EP4172168A1 - Method for synthesising macromolecules in solution from carbohydrate derivative units - Google Patents

Method for synthesising macromolecules in solution from carbohydrate derivative units

Info

Publication number
EP4172168A1
EP4172168A1 EP21735764.9A EP21735764A EP4172168A1 EP 4172168 A1 EP4172168 A1 EP 4172168A1 EP 21735764 A EP21735764 A EP 21735764A EP 4172168 A1 EP4172168 A1 EP 4172168A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
monomer
oligomer
synthesis
polyolefin
units
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.)
Pending
Application number
EP21735764.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jean-Jacques YOUTE TENDOUNG
Audrey SERRE
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.)
Strainchem
Original Assignee
Strainchem
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 Strainchem filed Critical Strainchem
Publication of EP4172168A1 publication Critical patent/EP4172168A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H19/00Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof
    • C07H19/02Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof sharing nitrogen
    • C07H19/04Heterocyclic radicals containing only nitrogen atoms as ring hetero atom
    • C07H19/06Pyrimidine radicals
    • C07H19/10Pyrimidine radicals with the saccharide radical esterified by phosphoric or polyphosphoric acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H1/00Processes for the preparation of sugar derivatives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H1/00Processes for the preparation of sugar derivatives
    • C07H1/06Separation; Purification
    • 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
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H3/00Compounds containing only hydrogen atoms and saccharide radicals having only carbon, hydrogen, and oxygen atoms
    • C07H3/06Oligosaccharides, i.e. having three to five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H5/00Compounds containing saccharide radicals in which the hetero bonds to oxygen have been replaced by the same number of hetero bonds to halogen, nitrogen, sulfur, selenium, or tellurium
    • C07H5/04Compounds containing saccharide radicals in which the hetero bonds to oxygen have been replaced by the same number of hetero bonds to halogen, nitrogen, sulfur, selenium, or tellurium to nitrogen
    • C07H5/06Aminosugars
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/55Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups

Definitions

  • the present invention belongs to the field of the synthesis of organic macromolecules. More specifically, the present invention relates to a process for producing macromolecules of interest from units of monosaccharides or oligosaccharides or derivatives of such units. This process takes place in the liquid phase (solution) and uses soluble anchoring molecules in an organic medium and more particularly in non-polar solvents. These anchoring molecules (or liquid support) confer on the macromolecules (or intermediates) of interest, when they are linked to them: transient protection of at least one chemical function and excellent solubility in nonpolar organic solvents and consequently , purifications by simple extraction or by filtration on silica.
  • the macromolecules targeted can in particular be macromolecules of biological interest, such as oligonucleotides and oligosaccharides, and they can contain units which are not mono- or oligosaccharides.
  • the present invention relates to a new process allowing the synthesis of macromolecules comprising units of monosaccharides and / or oligosaccharides and / or their derivatives; these units can be or can comprise in particular pentoses or hexoses.
  • the present invention relates to the synthesis of oligonucleotides (or their derivatives) and the synthesis of oligosaccharides (or their derivatives).
  • oligonucleotides are prepared, on a laboratory scale, by synthesis on a solid support, with automata. Many efforts have made it possible to improve this equipment at the industrial stage for more substantial productions (> 1 kilogram).
  • therapeutic oligonucleotides have experienced a great boom triggering a real interest in these molecular species.
  • FDA Food and Drug Administration
  • the first oligonucleotide approved was fomivirsen or Vitravene TM (see MD de Smet et al., “Fomovirsen - a phosphorothioate oligonucleotide for the treatment of CMV retinitis”, Ocul. Immunol. Intiamm., 1999, 7, 189-198 and ST Cooke. et al., “RNA-Targeted Therapeutics”, Cell Metabolism, 2018, 27, 714-739), an oligodeoxynucleotide consisting of 21 units linked by phosphorothioate bonds. It is used in the treatment of cytomegalovirus retinitis.
  • Macugen TM pegaptanib sodium
  • Kynamro TM mipomersen sodium
  • AMD age-related macular degeneration
  • oligonucleotides in the liquid phase begins with the attachment of the anchor molecule to the 3 'end of a nudeoside; elongation taking place from 3 'to 5'.
  • the first cycle of synthesis begins with the entry into play of a phosphorylated nucleoside derivative in the 3 'position (phosphoramidite or H-phosphinate or phosphotriester), which will react with the alcohol in the 5' position of the anchored nudeoside. on a synthetic support. With the exception of the alcohol entering into the reaction, all the other nucleophilic functions must be protected beforehand.
  • the amines of the nucleic bases are preferentially protected by acylation (benzoyfe for cytosine and adenine, isobutyl for guanine) while the alcohol functions of deoxyribose and ribose are respectively masked by trityl ethers (dimethoxytrityl or monomethoxytrityl) in the 5 'position and / or by silyfe ethers (terf-butyldimethylsilyl or triisopropylsilyloxymethyl) in position 2 '.
  • acylation benzoyfe for cytosine and adenine, isobutyl for guanine
  • trityl ethers diimethoxytrityl or monomethoxytrityl
  • silyfe ethers terf-butyldimethylsilyl or triisopropylsilyloxymethyl
  • nucleoside phosphoramidites see SL Beaucage & MH Caruthers, ⁇ r Dooxynuclaoside Phosphoramidites - A naw Class ofKay Intermadiatas for Deoxypdynudaotida Synthasis ”, Tetrahedron Letters, 1981, 22, 1859-1862
  • nucleosides H-phosphonates the reactions of H-phosphonates coupling are followed by an oxidation reaction to lead to the corresponding phosphotriesters.
  • nucleoside phosphates the corresponding phosphotriesters are obtained by esterification with the preceding nudeoside (see C. B. Reese & Z. Pei-Zhuo, “Phosphotriestar Approach to tha Synthasis of Oligonucleotides: A Raappraisal”, J.
  • the Bonora group has successfully synthesized oligonucleotides on a gram scale while considerably reducing the handling time (see “HELP (High Efficlency Liