9-[(1 R, 5R, 8R)-3-oxo-2- tert.butoxycarbonyl-2-azabicylo [3.3.1]nonan-8-yl]-adenin 9 werden in 240 ml Methanol vorgelegt. Bei -15°C werden innerhalb 30 Min. 2,52 g (60 mMol) LiOH- Monohydrat, gelöst in 60 ml Wasser, zugetropft. Man rührt -15°C bis das Ausgangsprodukt verschwunden ist und dann ca. 16 Stdn. bei Raumtemperatur. Nach dem Abdestillieren der organischen Lösungsmittel im Vakuum stellt man den wäßrigen Rückstand mit verdünnter HCI auf p 3, und extrahiert das Reaktionsprodukt mit Methylenchlorid. Das Produkt wird chromatographisch gereinigt. (SiO2: Aceton/CH2CI2/CH3OH/EtOAc/H2O/AcOH = 9:6:2:2:2:1) 2,4 g (51 ,3%) Schmp. 221°C (Zers.) RF = 0.31 (CH2CI2/CH3OH = 5:1)5.0 g (12 mmol) N 6 - (dimethylaminomethylene) -9 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2-tert.butoxycarbonyl-2-azabicylo [3.3.1] nonan-8-yl ] -adenine 9 are placed in 240 ml of methanol. At -15 ° C., 2.52 g (60 mmol) of LiOH monohydrate, dissolved in 60 ml of water, are added dropwise within 30 minutes. The mixture is stirred at -15 ° C. until the starting product has disappeared and then at room temperature for about 16 hours. After the organic solvents have been distilled off in vacuo, the aqueous residue is adjusted to p 3 with dilute HCl, and the reaction product is extracted with methylene chloride. The product is purified by chromatography. (SiO 2 : acetone / CH 2 CI 2 / CH 3 OH / EtOAc / H 2 O / AcOH = 9: 6: 2: 2: 2: 1) 2.4 g (51.3%) mp 221 ° C (Dec) RF = 0.31 (CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 5: 1)
HPLC:>98 % [LiChrospher RP 18, CH3CN/(H2O+0,01 N TBAS) = 15:85] [α]D 22 = +19,5° (c = 0,51 ; CH3OH)HPLC:> 98% [LiChrospher RP 18, CH 3 CN / (H 2 O + 0.01 N TBAS) = 15:85] [α] D 22 = + 19.5 ° (c = 0.51; CH 3 OH)
1 H-NMR (400 mHz, d6-DMSO) 1 ,09 (s, 9H, tert.Bu); 1 ,05-1.31 (m, 2H); 1 ,76-2,01 (m,4H); 2,08-2,26 (m, 3H); 3,98 u. 4,22 (2m, 2H, CH-[NH] u. CH-N); 6,79 (d, 1 H, NH- CO); 7,07 (s, 2H, NH2); 8,07 u. 8,11 (2s, 2H, =CH); 12.2 (br.s, 1 H, CO2H) 1 H NMR (400 MHz, d 6 -DMSO) 1.09 (s, 9H, tert.Bu); 1.05-1.31 (m, 2H); 1.76-2.01 (m, 4H); 2.08-2.26 (m, 3H); 3.98 u. 4.22 (2m, 2H, CH- [NH] and CH-N); 6.79 (d, 1H, NH-CO); 7.07 (s, 2H, NH 2); 8.07 u. 8.11 (2s, 2H, = CH); 12.2 (br.s, 1 H, CO 2 H)
Als Nebenprodukt werden 1 ,3 g (40%) 9-[(1 R, 5R, 8R)-3-Oxo-2- azabicylo[3.3.1]nonan-8-yl]-adenin 7 isoliert. (f?)-Cytosin-Baustein Schema 3As a by-product, 1.3 g (40%) of 9 - [(1 R, 5R, 8R) -3-oxo-2-azabicylo [3.3.1] nonan-8-yl] -adenine 7 are isolated. (f?) - Cytosine building block Scheme 3
17 1817 18
(a) Cytosin, NaH, DMF, O /RT - (b) (Boc)20, TEA, DMAP, CH2CI2 - (c) LiOH, CH30H/H20, -15°C/RT - (d) NaH, N4- Benzoyl-cytosin, DMF, 0°C/RT - (e) LiOH, THF/H20/CH3OH, -10°C/RT(a) Cytosine, NaH, DMF, O / RT - (b) (Boc) 2 0, TEA, DMAP, CH 2 CI 2 - (c) LiOH, CH 3 0H / H 2 0, -15 ° C / RT - (d) NaH, N 4 - benzoyl cytosine, DMF, 0 ° C / RT - (e) LiOH, THF / H 2 0 / CH 3 OH, -10 ° C / RT
Beispiel 17Example 17
N4-Benzoyl-1-[(1R, 5R, 8R)-3oxo-2-azabicyclo[3.3.1]nonan-8-yl]-cytosin 17N 4 -Benzoyl-1 - [(1R, 5R, 8R) -3oxo-2-azabicyclo [3.3.1] nonan-8-yl] cytosine 17
1717
In 50 ml DMF werden 0,4 g (10 mMol) NaH (60 %ig) bei 0°C vorgelegt und 2,65 g (10 mMol) (1 R, 5R, 8R)-8-Jod-2-azabicylclo[3.3.1]nonan-3-on 1 zugegeben. Nach etwa 30 Min. ist die H2-Entwicklung beendet und 2,15 g (10 mMol) N4-Benzoyl- cytosin können zugefügt werden. Anschließend entfernt man die Kühlung und rührt die die Mischung bei Raumtemperatur über Nacht (ca. 18 Stdn.). Unter Vakuum wird das DMF abdestilliert, der Rückstand in Methylenchlorid aufgenommen zweimal mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen. Die organische Phase wird getrocknet und eingedampft. Der feste Rückstand wird chromatographisch gereinigt. (SiO2:0.4 g (10 mmol) of NaH (60%) are placed in 50 ml of DMF at 0 ° C. and 2.65 g (10 mmol) (1 R, 5R, 8R) -8-iodo-2-azabicylclo [ 3.3.1] nonan-3-one 1 added. After about 30 minutes, the H 2 evolution is complete and 2.15 g (10 mmol) of N 4 -Benzoyl- cytosine can be added. The cooling is then removed and the mixture is stirred at room temperature overnight (approx. 18 hours). The DMF is distilled off under vacuum, the residue is taken up in methylene chloride and washed twice with saturated sodium chloride solution. The organic phase is dried and evaporated. The solid residue is purified by chromatography. (SiO 2 :
EtOAc/CH3OH = 5:1)EtOAc / CH 3 OH = 5: 1)
2,55 g (72 %)2.55 g (72%)
Schmp. >300°CMp> 300 ° C
RF = 0,52 (CH2CI2/CH3OH = 5:1)R F = 0.52 (CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 5: 1)
[α]D 22 = +88,7° (c = 0,8; CH3OH)[α] D 22 = + 88.7 ° (c = 0.8; CH 3 OH)
HPLC: >97 % [LiChrospher RP 18, CH3CN/(H2O+0,01 N TBAS = 30:70, Flow 1 ml/Min.]HPLC:> 97% [LiChrospher RP 18, CH 3 CN / (H 2 O + 0.01 N TBAS = 30:70, flow 1 ml / min.]
1 H-NMR (400 mHz, d6-DMSO) 1 ,49-1 ,69 (m, 3H); 1 ,85-1 ,98 (m, 1H); 2,01-2,25 (m, 1 H NMR (400 MHz, d 6 -DMSO) 1.49-1.69 (m, 3H); 1.85-1.98 (m, 1H); 2.01-2.25 (m,
4H); 2,44-2,53 (m, 1 H); 3,75 u. 4,38 (2m, 2H, CH-[NH] u. CH-N); 7,32-8,3 (m, 8H,4H); 2.44-2.53 (m, 1H); 3.75 u. 4.38 (2m, 2H, CH- [NH] and CH-N); 7.32-8.3 (m, 8H,
Ph, N-CH=CH, NH-[CH]); 11 ,23 (s, 1 H, NH-CO)Ph, N-CH = CH, NH- [CH]); 11, 23 (s, 1H, NH-CO)
Beispiel 18Example 18
1-[(1R, 5R, 8R)-3oxo-2-azabicyclo[3.3.1]nonan-8-yl]-cytosin 141 - [(1R, 5R, 8R) -3oxo-2-azabicyclo [3.3.1] nonan-8-yl] cytosine 14
1414
0,96 g (24 mMol) NaH (60 %ig) werden in 75 ml DMF vorgelegt und 2,22 g (20 mMol) Cytosin zugegeben; anschließend rührt man bis die H2-Entwicklung beendet ist. Dann setzt man 5,3 g (20 mMol) (1 R, 5R, 8R)-8-Jod-2-azabicylclo[3.3.1]nonan-3- on 1 zu und rührt bei Raumtemperatur weitere 15 Stdn..Das DMF wird unter Vakuum abdestilliert und der Rückstand mit 2,7 g (20 mMol) KH2PO4 gelöst in 100 ml Wasser versetzt. Die wäßrige Phase wird zunächst zweimal mit Ethylacetat gewaschen, dann auf eine XAD 16-Säule gegeben. Die Säule wäscht man gut mit Wasser und anschließend mit Methanol. Aus der Methanolfraktion erhält man das Produkt, das mit Ethylacetat verrührt, abgesaugt und getrocknet wird..0.96 g (24 mmol) of NaH (60%) are placed in 75 ml of DMF and 2.22 g (20 mmol) of cytosine are added; then stir until the H 2 evolution has ended. Then 5.3 g (20 mmol) (1 R, 5R, 8R) -8-iodo-2-azabicylclo [3.3.1] nonan-3-one 1 are added and the mixture is stirred at room temperature for a further 15 hours. The DMF is distilled off under vacuum and the residue is dissolved in 2.7 ml (20 mmol) of KH 2 PO 4 in 100 ml of water added. The aqueous phase is first washed twice with ethyl acetate, then placed on an XAD 16 column. The column is washed well with water and then with methanol. The product is obtained from the methanol fraction, which is stirred with ethyl acetate, suction filtered and dried.
3,42 g (69 %)3.42 g (69%)
Schmp. >300°CMp> 300 ° C
RF = 0,26 (Aceton/CH2CI2/CH3OH/EtOAc/H2O/AcOH = 9:6:2:2:2:1)R F = 0.26 (acetone / CH 2 CI 2 / CH 3 OH / EtOAc / H 2 O / AcOH = 9: 6: 2: 2: 2: 1)
[α]D 22 = +103° (c = 0,4; CH3OH)[α] D 22 = + 103 ° (c = 0.4; CH 3 OH)
HPLC: 98 % [Cyclobond I, CH3CN/(H2O+0,01N TBAS) = 75:25]HPLC: 98% [Cyclobond I, CH 3 CN / (H 2 O + 0.01N TBAS) = 75:25]
1 H-NMR (400 mHz, d6-DMSO) 1 ,45-1 ,63 (m, 3H); 1 ,7-1 ,83 (m, 1 H); 1 ,9-2,1 (m, 3H); 1 H NMR (400 MHz, d 6 -DMSO) 1, 45-1, 63 (m, 3H); 1, 7-1, 83 (m, 1H); 1.9-2.1 (m, 3H);
2,12-2,2 (m, 1H); 2,39-2,48 (m,1H); 3,65 u. 4,21 (2m, 2H, CH-[NH] u. CH-N); 5,71 u.2.12-2.2 (m, 1H); 2.39-2.48 (m, 1H); 3.65 u. 4.21 (2m, 2H, CH- [NH] and CH-N); 5.71 u.
7,71 (2d, 2H, N-CH=CH); 6,80-7,15 ("m", 2H, NH2); 7,92 (d, 1 H, NH-[CH])7.71 (2d, 2H, N-CH = CH); 6.80-7.15 ("m", 2H, NH 2 ); 7.92 (d, 1H, NH- [CH])
Beispiel 19Example 19
1-[(1R, 5R, 8R)-3oxo-2-azabicyclo[3.3.1]nonan-8-yl]-cytosin 141 - [(1R, 5R, 8R) -3oxo-2-azabicyclo [3.3.1] nonan-8-yl] cytosine 14
1414
1 , 11 g (10 mMol) Cytosin, 2,65 g (10 mMol) (1 R, 5R, 8R)-8-Jod-2- azabicylclo[3.3.1]nonan-3-on 1 und 2, 1 g (15 mMol) K2CO3 in 50 ml DMSO werden 2 Tage bei Raumtemperatur gerührt. Das DMSO wird unter gutem Vakuum weitestgehend abdestilliert, der Rückstand in Wasser aufgenommen und auf eine XAD 16-Säule gegeben; diese wird zunächst mit Wasser gut gewaschen, anschließend kann mit Methanol das Reaktionsprodukt heruntergelöst werden. Die endgültige Reinigung erfolgt durch Chromatographie. (SiO2: Aceton/CH2CI2/CH3OH/EtOAc/H2O/AcOH = 9:6:2:2:2:1) 1 g (40 %)1.11 g (10 mmol) of cytosine, 2.65 g (10 mmol) (1 R, 5R, 8R) -8-iodo-2-azabicylclo [3.3.1] nonan-3-one 1 and 2.1 g (15 mmol) K 2 CO 3 in 50 ml DMSO are stirred for 2 days at room temperature. The DMSO is largely distilled off under good vacuum, the residue is taken up in water and placed on an XAD 16 column; this is first washed well with water, then the reaction product can be dissolved with methanol. The final purification is carried out by chromatography. (SiO2: acetone / CH 2 CI 2 / CH 3 OH / EtOAc / H 2 O / AcOH = 9: 6: 2: 2: 2: 1) 1 g (40%)
Physikalische Daten siehe Beispiel 18For physical data see example 18
Beispiel 20Example 20
N4-Benzoyl-N4-(tert.butoxycarbonyl)-1-[(1R, 5R, 8R)-3oxo-2- tert.butoxycarbonyl-2-azabicyclo[3.3.1]nonan-8-yl]-cytosin 18N 4 -Benzoyl-N 4 - (tert.butoxycarbonyl) -1 - [(1R, 5R, 8R) -3oxo-2-tert.butoxycarbonyl-2-azabicyclo [3.3.1] nonan-8-yl] cytosine 18
1818
In 100 ml Acetonitril werden 3,5 g (10 mMol) N4-Benzoyl-1-[(1R, 5R, 8R)-3oxo-2- azabicyclo[3.3.1]nonan-8-yl]-cytosin 176,55 g (30 mMol) Pyrokohlensäure-di- tert.butylester und 250 mg DMAP 24 Stdn. bei Raumtemperatur gerührt. Die3.5 g (10 mmol) of N 4 -benzoyl-1 - [(1R, 5R, 8R) -3oxo-2-azabicyclo [3.3.1] nonan-8-yl] cytosine 176.55 are dissolved in 100 ml of acetonitrile g (30 mmol) of tert-butyl pyrocarbonate and 250 mg of DMAP were stirred for 24 hours at room temperature. The
Reaktionsmischung wird unter Vakuum eingedampft und der Rückstand chromatographisch gereinigt. (SiO2: EtOAc)The reaction mixture is evaporated under vacuum and the residue is purified by chromatography. (SiO 2 : EtOAc)
3,86 g (70 %)3.86 g (70%)
Schmp.181°CSchmp.181 ° C
RF = 0,61 (EtOAc)R F = 0.61 (EtOAc)
[α]D 22 = +15,3°(c=1;CH3OH)[α] D 22 = + 15.3 ° (c = 1; CH 3 OH)
HPLC: 98 % [Cyclobond I, CH3CN/(H2O+0,01N TBAS) = 98:2]HPLC: 98% [Cyclobond I, CH 3 CN / (H 2 O + 0.01N TBAS) = 98: 2]
1 H-NMR (400 mHz, d6-DMSO) 1,27 u.1,41 (2s, 18H, 2tert.Bu); 1,45-1,54 (m, 1H); 1 H NMR (400 MHz, d 6 -DMSO) 1.27 and 1.41 (2s, 18H, 2tert.Bu); 1.45-1.54 (m, 1H);
1,72-1,82 (m, 1H); 1,83-1,97 (m, 3H); 1,99-2,12 (m, 1H); 2,2-2,36 (m, 2H); 2,65-2,751.72-1.82 (m, 1H); 1.83-1.97 (m, 3H); 1.99-2.12 (m, 1H); 2.2-2.36 (m, 2H); 2.65-2.75
(m, 1H); 4,37 u.4,41 (2m, 2H, CH-[NH] u. CH-N); 6,97 u.8,31 (2d, 2H, N-CH=CH);(m, 1H); 4.37 and 4.41 (2m, 2H, CH- [NH] and CH-N); 6.97 and 8.31 (2d, 2H, N-CH = CH);
7,55-7,88 (m, 5H, Ph) Beispiel 217.55-7.88 (m, 5H, Ph) Example 21
N4-Di-(tert.butoxycarbonyl)-1 -[(1 R, 5R, 8R)-3oxo-2-tert.butoxycarbonyl-2- azabicyclo[3.3.1]nonan-8-yl]-cytosin 15N 4 -di (tert.butoxycarbonyl) -1 - [(1R, 5R, 8R) -3oxo-2-tert.butoxycarbonyl-2-azabicyclo [3.3.1] nonan-8-yl] cytosine 15
1515
In 300 ml Methylenchlorid werden 9,0 g (36,2 mMol) 1-[(1 R, 5R, 8R)-3oxo-2- azabicyclo[3.3.1]nonan-8-yl]-cytosin 14, 5 ml (36,5 mMol) TEA, 31 ,6 g (145 mMol)9.0 g (36.2 mmol) of 1 - [(1 R, 5R, 8R) -3oxo-2-azabicyclo [3.3.1] nonan-8-yl] cytosine 14.5 ml ( 36.5 mmol) TEA, 31.6 g (145 mmol)
Pyrokohlensäure-di-tert.butylester und 200 mg DMAP werden ca. 4 Stdn. unterPyrocarbonate di-tert.butyl ester and 200 mg DMAP are under approx. 4 hours
Rückfluß gekocht. (DC-Kontrolle: Aceton/CH2CI2/CH3OH/EtOAc/H2O/AcOH =Reflux cooked. (TLC control: acetone / CH 2 CI 2 / CH 3 OH / EtOAc / H 2 O / AcOH =
9:6:2:2:2:1) Nach dem Eindampfen wird der Rückstand mit ca. 50 ml EtOAc verrührt,abgekühlt und abgesaugt. (9,8 g) Aus der Mutterlauge können weitere 4,1 g durch Chromatographie isoliert werden. (SiO2: EtOAc)9: 6: 2: 2: 2: 1) After evaporation, the residue is stirred with approx. 50 ml EtOAc, cooled and suction filtered. (9.8 g) A further 4.1 g can be isolated from the mother liquor by chromatography. (SiO 2 : EtOAc)
13,9 g (70 %)13.9 g (70%)
Schmp. 208°CMp 208 ° C
RF = 0,62 (EtOAc)R F = 0.62 (EtOAc)
[α]D 22 = +16,1 ° (c = 0,99; CH2CI2)[α] D 22 = +16.1 ° (c = 0.99; CH 2 CI 2 )
HPLC: >98 % [LiChrospher RP 18, CH3CN/(H2O+0,01 N TBAS = 60:40, Flow 1 ml/Min.]HPLC:> 98% [LiChrospher RP 18, CH 3 CN / (H 2 O + 0.01 N TBAS = 60:40, flow 1 ml / min.]
1 H-NMR (400 mHz, CDCI3) 1 ,53 u. 1 ,56 (2s, 27H, 3tert.Bu); 1 ,53-1 ,56 (m, 1 H); 1 ,78- 1 H-NMR (400 mHz, CDCI 3 ) 1, 53 u. 1.56 (2s, 27H, 3tert.Bu); 1.53-1.56 (m, 1H); 1, 78-
1 ,88 (m, 1 H); 1 ,96-2.2 (m, 4H); 2,31-2,48 (m, 2H); 2,68-2,79 (m, 1 H); 4,35u. 4,631.88 (m, 1H); 1.96-2.2 (m, 4H); 2.31-2.48 (m, 2H); 2.68-2.79 (m, 1H); 4,35u. 4.63
(2m, 2H, CH-[NH] u. CH-N); 7,03 u. 7,72 (2d, 2H, N-CH=CH) Beispiel 22(2m, 2H, CH- [NH] and CH-N); 7.03 u. 7.72 (2d, 2H, N-CH = CH) Example 22
N4-tert.Butoxycarbonyl-1 -[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.butoxycarbonylamino-4- carboxymethyl-cyclohex-1 -yl]-cytosin 16N 4 -tert.Butoxycarbonyl-1 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1 -yl] -cytosine 16
1616
5 g (9 mMol) N4-Benzoyl-N -(tert.butoxycarbonyl)-1-[(1 R, 5R, 8R)-3oxo-2- tert.butoxycarbonyl-2-azabicyclo[3.3.1]nonan-8-yl]-cytosin werden in 180 ml THF vorgelegt. Bei -10°C werden innerhalb 30 Min. 1 ,9 g (45 mMol) LiOH-Monohydrat in5 g (9 mmol) of N 4 -benzoyl-N - (tert.butoxycarbonyl) -1 - [(1 R, 5R, 8R) -3oxo-2-tert.butoxycarbonyl-2-azabicyclo [3.3.1] nonan-8 -yl] -cytosine are placed in 180 ml of THF. At -10 ° C. 1.9 g (45 mmol) of LiOH monohydrate are dissolved in within 30 minutes
45 ml Wasser zugetropft. Nach der Zugabe von 30 ml Methanol wird 2 Stdn. bei -45 ml of water added dropwise. After the addition of 30 ml of methanol, 2 hours at -
10°C und ca. 18 Stdn. bei Raumtemperatur gerührt. Die organischen Lösemittel werden im Vakuum abdestillert, die wäßrige Phase wird mit verdünnter HCI auf pπ3 gestellt und mit Methylenchlorid extrahiert. Dieses wird getrocknet, eingedampft und der Rückstand durch Chromatographie gereinigt. (SiO2: CH2CI2/CH3OH = 95:5)10 ° C and about 18 hours at room temperature. The organic solvents are distilled off in vacuo, the aqueous phase is adjusted to pπ3 with dilute HCl and extracted with methylene chloride. This is dried, evaporated and the residue is purified by chromatography. (SiO 2 : CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 95: 5)
1 ,8 g (43 %)1.8 g (43%)
Schmp. >300°CMp> 300 ° C
RF = 0,7 (CH2CI2/CH3OH = 5:1))R F = 0.7 (CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 5: 1))
[ ]D 22 = +29,6° (c = 0,54 CH3OH)[] D 22 = + 29.6 ° (c = 0.54 CH 3 OH)
HPLC: 98 % [Cyclobond I, CH3CN/(H2O+0,01N TBAS) = 90:10]HPLC: 98% [Cyclobond I, CH 3 CN / (H 2 O + 0.01N TBAS) = 90:10]
1 H-NMR (400 mHz, d6-DMSO) 1 ,05 u. 1 ,25 (2s, 18H, 2tert.Bu); 1 ,0-1 ,14 (m, 1 H); 1 ,4- 1 H-NMR (400 mHz, d 6 -DMSO) 1.05 u. 1, 25 (2s, 18H, 2tert.Bu); 1, 0-1, 14 (m, 1H); 1, 4-
1 ,78 (m, 6H); 1 ,9-2,05 (m, 2H); 3,6 u. 4,22 (2m, 2H, CH-[NH] u. CH-N); 6,62 (d, 1 H,1.78 (m, 6H); 1.9-2.05 (m, 2H); 3.6 u. 4.22 (2m, 2H, CH- [NH] and CH-N); 6.62 (d, 1H,
NH-[CH]); 6,7 u. 7,89 (2s, 2H, N-CH=CH) 9,5-12,5 (2H, NH-C, CO2H) (R)-Guanin-Baustein Schema 7NH- [CH]); 6.7 u. 7.89 (2s, 2H, N-CH = CH) 9.5-12.5 (2H, NH-C, CO 2 H) (R) -Guanine building block Scheme 7
22 2122 21
(a) 6-Chlor-2-amιπo-puπn, NaH, DMF, 0°C/RT - (b) (Boc)20, TEA, DMAP, CH2CI2 - (c) (CH3)3N, 3-HO-Propιonιtrιl, DBU, CH2CI2, 0°C dann RT anschließend LiOH, CH30H/H20, -15°C/RT - (d) (CH3)3N, 3-HO-Propιonιtrιl, DBU, CH2CI2, 0°C dann RT - (e) LiOH, THF/H20/CH3OH, 0°C/RT(a) 6-chloro-2-amino-puπn, NaH, DMF, 0 ° C / RT - (b) (Boc) 2 0, TEA, DMAP, CH 2 CI 2 - (c) (CH 3 ) 3 N , 3-HO-Propιonιtrιl, DBU, CH 2 CI 2 , 0 ° C then RT then LiOH, CH 3 0H / H 2 0, -15 ° C / RT - (d) (CH 3 ) 3 N, 3-HO -Propιonιtrιl, DBU, CH 2 CI 2 , 0 ° C then RT - (e) LiOH, THF / H 2 0 / CH 3 OH, 0 ° C / RT
Beispiel 23Example 23
2-Amlno-6-chlor-9-[(1R, 5R, 8R)-3oxo-2-azabicyclo[3.3.1]nonan-8-yl]-purin 192-Amlno-6-chloro-9 - [(1R, 5R, 8R) -3oxo-2-azabicyclo [3.3.1] nonan-8-yl] -purine 19
19 2 g (50 mMol) NaH (60 %ig) werden in 150 ml DMF vorgelegt. Bei 0°C in kurzer Zeit portionsweise 13,25 g (50 mMol) (1 R, 5R, 8R)-8-Jod-2-azabicylclo[3.3.1]nonan-3-on19 2 g (50 mmol) NaH (60%) are placed in 150 ml DMF. 13.25 g (50 mmol) (1 R, 5R, 8R) -8-iodo-2-azabicylclo [3.3.1] nonan-3-one in portions at 0 ° C. in a short time
1 zugegeben; nach etwa 30 Min. bei 0°C ist die H2-Entwicklung beendet und 8,5 g1 added; after about 30 minutes at 0 ° C. the H 2 evolution is complete and 8.5 g
(50 mMol) 2-Amino-6-chlor-purin werden zugesetzt. Anschließend wird die(50 mmol) 2-amino-6-chloropurine are added. Then the
Reaktionsmischung 24 Stdn. bei Raumtemperatur gerührt. Nach dem Abdestillieren des DMF unter Vakuum wird der feste Rückstand mit etwa 70 ml Wasser angeteigt abgesaugt und mit Aceton gewaschen: 7,8 g reines Reaktionsprodukt; aus demReaction mixture stirred for 24 hours at room temperature. After the DMF has been distilled off under vacuum, the solid residue is suction-filtered with about 70 ml of water and washed with acetone: 7.8 g of pure reaction product; from the
Filtrat können nochmals 3.9 g Produkt durch Chromatographie (SiO : CH2CI2/CH3OHFiltrate can again 3.9 g of product by chromatography (SiO: CH 2 CI 2 / CH 3 OH
= 9:1) isoliert werden.= 9: 1) can be isolated.
11 ,7 g (76 %)11.7 g (76%)
Schmp. 275°CMp 275 ° C
RF = 0,55 (CH2CI2/CH3OH = 5:1)R F = 0.55 (CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 5: 1)
HPLC: 98 % [Cyclobond I, CH3CN/(H2O+0,01 N TBAS) = 92,5:7,5]HPLC: 98% [Cyclobond I, CH 3 CN / (H 2 O + 0.01 N TBAS) = 92.5: 7.5]
[ ]D 22 = -10,8° (c = 1; CH3OH)[] D 22 = -10.8 ° (c = 1; CH 3 OH)
1 H-NMR (400 mHz, d6-DMSO) 1 ,57-1 ,73 (m, 3H); 1,92-2,28 (m, 5H); 2,47-2,56 (m, 1 H NMR (400 MHz, d 6 -DMSO) 1, 57-1, 73 (m, 3H); 1.92-2.28 (m, 5H); 2.47-2.56 (m,
1 H); 4,24 (m, 1 H, HC-[NH]); 4,39 (m, 1H, CH-N); 6,82 (s, 2H, NH2); 7,92 (d, 1 H, NH-1 H); 4.24 (m, 1H, HC- [NH]); 4.39 (m, 1H, CH-N); 6.82 (s, 2H, NH 2); 7.92 (d, 1H, NH-
CO); 8,36 (s, 1H, -CH=)CO); 8.36 (s, 1H, -CH =)
Beispiel 24Example 24
2-Amino-6-chlor-9-[(1R, 5R, 8R)-3oxo-2-azabicyclo[3.3.1]nonan-8-yl]-purin 192-Amino-6-chloro-9 - [(1R, 5R, 8R) -3oxo-2-azabicyclo [3.3.1] nonan-8-yl] -purine 19
2,65 g (10 mMol) (1 R, 5R, 8R)-8-Jod-2-azabicylclo[3.3.1]nonan-3-on 1 , 1 ,7 g (10 mMol) 2-Amino-6-chlor-purin und 2,1 g (15 mMol) K2CO3 werden in 50 ml DMSO 24 Stdn. bei Raumtemperatur gerührt.Nach dem Abdestillieren des DMSO unter Vakuum wird der Rückstand in 50 ml Wasser angeteigt, abgesaugt und mit Aceton gewaschen; man erhält 1 ,8 g reines Produkt, aus dem Filtrat isoliert man chromatographisch (SiO2: CH2CI2/CH3OH = 9:1) weitere 0.3 g.2.65 g (10 mmol) (1 R, 5R, 8R) -8-iodo-2-azabicylclo [3.3.1] nonan-3-one 1, 1.7 g (10 mmol) 2-amino-6- chlor-purine and 2.1 g (15 mmol) of K 2 CO 3 are stirred in 50 ml of DMSO for 24 hours at room temperature. After the DMSO has been distilled off under vacuum, the residue is pasted in 50 ml of water, filtered off with suction and extracted with acetone washed; 1.8 g of pure product are obtained, and a further 0.3 g is isolated from the filtrate by chromatography (SiO 2 : CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 9: 1).
2,1g (69 %)2.1g (69%)
Physikalische Daten siehe Beispiel 28For physical data, see Example 28
Beispiel 25Example 25
2-[Di-(tert.Butylcarbonyl)-amino]-6-chlor-9-[(1 R, 5R, 8R)-3oxo-2- tert.butoxycarbonyl-2-azabicyclo[3.3.1]nonan-8-yl]-purin 202- [di- (tert.butylcarbonyl) amino] -6-chloro-9 - [(1 R, 5R, 8R) -3oxo-2-tert.butoxycarbonyl-2-azabicyclo [3.3.1] nonane-8- yl] -purin 20
2020
In 250 ml Methylenchlorid werden 12,73 g (41 ,5 mMol) 2-Amino-6-chlor-9-[(1 R, 5R,12.73 g (41.5 mmol) of 2-amino-6-chloro-9 - [(1 R, 5R,
8R)-3oxo-2-azabicyclo[3.3.1]nonan-8-yl]-purin 19, 5,75 ml (41 ,5 mMol) TEA, 31 ,7 g8R) -3oxo-2-azabicyclo [3.3.1] nonan-8-yl] -purine 19, 5.75 ml (41, 5 mmol) TEA, 31, 7 g
(145 mMol) Pyrokohlensäure-di-tert.butylester und 150 mg DMAP ca. 12 Stdn. unter(145 mmol) pyrocarbonate di-tert.butyl ester and 150 mg DMAP for approx. 12 hours under
Rückfluß gekocht. (DC-Kontrolle: (CH2CI2/CH3OH = 5:1) Zur Aufarbeitung wird dasReflux cooked. (TLC control: (CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 5: 1) This is worked up
Lösungsmittel abdestilliert und der Rückstand chromatographisch gereinigt. (SiO2:The solvent is distilled off and the residue is purified by chromatography. (SiO 2 :
EtOAc)EtOAc)
18,6 g (74 %)18.6 g (74%)
RF = 0,74 (EtOAc)R F = 0.74 (EtOAc)
HPLC:>98 % [LiChrospher RP 18, CH3CN/(H2O+0,01 N TBAS) = 90:10]HPLC:> 98% [LiChrospher RP 18, CH 3 CN / (H 2 O + 0.01 N TBAS) = 90:10]
[α]D 22 = -62° (c = 1 ,1 ; CH3OH)[α] D 22 = -62 ° (c = 1, 1; CH 3 OH)
1 H-NMR (400 mHz, d6-DMSO) 1 ,36 u. 1 ,48 (2s, 27H, 3tert.Bu); 1 ,60-1 ,85 (m, 3H); 1 H NMR (400 mHz, d 6 -DMSO) 1, 36 u. 1, 48 (2s, 27H, 3tert.Bu); 1.60-1.85 (m, 3H);
2,02-2,13 (m, 2H); 2,17-2,27 (m, 1 H); 2,35-2,49 (m, 2H); 2,77-2,89 (m, 1 H); 4,85 (m,2.02-2.13 (m, 2H); 2.17-2.27 (m, 1H); 2.35-2.49 (m, 2H); 2.77-2.89 (m, 1H); 4.85 (m,
1 H, HC-[NH]); 5,21 (m, 1 H, CH-N); 8,99 (s, 1 H, -CH=) Beispiel 261 H, HC- [NH]); 5.21 (m, 1H, CH-N); 8.99 (s, 1H, -CH =) Example 26
N2-tert.Butoxycarbonyl-9-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.butoxycarbonylamino-4- carboxymethyl-cyclohex-1 -yl]-guanin 22N 2 -tert.Butoxycarbonyl-9 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert.butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1 -yl] -guanine 22
2222
4,1 g (6,75 mMol) 2-[Di-(tert.Butylcarbonyl)-amino]-6-chlor-9-[(1 R, 5R, 8R)-3oxo-2- azabicyclo[3.3.1]nonan-8-yl]-purin 20 werden in 30 ml Methylenchlorid bei 0°C vorgelegt. Anschließend werden 2,3 g (32,5 mMol) 3-Hydroxy-propionitril, 3,84 g (65 mMol) Trimethylamin und 1 ,5 g (9,25 mMol) DBU zugegeben und 16 Stdn. bei Raumtemperatur gerührt. Nach dem Abdestillieren aller flüchtigen Bestandteile unter Vakuum wird der Rückstand mit wäßriger KH2PO -Lösung sauer gestellt und mehrmals mit Methylenchlorid extrahiert. Aus der organischen Phase erhält man nach dem Trocknen und Eindampfen einen festen Rückstand (4,26 g), den man in 145 ml Methanol löst und bei -15°C innerhalb 30 Min. mit einer Lösung von 1 ,52 g (36,2 mMol) LiOH-Monohydrat in 36 ml Wasser versetzt. Dann wird 2 Stdn. bei - 10°C und 20 Stdn. bei Raumtemperatur gerührt. Zur Aufarbeitung wird das Methanol unter Vakuum abdestilliert, der wäßrige Rückstand mit etwas Wasser verdünnt, dann mit verdünnter Salzsäure auf pH3 gestellt und mit Methylenchlorid extrahiert. Das Reaktionsprodukt wird chromatographisch gereinigt.(SiO2: Aceton/CH2CI2/CH3OH/EtOAc/ H2O/AcOH = 9:6:2:2:2:1) 2,87 g (84 %) Schmp. >300°C (Zers.)4.1 g (6.75 mmol) of 2- [di- (tert-butylcarbonyl) amino] -6-chloro-9 - [(1 R, 5R, 8R) -3oxo-2-azabicyclo [3.3.1] nonan-8-yl] -purine 20 are placed in 30 ml of methylene chloride at 0 ° C. Then 2.3 g (32.5 mmol) of 3-hydroxypropionitrile, 3.84 g (65 mmol) of trimethylamine and 1.5 g (9.25 mmol) of DBU are added and the mixture is stirred for 16 hours at room temperature. After distilling off all volatile constituents under vacuum, the residue is acidified with aqueous KH 2 PO solution and extracted several times with methylene chloride. After drying and evaporation, a solid residue (4.26 g) is obtained from the organic phase, which is dissolved in 145 ml of methanol and at -15 ° C. within 30 minutes with a solution of 1.52 g (36.2 mmol) of LiOH monohydrate in 36 ml of water. Then the mixture is stirred at -10 ° C. for 2 hours and at room temperature for 20 hours. For workup, the methanol is distilled off under vacuum, the aqueous residue diluted with a little water, then with dilute hydrochloric acid to p H 3 and extracted with methylene chloride. The reaction product is purified by chromatography. (SiO2: acetone / CH 2 CI 2 / CH 3 OH / EtOAc / H 2 O / AcOH = 9: 6: 2: 2: 2: 1) 2.87 g (84%) mp. > 300 ° C (dec.)
RF = 0.79 (Aceton/CH2CI2/CH3OH/EtOAc/H2O/AcOH = 9:6:2:2:2:1) RF = 0.37 (CH2CI2/CH3OH = 5:1)RF = 0.79 (acetone / CH 2 CI 2 / CH 3 OH / EtOAc / H 2 O / AcOH = 9: 6: 2: 2: 2: 1) RF = 0.37 (CH 2 CI 2 / CH 3 OH = 5: 1)
HPLC: >98 % [Cyclobond I, CH3CN/(H2O+0,01 N TBAS) = 90:10] [α]D 22 = +3,41° (c = 1 ; CH3OH) 1 H-NMR (400 mHz, d6-DMSO) 1 ,18 u. 1 ,48 (2s, 18H, 2tert.Bu); 1 ,1-1.22 (m, 1 H); 1 ,74-1 ,84 (m, 1 H); 1 ,85-1 ,98 (m, 4H); 2,10-2,25 (m, 3H); 3,87-4,13 (m, 2H, CH-[NH], CH-N); 6,78 (d, 1 H, NH-C[H]); 7,79 (s, 1 H, N-CH=N); 11 ,02, 11 ,28 u. 12,1 (3s, 3H, NH, NH, CO2H)HPLC:> 98% [Cyclobond I, CH 3 CN / (H 2 O + 0.01 N TBAS) = 90:10] [α] D 22 = + 3.41 ° (c = 1; CH 3 OH) 1 H-NMR (400 mHz, d 6 -DMSO) 1, 18 u. 1, 48 (2s, 18H, 2tert.Bu); 1, 1-1.22 (m, 1H); 1.74-1.84 (m, 1H); 1.85-1.98 (m, 4H); 2.10-2.25 (m, 3H); 3.87-4.13 (m, 2H, CH- [NH], CH-N); 6.78 (d, 1H, NH-C [H]); 7.79 (s, 1H, N-CH = N); 11, 02, 11, 28 u. 12.1 (3s, 3H, NH, NH, CO 2 H)
Beispiel 27Example 27
N2-Di-(tert.Butylcarbonyl)-9-[(1 R, 5R, 8R)-3oxo-2-tert.butoxycarbonylamino-2- azabicyclo-[3.3.1]nonan-8-yl]-guanin 21N 2 -di (tert-butylcarbonyl) -9 - [(1 R, 5R, 8R) -3oxo-2-tert-butoxycarbonylamino-2-azabicyclo- [3.3.1] nonan-8-yl] guanine 21
2121
37,8 g (62,3 mMol) 2-[Di-(tert.Butylcarbonyl)-amino]-6-chlor-9-[(1 R, 5R, 8R)-3oxo-2- tert.butoxycarbonyl-2-azabicyclo[3.3.1]nonan-8-yl]-purin 20 werden in 190 ml Methylenchlorid vorgelegt. Bei 0°C werden 21 ,4 ml (313 mMol) 3Hydroxy-propionitril, 62,3 ml (ca 660 mMol) Trimethylamin und 9,13 ml (59 mMol) DBU zugegeben und anschließend 15 Stdn. bei Raumtemperatur gerührt. Dann werden im Vakuum alle flüchtigen Bestandteile abdestilliert, der Rückstand wird mit 300 ml wäßriger KH2PO Lösung versetzt und mit Methylenchlorid extrahiert. Aus der organischen Phase erhält man nach dem Trocknen und Eindampfen erhält man einen festen Rückstand, den man mit Diisopropylether behandelt und absaugt, (ca. 27,2 g) Die Reinigung erfolgt durch Chromatographie. (SiO2: EtOAc/CH3OH = 10:1) 25,5 g (69,5 %) RF = 0,28 (EtOAc/CH3OH = 5:1 ) Beispiel 28:37.8 g (62.3 mmol) of 2- [di- (tert.butylcarbonyl) amino] -6-chloro-9 - [(1 R, 5R, 8R) -3oxo-2-tert.butoxycarbonyl-2- azabicyclo [3.3.1] nonan-8-yl] purine 20 are placed in 190 ml of methylene chloride. At 0 ° C., 21.4 ml (313 mmol) of 3-hydroxypropionitrile, 62.3 ml (approx. 660 mmol) of trimethylamine and 9.13 ml (59 mmol) of DBU are added and the mixture is then stirred for 15 hours at room temperature. Then all volatile constituents are distilled off in vacuo, the residue is mixed with 300 ml of aqueous KH 2 PO solution and extracted with methylene chloride. After drying and evaporation, the organic phase gives a solid residue, which is treated with diisopropyl ether and suction filtered (about 27.2 g). The purification is carried out by chromatography. (SiO 2 : EtOAc / CH 3 OH = 10: 1) 25.5 g (69.5%) RF = 0.28 (EtOAc / CH 3 OH = 5: 1) Example 28:
Festphasensynthese von ( ?, ?,R)-enatiomeren oder (S,S,S)-enantiomeren CNA- Oligomeren.Solid phase synthesis of (?,?, R) -enatiomers or (S, S, S) -enantiomers of CNA oligomers.
28.1 Festphasensynthese des CNA-Oligomers ( ?)-CNA[H(AATAT)OH] 28.1.1 Beladung des Trägers mit C-terminalen Monomeren 5 oder 10. Tentagel S HMB -Harz (100mg; 28μmol; Kapazität = 0.28mmol/g) wird in eine 2 ml Spritze gegeben und mit wasserfreiem DMF (1.5 ml) 5 min bei Raumtemperatur gequollen und anschliessend das Lösungsmittel entfernt. Das Monomer 5 (32 mg, 84 μmol) wird in wasserfreiem DMF (200 μl ) suspendiert und mit 200 μl einer Lösung aus HATU (32 mg, 84 μmol) in wasserfreiem DMF und DIPEA (36 mg, 280 μmol) versetzt. Nach fünfminütigem leichten Schütteln wird eine blaß-gelbe Lösung erhalten. Nach Zugabe der Lösung zum Harz wird die resultierende Suspension 8 h bei Raumtemperatur geschüttelt. Anschließend wird die Reaktionslösung entfernt und das Harz DMF (6 x 1.5ml) und CH2CI2 (6 x 1.5ml ) gewaschen und im Vakuum getrocknet.28.1 Solid phase synthesis of the CNA oligomer (?) - CNA [H (AATAT) OH] 28.1.1 Loading of the support with C-terminal monomers 5 or 10. Tentagel S HMB resin (100mg; 28μmol; capacity = 0.28mmol / g) is placed in a 2 ml syringe and swollen with anhydrous DMF (1.5 ml) for 5 min at room temperature and then the solvent is removed. The monomer 5 (32 mg, 84 μmol) is suspended in anhydrous DMF (200 μl) and 200 μl of a solution of HATU (32 mg, 84 μmol) in anhydrous DMF and DIPEA (36 mg, 280 μmol) are added. After shaking gently for five minutes, a pale yellow solution is obtained. After adding the solution to the resin, the resulting suspension is shaken at room temperature for 8 hours. The reaction solution is then removed and the resin DMF (6 x 1.5 ml) and CH 2 Cl 2 (6 x 1.5 ml) washed and dried in vacuo.
Der beschriebene Reaktionszyklus wird unter Verwendung der selben stöchiometrischen Mengen an Reaktanden wiederholt, wobei die Inkubation der festen Phase mit den Monomeren 5 oder 10 über Nacht bei Raumtemperatur durchgeführt wird. Nach Beendigung der Umsetzung werden die überschüssigen Reaktanden entfernt. Das erhaltene Harz-Addukt wird DMF (6 x 1.5ml), CH2CI2 (6 x 1.5ml)und Diethylether (3 x 1.5ml ) gewaschen und danach gründlich im Vakuum getrocknet.The reaction cycle described is repeated using the same stoichiometric amounts of reactants, the solid phase being incubated with the monomers 5 or 10 overnight at room temperature. After the reaction has ended, the excess reactants are removed. The resin adduct obtained is washed with DMF (6 x 1.5 ml), CH 2 Cl 2 (6 x 1.5 ml) and diethyl ether (3 x 1.5 ml) and then dried thoroughly in vacuo.
Nach Abspaltung einer Probe der an den Harzträger angebundenen Monomere liefert eine HPLC-Analyse (Methode A) eine Beladung von 0.11 - 0.14 mmol/g. Zur quantitativen Bestimmung der Beladung des Harzes mit den jeweiligen Monomeren wird eine definierte Menge (ca. 3-4 mg) des Harzes (mHarz) mit 2N NaOH (150 μl) 30 min bei Raumtemperatur behandelt. Das Harz wird anschließend abfiltriert und zweimal mit der gleichen Menge 2N NaOH (150 μl) gewaschen. Die Filtrate werden vereinigt und mit 2N NaOH auf ein Volumen von 1ml aufgefüllt. Zur spektrometrischen Untersuchung des Filtrates wird eine 100 μl Probe dieser Lösung entnommen und mit 2N NaOH auf 1 ml verdünnt. Die Extinktion Edes so verdünnten Filtrates wird bei 273nm, im Falle des Vorliegens von CNA-Thymin-Derivativen -1 -1 (^273nm = 1500 lτnol «cm ), respektive bei 260nm, im Falle des Vorliegens vonAfter a sample of the monomers attached to the resin support has been split off, HPLC analysis (method A) provides a loading of 0.11-0.14 mmol / g. For the quantitative determination of the loading of the resin with the respective monomers, a defined amount (approx. 3-4 mg) of the resin (mHarz) is treated with 2N NaOH (150 μl) for 30 min at room temperature. The resin is then filtered off and washed twice with the same amount of 2N NaOH (150 μl). The filtrates are combined and made up to a volume of 1 ml with 2N NaOH. For the spectrometric examination of the filtrate, a 100 μl sample of this solution is taken and diluted to 1 ml with 2N NaOH. The absorbance of the filtrate diluted in this way is at 273 nm, in the case of the presence of CNA-thymine derivatives -1 -1 (^ 273nm = 1500 lτnol « cm), respectively at 260nm, in the presence of
-1 -1 CNA-Adenin-Derivativen (E26O nm = 15400 l'mol -cm ), bestimmt. Die Kapazität-1 -1 CNA-adenine derivatives (E26O nm = 15400 l'mol -cm), determined. The capacity
X [mmol/g] des Harzes kann daraus mit Hilfe der erhaltenen Werte nach folgender Formel berechnet werden:X [mmol / g] of the resin can be calculated from this using the values obtained using the following formula:
X = V x E / (ε x d x mHarz)X = V x E / (ε x d x m resin)
Zum Cappen freier Hydroxygruppen wird das Harz in CH2CI2 (700 μl)suspendiert und mit Ac2θ (206.7 mg; 2.0 mmol) und DIPEA (256.7 mg; 2.0 mmol) 15 min, bei Vorliegen des Adenin-Monomers, oder 1h, bei vorliegen eines Thymin-Monomers, bei Raumtemperatur behandelt. Anschließend werden überschüssige Reaktanden entfernt und das Harz mit CH2CI2 (10 x 1 ,5ml) gewaschen und danach gründlich getrocknet.To cap free hydroxyl groups, the resin is suspended in CH2CI2 (700 μl) and with Ac2θ (206.7 mg; 2.0 mmol) and DIPEA (256.7 mg; 2.0 mmol) for 15 min if the adenine monomer is present, or 1 h if a thymine is present -Monomers, treated at room temperature. Excess reactants are then removed and the resin is washed with CH2Cl2 (10 × 1.5 ml) and then dried thoroughly.
28.1.2 Voraktivierung der Monomere 5 und 1028.1.2 Preactivation of Monomers 5 and 10
Zu einer Lösung der Monomeren 5 oder 10 (42 μmol) in wasserfreiem DMF (150 μl) wird HATU (42 μmo)l (Perseptive Biosystems) hinzugefügt. Anschließend wird der Ansatz 1 min geschüttelt. Nach fünfminütiger Inkubation der resultierenden Suspension mit DIEA (10.9 mg, 84 μmol) bei Raumtemperatur wird eine blaß-gelbe Lösung erhalten. Das so aktivierte Monomer kann nun zur Festphasenreaktion (Oligomerisierung) eingesetzt werden.HATU (42 μmo) l (Perseptive Biosystems) is added to a solution of the monomers 5 or 10 (42 μmol) in anhydrous DMF (150 μl). The mixture is then shaken for 1 min. After five minutes of incubation of the resulting suspension with DIEA (10.9 mg, 84 μmol) at room temperature, a pale yellow solution is obtained. The monomer activated in this way can now be used for the solid phase reaction (oligomerization).
28.1.3 Überprüfung der Kupplungseffizienz28.1.3 Checking the coupling efficiency
Die Effizienz der Kupplungsreaktion wird mittels RP-HPLC (Methode C) überprüft. Dazu wird eine Probe des Harzes (ca. 1mg) aus dem Reaktionsansatz entnommen und 5-10 min mit 2N NaOH/MeOH (90 μl, 1 :1) behandelt. Anschließend wird die Probenlösung mit 2N HCI (90 μl)neutralisiert und über RP-HPLC analysiert.The efficiency of the coupling reaction is checked by RP-HPLC (method C). For this purpose, a sample of the resin (approx. 1 mg) is taken from the reaction mixture and treated with 2N NaOH / MeOH (90 μl, 1: 1) for 5-10 min. The sample solution is then neutralized with 2N HCl (90 μl) and analyzed by RP-HPLC.
28.1.4 Syntheseprotokoll (s. Tabelle 1):28.1.4 Synthesis protocol (see Table 1):
100 mg des Harzes (14 μmol; Kapazität: 0.14 mmol/g), beladen mit den Monomeren 5 oder 10 werden in eine Spritze (2 ml) gegeben. Die N-terminale Boc-Schutzgruppe wird mit TFA-CH2CI2 1 :1 (1.5 ml), Verfahrensschritt 1) für 5 min bei Raumtemperatur abgespalten. Die Reaktionslösung wird entfernt und erneut frisches Entschützungsreagenz [TFA-CH2CI2 1 :1 (1.5 ml)] hinzugegeben und weitere 30 min bei RT inkubiert. Das Harz wird mit CH2CI2 (2 x 1.5ml) gewaschen, mit 1M DIEA in DMF (4 x 1.5 ml) neutralisiert, danach erneut mit DMF (6 x 1.5 ml) und mit CH2CI2 (6 x 1.5 ml) gewaschen (Verfahrensschritte 2 bis 4, Tabelle 1). Das Boc-entschützte Harz wird im Vakkum getrocknet und im Anschluss 5 min mit wasserfreiem DMF (1.5 ml) behandelt. Nach Entfernung des DMF wird die Lösung des aktivierten Monomers 5 oder 10 (42 μmol) (s 1.1.2) hinzugefügt. Die Suspension wird 4h geschüttelt (Verfahrensschritt 5, Tabelle 1). Nach Abschluss der Kupplung wird der Überstand abfiltriert und das Harz mit DMF (6 x 1.5ml) und mit CH2CI2 (6 x 1.5 ml) gewaschen100 mg of the resin (14 μmol; capacity: 0.14 mmol / g), loaded with the monomers 5 or 10, are placed in a syringe (2 ml). The N-terminal Boc protecting group is split off with TFA-CH 2 CI 2 1: 1 (1.5 ml), process step 1) for 5 min at room temperature. The reaction solution is removed and fresh deprotection reagent [TFA-CH2CI2 1: 1 (1.5 ml)] is added and the mixture is incubated at RT for a further 30 min. The resin is washed with CH2CI2 (2 x 1.5 ml), neutralized with 1M DIEA in DMF (4 x 1.5 ml), then washed again with DMF (6 x 1.5 ml) and with CH2CI2 (6 x 1.5 ml) (process steps 2 to 4, Table 1). The Boc-deprotected resin is dried in a vacuum and then treated with anhydrous DMF (1.5 ml) for 5 min. After removal of the DMF, the solution of activated monomer 5 or 10 (42 μmol) (s 1.1.2) is added. The suspension is shaken for 4 hours (process step 5, Table 1). After coupling is complete, the supernatant is filtered off and the resin is washed with DMF (6 x 1.5 ml) and with CH2CI2 (6 x 1.5 ml)
(Verfahrensschritt 6, Tabelle 1). Eine Probe des harzgebundenen Kupplungsproduktes wird zur HPLC-Analyse (siehe oben, Methode C) entnommen. Da die Kupplung quantitativ verläuft ist ein nachfolgendes Cappen freier terminaler Aminofunktionen nicht notwendig.(Process step 6, table 1). A sample of the resin-bound coupling product is taken for HPLC analysis (see method C above). Since the coupling is quantitative, a subsequent capping of free terminal amino functions is not necessary.
28.1.5 Abspaltung der N-terminal substituierten Oligomere vom Träger Nach Abschluß der Oligomerisierung wird das Produkt durch zweistündige Behandlung des harzgebundenen Oligomers mit 2ml einer 2M wässrigen NaOH- Lösung in MeOH (1 :1) bei Raumtemperatur vom Träger abgespalten. Nach Neutralisierung der Lösung mit 2M HCI, kann das erhaltene Oligomer mittels RP- HPLC (Method D) gereinigt werden. Die Produkt enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und mittels Lyophilisation aufkonzentriert.28.1.5 Cleavage of the N-terminally Substituted Oligomers from the Carrier After completion of the oligomerization, the product is cleaved from the carrier by treating the resin-bound oligomer with 2 ml of a 2M aqueous NaOH solution in MeOH (1: 1) at room temperature for two hours. After neutralizing the solution with 2M HCl, the oligomer obtained can be purified by RP-HPLC (Method D). The product-containing fractions are combined and concentrated by means of lyophilization.
ESI-MS: (f?)-CNA[H(AATAT)OH] (1360.7 [M + H]+, MCalc- = 1360.7 RP-HPLC (Method C): ( ?)-CNA[H(AATAT)OH] (Rt = 15.0 min). Tm value = 27.4°.ESI-MS: (f?) - CNA [H (AATAT) OH] (1360.7 [M + H] + , M C alc- = 1360.7 RP-HPLC (Method C): (?) - CNA [H (AATAT) OH] (R t = 15.0 min). Tm value = 27.4 °.
Alle nach dieser Methode synthetisierten CNA-Oligomere sind in der folgenden Tabelle 2 aufgelistet. Tabelle 2: Charakterisierung der CNAs mittels RP-HPLC und ESI-MSAll CNA oligomers synthesized by this method are listed in Table 2 below. Table 2: Characterization of the CNAs using RP-HPLC and ESI-MS
(R)-(X)n und (S)-(X)n stehen für (1 'R,2'R,4'R)-CNA-[H(X)nOH], (1 'S,2'S,4'S)- CNA-[H(X)nOH], X : sind dabei die Monomerbausteine T, C, G and A, phba: (HO)2P(=O)-O-(CH2)3-C(=O) Radikal, Lys: Lysinrest, Ac: Acetylrest. b) Methode B: Merck LiChrospher, 5 μm, 250 x 4.0 mm; Elution mit Wasser (0.1 % TFA), und einem linearen Gradienten von MeCN [(0.1 % TFA), 10-40 % innerhalb 30 min]. c) Methode C: Merck LiChrospher, 5 μm, 250 x 4.0 mm; Elution mit Wasser (0.1 % TFA), und einem linearen Gradienten von MeCN [(0.1 % TFA), 10-30 % innerhalb 40 min]. d) Das beobachtete relative Molekulargewicht wurde ausgehend vom einfach positiv geladenen Molekülion des jeweiligen CNA Oligomeres erhalten. (R) - (X) n and (S) - (X) n stand for (1 'R, 2'R, 4'R) -CNA- [H (X) n OH], (1' S, 2'S , 4'S) - CNA- [H (X) n OH], X: are the monomer units T, C, G and A, phba: (HO) 2P (= O) -O- (CH2) 3-C (= O) radical, Lys: lysine residue, Ac: acetyl residue. b) Method B: Merck LiChrospher, 5 μm, 250 x 4.0 mm; Elution with water (0.1% TFA), and a linear gradient of MeCN [(0.1% TFA), 10-40% within 30 min]. c) Method C: Merck LiChrospher, 5 μm, 250 x 4.0 mm; Elution with water (0.1% TFA), and a linear gradient of MeCN [(0.1% TFA), 10-30% within 40 min]. d) The observed molecular weight was obtained from the single positively charged molecular ion of the respective CNA oligomer.
28.1.6 CNA/p-RNA Hybridisierung28.1.6 CNA / p-RNA hybridization
Die Oligonukleotidstränge der CNA und p-RNA wurden in 5 mM Tris HCI Puffer derart gelöst, dass eine CNA Konzentration von 5μM und eine equimolare p-RNA Konzentration von 5 μM vorlag. Die Lösung wurde anschließend im Temperaturbereich von 35°C bis -8°C (Vorschubgeschwindigkeit 80s/°C) bei einer Wellenlänge von 265 nm absorptionsspektroskopisch untersucht. Die Absorptionswerte wurden mit einem Perkin Eimer Gerät (Lambda 2) aufgezeichnet. Fig. 1 A zeigt, dass selbst die kurze 5-mer Heteroduplex (Fig. 1 B) stabil paart. Der Schmelzpunkt liegt bei 14°C. Darüber hinaus zeigt dieses Beispiel, dass die Paarung auch unter Niedrigsalzbedingungen erfolgt.The oligonucleotide strands of the CNA and p-RNA were dissolved in 5 mM Tris HCl buffer in such a way that a CNA concentration of 5 μM and an equimolar p-RNA concentration of 5 μM was present. The solution was then examined in the temperature range from 35 ° C. to -8 ° C. (feed speed 80 s / ° C.) at a wavelength of 265 nm by absorption spectroscopy. The absorption values were recorded with a Perkin Elmer device (Lambda 2). FIG. 1A shows that even the short 5-mer heteroduplex (FIG. 1B) pairs in a stable manner. The melting point is 14 ° C. In addition, this example shows that mating also occurs under low salt conditions.
Beispiel 29:Example 29:
Verbesserung der Löslichkeit von CNAs durch Einführung einerImprove the solubility of CNAs by introducing a
Butyrophosphatgruppe.Butyrophosphatgruppe.
29.1 Addition von Di(p-methoxyphenyl)phenylmethyl- geschützter 4- Hydroxybutansäure an den N-Terminus des harzgebundenen Pentamers (R)- CNA[H(AATAT)OH].29.1 Addition of di (p-methoxyphenyl) phenylmethyl-protected 4-hydroxybutanoic acid to the N-terminus of the resin-bound pentamer (R) - CNA [H (AATAT) OH].
Eine Lösung aus 4-(4,4-dimethoxytrityloxy)butansäure (57mg, 140 μmol) [14] und HATU (53 mg, 140 μmol) in DMF (400 μl) wird vor der Zugabe von DIEA (27 mg, 210 μmol) 10 min gerührt, nach weiteren 2 min wird die Lösung zu 100 mg des, mit dem Pentamerrest (f?)-CNA[H(AATAT)OH] beladenen Tentagel S HMB -Harzträger (0.14mmol/g, 0.014mmol) gegeben. Anschließend wird das Harz analog der Verfahrensschritte 1-4 (Tabelle 1) behandelt. Abschließend wird der Überstand abfiltriert, das modifizierte Harz DMF (4 x 4 ml) und CH2CI2 (2 x 4 ml) gewaschen.A solution of 4- (4,4-dimethoxytrityloxy) butanoic acid (57mg, 140 μmol) [14] and HATU (53 mg, 140 μmol) in DMF (400 μl) is added before the addition of DIEA (27 mg, 210 μmol) Stirred for 10 min, after a further 2 min the solution is added to 100 mg of the Tentagel S HMB resin carrier (0.14 mmol / g, 0.014 mmol) loaded with the pentamer residue (f?) - CNA [H (AATAT) OH]. The resin is then analogous to Process steps 1-4 (Table 1) treated. Finally, the supernatant is filtered off, the modified resin DMF (4 x 4 ml) and CH2Cl2 (2 x 4 ml) are washed.
29.2 Detritylierung29.2 Detritylation
Zur Detritylierung wird das modifizierte Harz mit einer 6%-igen Lösung aus Dichloroessigsäure in CH2CI2 je fünfmal 2 min lang behandelt, mit CH2CI2 (4 x 4 ml) und mit MeCN (4 x 4 ml) gewaschen und abschließend über Nacht im Hochvakuum über P2O5 getrocknet.For detritylation, the modified resin is treated with a 6% solution of dichloroacetic acid in CH2CI2 five times for two minutes each, washed with CH2CI2 (4 x 4 ml) and with MeCN (4 x 4 ml) and finally overnight under high vacuum over P2O5 dried.
29.3 Phosphorylierung und Oxidation:29.3 Phosphorylation and Oxidation:
Das getrocknete modifizierte Harz wird 10 min mit 2 ml einer 0.5M Lösung aus Pyridinium-hydrochlorid in wasserfreiem MeCN gequollen. Das Reaktionsgefäß wird anschließend unter Ar-Atmosphäre gesetzt und mit einer Lösung aus 0.5M Pyridinium-hydrochlorid in MeCN (780 μl) und MeCN (145 μl) versetzt. Anschliessend wird eine Lösung aus Bis-(2-cyanoethyl)-Λ/,Λ/-diisopropylamino phosphoramidit in wasserfreiem MeCN (75 μl, 300 mM) zu dem modifizierten Harz pipettiert und 45 min geschüttelt. Nach Entfernung des Überstandes wird dem Harz ein weiteres mal frisches Phosphorylierungsreagenz hinzugefügt und für 45 min behandelt. Der beschriebene Reaktionszyklus wird insgesamt viermal durchgeführt. Anschließend wird das Harz vom Überstand befreit und mit MeCN (6 x 1ml) gewaschen und danach 3 x mit 1.5 ml einer Jodhaltigen Oxidationslösung aus 5 mmol lod, 223 mmol Collidin in MeCN/H2θ (64:36) 2 min behandelt. Nach vollständiger Oxidation wird das phosphorylierte Oligomer 5 x mit 1.5 ml einer 0.5M Lösung aus Pyridiniumhydrochlorid in wasserfreiem MeCN und 5x mit 1 ,5 ml MeCN gewaschen.The dried modified resin is swollen for 10 min with 2 ml of a 0.5M solution of pyridinium hydrochloride in anhydrous MeCN. The reaction vessel is then placed under an Ar atmosphere and a solution of 0.5M pyridinium hydrochloride in MeCN (780 μl) and MeCN (145 μl) is added. A solution of bis- (2-cyanoethyl) -Λ /, Λ / -diisopropylamino phosphoramidite in anhydrous MeCN (75 μl, 300 mM) is then pipetted into the modified resin and shaken for 45 min. After the supernatant has been removed, fresh phosphorylation reagent is added to the resin once more and treated for 45 min. The reaction cycle described is carried out four times in total. The resin is then freed from the supernatant and washed with MeCN (6 × 1 ml) and then treated 3 × with 1.5 ml of an iodine-containing oxidation solution consisting of 5 mmol iodine, 223 mmol collidine in MeCN / H2θ (64:36) for 2 min. After complete oxidation, the phosphorylated oligomer is washed 5 times with 1.5 ml of a 0.5M solution of pyridinium hydrochloride in anhydrous MeCN and 5 times with 1.5 ml of MeCN.
29.4 Eliminierung der Cyanoethylgruppen29.4 Elimination of Cyanoethyl Groups
Das beladene Harz wird 15 h bei Raumtemperatur mit 1.5 ml einer 2.7M Lösung aus DBU in MeCN behandelt und anschließend mit MeCN (6 x 1.5ml) und mit CH2CI2 (6 x 1 ,5 ml) gewaschen. 29.5 Abspaltung des N-Terminal substituierten Oligomers vom TrägerThe loaded resin is treated for 15 h at room temperature with 1.5 ml of a 2.7M solution of DBU in MeCN and then washed with MeCN (6 x 1.5 ml) and with CH2Cl2 (6 x 1.5 ml). 29.5 Cleavage of the N-terminal substituted oligomer from the support
Nach Abschluß der Synthese wird das phosphorylierte Produkt durch zweistündigeAfter the synthesis is complete, the phosphorylated product is left for two hours
Behandlung bei Raumtemperatur mit 2 ml einer 2M wässrigen NaOH-Lösung inTreatment at room temperature with 2 ml of a 2M aqueous NaOH solution in
MeOH (1 :1) vom Träger abgespalten. Nach Neutralisierung mit 2M HCI wird das phosphorylierte Oligomer-Rohprodukt über eine RP-HPLC (Method D) gereinigt. Die erhaltenen Oligomerfraktionen werden vereinigt und mittels Lyophilisation aufkonzentriert.Cleave MeOH (1: 1) from the support. After neutralization with 2M HCl, the phosphorylated oligomer crude product is purified by RP-HPLC (Method D). The oligomer fractions obtained are combined and concentrated by means of lyophilization.
ESI-MS: (K)-CNA[phba(AATAT)OH](1527.0 [M + H]+, 764.5 [M + 2H]2+; MCalc- =ESI-MS: (K) -CNA [phba (AATAT) OH] (1527.0 [M + H] + , 764.5 [M + 2H] 2+ ; M C alc- =
1526.6 RP-HPLC (Method C): ( )-CNA[phba(AATAT)OH] (Rt = 22.9 min). Tm value1526.6 RP-HPLC (Method C): () -CNA [phba (AATAT) OH] (R t = 22.9 min). Tm value
= 33.6°.= 33.6 °.
Beispiel 30:Example 30:
Verbesserung der Löslichkeit von CNAs durch direkte Einführung von 4-Improve the solubility of CNAs by directly introducing 4-
[[bis(phenylmethoxy)phosphinyl]oxy]-butansäure[[Bis (phenylmethoxy) phosphinyl] oxy] butanoic acid
30.1 Synthese von 4-Hydroxybutansäuremethylester30.1 Synthesis of 4-hydroxybutanoic acid methyl ester
Butyrolacton (12 g, 140 mmol), MeOH (130 ml) und konz. Schwefelsäure (8 Tropfen) werden zusammen für 8 h unter Rückfluß erhitzt. Man läßt auf RT abkühlen und fügt unter Eis/Salz-Kühlung NaHCO3 (1 g) hinzu und rührt für weitere 10 min. Der feste Rückstand wird abfiltriert und das Lösungsmittel am RV entfernt. Die erhaltene farblose Flüssigkeit wird chromatographisch an Kieselgel aufgereinigt (14 x 5,5 cm, Et2θ/CH2Cl2 3:2). Die reinen Esterfraktionen werden vereinigt und nach Entfernen des Lösungsmittels resultieren 1 ,5 g (12,7 mmol, 9%) des Esters.Butyrolactone (12 g, 140 mmol), MeOH (130 ml) and conc. Sulfuric acid (8 drops) are refluxed together for 8 h. The mixture is allowed to cool to RT and NaHCO3 (1 g) is added with ice / salt cooling and the mixture is stirred for a further 10 min. The solid residue is filtered off and the solvent is removed on the RV. The colorless liquid obtained is purified by chromatography on silica gel (14 × 5.5 cm, Et2θ / CH2Cl2 3: 2). The pure ester fractions are combined and 1.5 g (12.7 mmol, 9%) of the ester result after removal of the solvent.
30.2 Synthese 4-[[Bis(phenylmethoxy)phosphinyl]oxy]-butansäuremethylester30.2 Synthesis 4 - [[bis (phenylmethoxy) phosphinyl] oxy] butanoic acid methyl ester
6,9 g (19,7 mmol) Tribenzylphosphit werden in abs. CH2CI2 (70 ml) gelöst und bei6.9 g (19.7 mmol) of tribenzyl phosphite are abs. CH2CI2 (70 ml) dissolved and at
0°C portionsweise lod (4,59 g, 18 mmol) hinzugefügt. Das lod löst sich innerhalb von 30 min , so daß eine klare farblose Lösung resultiert. HBU-Methylester (1 ,94 g, 16,4 mmol) werden in abs. CH2CI2 (150 ml) gelöst und mit einem Eis/Salz-Gemisch auf -0 ° C portions of iodine (4.59 g, 18 mmol) were added. The iodine dissolves within 30 minutes, so that a clear colorless solution results. HBU methyl ester (1.94 g, 16.4 mmol) are abs. CH2CI2 (150 ml) dissolved and with an ice / salt mixture on -
10°C gekühlt und Pyridin (5,3 ml = 5,18 g, 65,7 mmol) hinzugefügt. Nun wird die Lösung an Phosphorylierungreagenz innerhalb von 30 min hinzugetropft und weitere 10 min gerührt. Nach Hinzufügen von 20-%iger Zitronensäure (3 x 80 ml) wird ausgeschüttelt und zweimal mit Wasser (80 mnl) über Na2S04 getrocknet. Die Chromatographie an Kieselgel (11 ,5 x 5,5 cm, 400 ml CH2CI2, je 200 ml CH2Cl2/MeOH 20:1 und 15:1 dann mit 10:1 bis das Produkt eluiert) liefert das gewünschte Produkt (4,75 g, 12,1 mmol, 74 %).Cooled 10 ° C and added pyridine (5.3 ml = 5.18 g, 65.7 mmol). Now the solution of phosphorylation reagent is added dropwise within 30 min and the mixture is stirred for a further 10 min. After adding 20% citric acid (3 x 80 ml) shaken out and dried twice with water (80 ml) over Na2S04. Chromatography on silica gel (11.5 × 5.5 cm, 400 ml CH2Cl2, each 200 ml CH2Cl2 / MeOH 20: 1 and 15: 1 then with 10: 1 until the product elutes) provides the desired product (4.75 g , 12.1 mmol, 74%).
30.3 Synthese von 4-[[Bis(phenylmethoxy)phosphinyl]oxy]-butansäure 4-[[Bis(phenylmethoxy)phosphinyl]oxy]-butansäuremethylester (2 g, 5,3 mmol) wird in MeOH (150 ml) gelöst, mit 1 M NaOH (15 ml) versetzt und der Ansatz für 6 h bei RT gerührt. Das Reaktionsvolumen wird bei RT am RV auf die Hälfte eingeengt, mit 1 M NaOH (60 ml) vesetzt und die Lösung dreimal mit Et2θ extrahiert. Die wäßrige30.3 Synthesis of 4 - [[bis (phenylmethoxy) phosphinyl] oxy] butanoic acid 4 - [[bis (phenylmethoxy) phosphinyl] oxy] butanoic acid methyl ester (2 g, 5.3 mmol) is dissolved in MeOH (150 ml) with 1 M NaOH (15 ml) was added and the mixture was stirred at RT for 6 h. The reaction volume is concentrated to half at RT on the RV, mixed with 1 M NaOH (60 ml) and the solution extracted three times with Et2θ. The watery
Phase wird isoliert, mit konz. HCI angesäuert (pH 1-2) und dreimal mit Essigsäureethylester extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden über Na2Sθ4 getrocknet und die reslutierende milchige Suspension an Kieselgel aufgereinigt (8 x 5,5 cm, CH2CI2/MeOH 8:1). Man erhält 1 ,2 g des gewünschten Produktes (3,3 mmol, 62 %).Phase is isolated with conc. HCl acidified (pH 1-2) and extracted three times with ethyl acetate. The combined organic phases are dried over Na2SO4 and the reslutant milky suspension is purified on silica gel (8 × 5.5 cm, CH2Cl2 / MeOH 8: 1). 1.2 g of the desired product (3.3 mmol, 62%) are obtained.
30.4 Synthese von (R)-CNA[phba(ATATT)OH]30.4 Synthesis of (R) -CNA [phba (ATATT) OH]
65 mg (6 μmol) des mit (R)-CNA[H(ATATT)OH]-Oligomer belegten Trägers werden in einer Spritze vorgelegt (2 ml). Die N-terminale Boc-Schutzgruppe wird durch Einwirkung mit TFA-CH2CI2 1 :1 (1 ,5 ml) für 5 min entfernt. Frisches Entschützungreagenz wird hinzugefügt und die Boc-Entschpützungsreaktion für weitere 30 min bei RT vorgenommen. Die Reaktionslösung wird entfernt, der Träger mit CH2CI2 (2x1.5 ml) gewaschen, mit 1 M DIPEA in DMF (4x1.5 ml) neutralisiert und mit DMF (6x1.5 ml) und CH2CI2 (6x1.5 ml) gewaschen (Operationen 2-4). Der Boc-entschützte Träger wird dann für 5 min mit abs. DMF (1.5 ml) gequollen und das Lösungsmittel abfiltriert. 4-[[Bis(phenylmethoxy)phosphinyl]oxy]-butansäure (6,6 mg, 18 μmol) werden in abs. DMF (250 μl) gelöst, HATU (6,9 mg, 18 μmol) hinzugefügt und DIPEA (6,3 μl, 36 μmol) hinzupipettiert. Nach ca. 2 min erhält man eine klare leicht gelb gefärbte Lösung, die zum Boc-entschützten hinzugefügt wird. Die Kupplung wird für 4 h bei RT durchgeführt. Nach Abspaltung der Benzylschutzgruppe mit TFA-H2θ-Triethylsilan (2 ml; 95:2,5:2,5) resultiert das phosphorylierte Pentamer in nahezu quantitativer Ausbeute. Beispiel 31 :65 mg (6 μmol) of the carrier coated with (R) -CNA [H (ATATT) OH] oligomer are placed in a syringe (2 ml). The N-terminal Boc protective group is removed by exposure to TFA-CH2CI2 1: 1 (1.5 ml) for 5 min. Fresh deprotection reagent is added and the Boc deprotection reaction is carried out for a further 30 min at RT. The reaction solution is removed, the support is washed with CH2CI2 (2x1.5 ml), neutralized with 1 M DIPEA in DMF (4x1.5 ml) and washed with DMF (6x1.5 ml) and CH2CI2 (6x1.5 ml) (operations 2-4). The Boc-deprotected carrier is then abs for 5 min. Swell DMF (1.5 ml) and filter off the solvent. 4 - [[Bis (phenylmethoxy) phosphinyl] oxy] butanoic acid (6.6 mg, 18 μmol) are abs. DMF (250 μl) dissolved, HATU (6.9 mg, 18 μmol) added and DIPEA (6.3 μl, 36 μmol) pipetted in. After about 2 minutes, a clear, slightly yellow colored solution is obtained, which is added to the Boc-deprotected solution. The coupling is carried out at RT for 4 h. After splitting off the benzyl protecting group with TFA-H2θ-triethylsilane (2 ml; 95: 2.5: 2.5), the phosphorylated pentamer results in almost quantitative yield. Example 31:
C-terminale Peptidkonjugation eines CNA-Oligonukleotides in Lösung.C-terminal peptide conjugation of a CNA oligonucleotide in solution.
31.1 lodacetylierung von (S)-CNA[Ac(AATAT)-Lys-OH] an der ε-Aminofunktion von Lysin31.1 Iodoacetylation of (S) -CNA [Ac (AATAT) -Lys-OH] on the ε-amino function of lysine
690 nmol (S)-CNA[Ac(AATAT)-Lys-OH werden in 800μl 0.1 M Natriumhydrogen- carbonat/DMF (1 :2) gelöst und mit 150 Equivalenten lodessigsäure-N- succinimidylester (102 μmol, 28.9 mg) unter Lichtausschluß 2h geschüttelt. Das690 nmol (S) -CNA [Ac (AATAT) -Lys-OH are dissolved in 800μl 0.1 M sodium hydrogen carbonate / DMF (1: 2) and with 150 equivalents of N-succinimidyl iodoacetate (102 μmol, 28.9 mg) with exclusion of light Shaken for 2 hours. The
Produkt (S)-CNA[Ac(AATAT)-Lys(Nε-lodacetyl)-OH] wird direkt über präparative RP- HPLC aufgereinigt und über eine RP-C18 Kartusche entsalzt. Für schwer lösliche Oligonukleotide kann als Lösugsmittelgemisch DMSO mit 3 Equivalenten Pyridin, bezogen auf das eingesetzte Oligonukleotid, verwendet werden.Product (S) -CNA [Ac (AATAT) -Lys (N ε -lodacetyl) -OH] is purified directly using preparative RP-HPLC and desalted using an RP-C18 cartridge. For poorly soluble oligonucleotides, DMSO with 3 equivalents of pyridine, based on the oligonucleotide used, can be used as the solvent mixture.
31.2 Konjugation von (S)-CNA[Ac(AATAT)-Lys(Nε-lodacetyl)-OH] mit H-Cys-Ser- Lys-Val-Gly-OH (Konjugat 1).31.2 Conjugation of (S) -CNA [Ac (AATAT) -Lys (Nε-iodoacetyl) -OH] with H-Cys-Ser-Lys-Val-Gly-OH (conjugate 1).
106 nmol (S)-CNA[Ac(AATAT)-Lys(Nε-lodacetyl)-OH] werden in 20μl DMF gelöst und anschließend mit einer Lösung aus H-Cys-Ser-Lys-Val-Gly-OH (256 nmol, 162 μg) in 20 μl DMF/EDTA-Borax-HCI-Puffer (pH=7.5) versetzt. Der Ansatz wird 2h unter Lichtausschluß geschüttelt, bis das Oligonukleotid vollständig reagiert hat. Das CNA-Konjugat (Konjugat 1) wird anschließend direkt über RP-HPLC aufgereinigt und über eine RP-C18 Kartusche entsalzt.106 nmol (S) -CNA [Ac (AATAT) -Lys (N ε -lodacetyl) -OH] are dissolved in 20μl DMF and then with a solution of H-Cys-Ser-Lys-Val-Gly-OH (256 nmol , 162 μg) in 20 μl DMF / EDTA-Borax-HCl buffer (pH = 7.5). The mixture is shaken for 2 hours with the exclusion of light until the oligonucleotide has reacted completely. The CNA conjugate (conjugate 1) is then purified directly using RP-HPLC and desalted using an RP-C18 cartridge.
Beispiel 32:Example 32:
N-terminale Peptidkonjugation von harzgebundenen CNA-OligonukleotidenN-terminal peptide conjugation of resin-bound CNA oligonucleotides
(Konjugat 2)(Conjugate 2)
C-terminal an Harz gebundenes (S)-CNA[Lys(TTTTT)OH] (200 nmol, bezogen auf das Oligonukleotid, Beladung 0.11 mmol/g, 2 mg Harz) werden mit 300 μl einer 0.1M Natriumhydrogencarbonat / DMF (1 :2) -Lösung und 150 Equivalenten lodessigsäure- N-succinimidylester (30μmol, 8.5mg) versetzt und unter Lichtausschluss 2h geschüttelt. Anschließend werden die Harzkügelchen filtriert und mit DMF gewaschen. Das entstehende lodacetylderivat (S)-CNA[(Nε-lodacetyl)-Lys(T I I I ι )- Harz] wird im Anschluss mit 400 nmol H-Cys-Ala-Ala-Ala-Gly-NH2 in 200 μl DMF/EDTA-Borax-HCI Puffer (pH=7.5) (2:1) umgesetzt. Nach waschen mit DMF und Dichlormethan kann das Produkt mit 2M NaOH vom Harz abgespalten werden. Nach Neutalisation der NaOH-Lösung mit 1 M HCI wird das Rohprodukt direkt über eine RP-HPLC aufgereinigt und über eine RP-C18 Kartusche entsalzt.C-terminally bound to resin (S) -CNA [Lys (TTTTT) OH] (200 nmol, based on the oligonucleotide, loading 0.11 mmol / g, 2 mg resin) are mixed with 300 μl of 0.1M sodium hydrogen carbonate / DMF (1: 2) solution and 150 equivalents of iodoacetic acid N-succinimidyl ester (30 μmol, 8.5 mg) was added and shaken for 2 hours with the exclusion of light. The resin beads are then filtered and washed with DMF. The resulting iodoacetyl derivative (S) -CNA [(N ε -lodacetyl) -Lys (TIII ι) - resin] is then mixed with 400 nmol of H-Cys-Ala-Ala-Ala-Gly-NH 2 in 200 μl DMF / EDTA -Borax-HCI buffer (pH = 7.5) (2: 1) implemented. After washing with DMF and dichloromethane, the product can be split off from the resin with 2M NaOH. After neutralization of the NaOH solution with 1 M HCl, the crude product is purified directly using RP-HPLC and desalted using an RP-C18 cartridge.
Beispiel 33:Example 33:
Fluoreszenzmarkierung eines CNA-Oligonukleotides in LösungFluorescent labeling of a CNA oligonucleotide in solution
Zu einer Lösung aus 130 nmol (R)-CNA [Ac-(CTGAA)-Lys] in 50 μl DMF wird eine Lösung aus 50 μl DMF und 780 nmol DIPEA zugegeben. Die vereinte Lösung wird anschließend mit einem Cy5 Labelling Kit (ca. 150 nmol) (Amersham Pharmacia Biotech, Prod.Nr.: PA15001) umgesetzt. Der Reaktionsansatz wird 24h unter Lichtausschluss geschüttelt, bis das Oligonukleotid vollständig umgesetzt ist. Das markierte Oligonukleotid kann direkt über RP-HPLC aufgereinigt und über eine RP- C18 Kartusche entsalzt werden. Die erhaltene Verbindung ist zusammen mit dem dazugehörigen Massenspektrum in Fig. 2 A und B dargestellt. A solution of 50 μl DMF and 780 nmol DIPEA is added to a solution of 130 nmol (R) -CNA [Ac- (CTGAA) -Lys] in 50 μl DMF. The combined solution is then reacted with a Cy5 labeling kit (approx. 150 nmol) (Amersham Pharmacia Biotech, Prod.Nr .: PA15001). The reaction mixture is shaken for 24 hours with the exclusion of light until the oligonucleotide is completely converted. The labeled oligonucleotide can be purified directly using RP-HPLC and desalted using an RP-C18 cartridge. The compound obtained is shown together with the associated mass spectrum in FIGS. 2A and B.

Claims

201nr03.wo Patentansprüche:201nr03.wo claims:
1. Verfahren zur Herstellung von CNA-Oligomeren umfassend folgende Verfahrensschritte: a) Aktivierung der Carboxylfunktion eines CNA-Monomerbausteins, b) anschließende Veresterung dieses Monomerbausteins mit einer freien Hydroxylfunktion des Trägers unter basischen Bedingungen und c) nachfolgendem Aufbau des Oligomeren über repetitive Zyklen ausgehend von der Abspaltung der Schutzgruppe an der Aminogruppe des Cyclohxylringes des CNA-Monomers und anschließender Anknüpfung eines weiteren aktivierten CNA-Monomers, wobei CNA- Monomere der Formel (I) eingesetzt werden,1. A process for the preparation of CNA oligomers comprising the following process steps: a) activation of the carboxyl function of a CNA monomer block, b) subsequent esterification of this monomer block with a free hydroxyl function of the support under basic conditions and c) subsequent construction of the oligomer over repetitive cycles starting from the splitting off of the protective group on the amino group of the cyclohxyl ring of the CNA monomer and subsequent attachment of a further activated CNA monomer, CNA monomers of the formula (I) being used,
NHBoc Formel (I)NHBoc formula (I)
worin A, D und F unabhängig voneinander für eine -CR3R4-, -NR5-, -O- oder -S- Gruppe und E für eine -CR6- Gruppe stehen können, wobei R3, R4, R5 oder R6 unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder eine Cι-Cι2-Alkylgruppe stehen kann und worin B eine Nucleobase darstellt, deren primäre Aminogruppen in ungeschützter oder Boc-geschützter Form vorliegen können.wherein A, D and F can independently represent a -CR 3 R 4 -, -NR 5 -, -O- or -S- group and E for a -CR 6 - group, where R 3 , R 4 , R 5 or R 6 can independently represent a hydrogen atom or a C 1 -C 2 alkyl group and in which B represents a nucleobase, the primary amino groups of which can be present in unprotected or Boc-protected form.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nucleobase B ausgewählt ist aus der Gruppe Adenin, Guanin, Cytosin, Thymin, Uracil, Isoguanin, Isocytosin, Xanthin oder Hypoxanthin. A method according to claim 1, characterized in that the nucleobase B is selected from the group adenine, guanine, cytosine, thymine, uracil, isoguanine, isocytosine, xanthine or hypoxanthine.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass CNA-Monomere verwendet werden, die aus der Gruppe 3-tert.- Butoxycarbonyl-1-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.-butoxycarbonylamino-4- carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-thymin (Formel (II)), 1-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.- Butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1 -yl]-thymin (Formel (III)), N6-tert.-Butoxycarbonyl-9-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.-butoxycarbonylamino-4- carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-adenin (Formel (IV)), 9-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.- butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-adenin (Formel (V)), N4- tert.-Butoxycarbonyl-1-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.-butoxycarbonylamino-4- carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-cytosin (Formel (VI)), 1-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert- butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-cytosin (Formel (VII), N2-tert.-Butoxycarbonyl-9-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.-butoxycarbonylamino-4- carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-guanin (Formel (VIII)), 9-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.- butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1 -yl]-guanin (Formel (IX)) ausgewählt sind.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that CNA monomers are used which are selected from the group 3-tert-butoxycarbonyl-1 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino- 4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] thymine (formula (II)), 1 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] thymine (Formula (III)), N 6- tert-butoxycarbonyl-9 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] -adenine (Formula (IV )), 9 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] -adenine (formula (V)), N 4 - tert-butoxycarbonyl-1 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] cytosine (formula (VI)), 1 - [(1 R, 2R, 4R) -2 -tert- butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] -cytosine (formula (VII), N 2 -tert.-butoxycarbonyl-9 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert.-butoxycarbonylamino- 4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] guanine (formula (VIII)), 9 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1 -yl] guanine (formula (IX)) are selected.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aktivierung der Carbonylfunktion eines CNA-Monomerbausteins HATU, DIC, TBTU oder HBTU verwendet wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that HATU, DIC, TBTU or HBTU is used to activate the carbonyl function of a CNA monomer block.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das CNA-Oligomer oder der CNA-Monomerbaustein zusätzlich mit hydrophilen Gruppen, Markern oder biologisch aktiven Substanzen gekoppelt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the CNA oligomer or the CNA monomer unit is additionally coupled with hydrophilic groups, markers or biologically active substances.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Linker zur Kopplung phosphorylierte Buttesäure verwendet wird.6. The method according to claim 5, characterized in that phosphorylated butyric acid is used as the linker for coupling.
7. Verfahren zur Herstellung von CNA-Monomeren für die CNA- Oligomersynthese umfassend folgende Verfahrensschritte:7. A process for the preparation of CNA monomers for CNA oligomer synthesis comprising the following process steps:
a) Kopplung von eines lodlactams der Formel (XIII) a) coupling of an iodine lactam of the formula (XIII)
(XIII)(XIII)
in der A, D und F unabhängig voneinander für eine -CR3R4- Gruppe und E für eine -CR6- stehen können, wobei R3, R4 oder R6 die oben genannte Bedeutung haben, in Gegenwart einer Base an eine Nucleobase aus der Gruppe Thymin, Adenin, N6-Benzoyl-adenin, N6- Dimethylaminoethylen-adenin, Cytosin, N4-Benzoyl-cytosin oder 2- Amino-6-chlor-purin, b) anschließender Schutz des Stickstoffs des Lactamrings mit einer Boc- Schutzgruppe und c) nukleophile Ringspaltung zum gewünschten CNA-Monomer, wobei im Falle der Verwendung des 2-Amino-6-chlor-purins der Chlorsubstituent in eine Ketogruppe überführt wird.in which A, D and F can independently represent a -CR 3 R 4 group and E represents a -CR 6 -, where R 3 , R 4 or R 6 have the meaning given above, in the presence of a base on a Nucleobase from the group thymine, adenine, N 6 -benzoyl-adenine, N 6 -dimethylaminoethylene-adenine, cytosine, N 4 -benzoyl-cytosine or 2-amino-6-chloro-purine, b) subsequent protection of the nitrogen of the lactam ring with a Boc protective group and c) nucleophilic ring cleavage to the desired CNA monomer, the chlorine substituent being converted into a keto group if the 2-amino-6-chloro-purine is used.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Jodlactam 8- Jod-2-azabicyclo[3.3.1]nonan-3-on eingesetzt wird.8. The method according to claim 7, characterized in that 8-iodo-2-azabicyclo [3.3.1] nonan-3-one is used as iodine lactam.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die nukleophile Ringspaltung zum CNA-Monomer mit LiOH oder LiOOH durchgeführt wird.9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the nucleophilic ring cleavage to the CNA monomer is carried out with LiOH or LiOOH.
10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführung der Boc-Schutzgruppen durch Zugabe von Pyrokohlensäure-di- tert.-butylester in Gegenwart von Triethylamin und DMAP erfolgt. 10. The method according to claim 7 to 9, characterized in that the introduction of the Boc protective groups is carried out by adding di-tert-butyl pyrocarbonate in the presence of triethylamine and DMAP.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10 zur Herstellung des Thymin- Monomers, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lithiumsalz des Thymins als Edukt eingesetzt wird.11. The method according to any one of claims 7 to 10 for the production of the thymine monomer, characterized in that a lithium salt of the thymine is used as starting material.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10 zur Herstellung des Guanin- Monomers, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführung des Chlorsubsitutenten in eine Ketogruppe in Gegenwart von (CH3)3N, 3-OH- Propionitril und DBU erfolgt.12. The method according to any one of claims 7 to 10 for the production of the guanine monomer, characterized in that the conversion of the chlorosubstitute is carried out in a keto group in the presence of (CH 3 ) 3 N, 3-OH-propionitrile and DBU.
13. CNA-Monomere zur direkten Oligomerisierung mit der Struktur 3-tert.- Butoxycarbonyl-1-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.-butoxycarbonylamino-4- carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-thymin (Formel (II)), 1-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert- Butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-thymin (Formel (III)), N6-tert.-Butoxycarbonyl-9-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.-butoxycarbonylamino-4- carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-adenin (Formel (IV)), 9-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert- butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-adenin (Formel (V)), N4 tert.-Butoxycarbonyl-1-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.-butoxycarbonylamino-4- carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-cytosin (Formel (VI)), 1-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert- butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-cytosin (Formel (VII), N2-tert.-Butoxycarbonyl-9-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert.-butoxycarbonylamino-4- carboxymethyl-cyclohex-1-yl]-guanin (Formel (VIII)), 9-[(1 R, 2R, 4R)-2-tert- butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1 -yl]-guanin (Formel (IX)) ausgewählt sind.13. CNA monomers for direct oligomerization with the structure 3-tert-butoxycarbonyl-1 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] -thymine ( Formula (II)), 1 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethylcyclohex-1-yl] thymine (formula (III)), N 6 -tert.-butoxycarbonyl -9 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] -adenine (formula (IV)), 9 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] -adenine (formula (V)), N 4 tert-butoxycarbonyl-1 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert.- butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] cytosine (formula (VI)), 1 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] - cytosine (formula (VII), N 2 -tert.-butoxycarbonyl-9 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert.-butoxycarbonylamino-4-carboxymethyl-cyclohex-1-yl] guanine (formula (VIII )), 9 - [(1 R, 2R, 4R) -2-tert-butoxycarbonylamino-4-carboxymethylcyclohex-1-yl] guanine (formula (IX)) are selected.
14. Heteroduplice enthaltend ein CNA-Oligomer und ein dazu komplementäres p- RNA-Oligomer.14. Heteroduplice containing a CNA oligomer and a complementary p-RNA oligomer.
15. Heteroduplice nach Anspruch 14 enthaltend CNA-Oligomere mit einem 2,-4'- Cyclohexyl-Polyamid-Rückgrat.15. Heteroduplice according to claim 14 containing CNA oligomers with a 2 , -4 ' - cyclohexyl polyamide backbone.
16. Heteroduplice nach Anspruch 14 oder 15 dadurch gekennzeichnet, dass die CNA-Oligomeren aus Monomeren der Strukturformel (XI) aufgebaut sind, R2 /,.16. Heteroduplice according to claim 14 or 15, characterized in that the CNA oligomers are composed of monomers of the structural formula (XI), R2 / ,.
I D,I D,
BB
R1 Strukturformel (II)R1 structural formula (II)
worin B für eine Nucleobase und R1 für eine NH2-Gruppe und R2 für eine CH2-COOH-Gruppe steht und A, D und F unabhängig voneinander eine - CR3R4-, -NR5-, -O- oder -S- Gruppe und E eine -CR6- Gruppe sein können, wobei R3, R4, R5 oder R6 unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder eine Cι-Cι2-Alkylgruppe stehen können.in which B stands for a nucleobase and R1 for an NH 2 group and R2 for a CH 2 -COOH group and A, D and F independently of one another a - CR 3 R 4 -, -NR 5 -, -O- or - S group and E can be a -CR 6 group, where R 3 , R 4 , R 5 or R 6 can independently represent a hydrogen atom or a C 1 -C 2 -alkyl group.
17. Heteroduplice nach einem der Ansprüche 14 bis 16 mit der Strukturformel (XII)17. Heteroduplice according to one of claims 14 to 16 with the structural formula (XII)
Strukturformel (XII) worin B und B' komplementäre Nucleobasenpaare darstellen.Structural formula (XII) where B and B 'represent complementary nucleobase pairs.
18. Heteroduplice nach einem der Ansprüche 14 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass das CNA-Oligomer oder das p-RNA-Oligomer modifiziert ist.18. Heteroduplice according to one of claims 14 to 17, characterized in that the CNA oligomer or the p-RNA oligomer is modified.
19. Heteroduplice nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, dass das CNA- Oligomer und/oder das p-RNA-Oligomer mit einem Peptid, einem Protein, einem radioaktiven Marker oder einem Farbstoff modifiziert ist und/oder das CNA-Oligomer mit einer N-terminalen Phosphatgruppe modifiziert ist.19. Heteroduplice according to claim 18, characterized in that the CNA oligomer and / or the p-RNA oligomer is modified with a peptide, a protein, a radioactive marker or a dye and / or the CNA oligomer with an N-terminal Phosphate group is modified.
20. Heteroduplice nach einem der Ansprüche 18 oder 19 dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikationen terminal sind.20. Heteroduplice according to one of claims 18 or 19, characterized in that the modifications are terminal.
21. Heteroduplice nach einem der Ansprüche 18 bis 20 dadurch gekennzeichnet, dass als Linker am CNA-Oligomer N-terminale Hydroxycarbonsäurereste oder terminale Lysinreste vorhanden sind.21. Heteroduplice according to one of claims 18 to 20, characterized in that N-terminal hydroxycarboxylic acid residues or terminal lysine residues are present as linkers on the CNA oligomer.
22. Modifizierte CNA-Oligomere dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Fluoreszenzfarbstoff kovalent verknüpft sind.22. Modified CNA oligomers characterized in that they are covalently linked to a fluorescent dye.
23. Verwendung von CNA-p-RNA-Heteroduplice in biotechnologischen Assays.23. Use of CNA-p-RNA heteroduplice in biotechnological assays.
24. Verwendung von modifizierten CNA-Oligomeren nach Anspruch 22 in biotechnologischen Assays. 24. Use of modified CNA oligomers according to claim 22 in biotechnological assays.
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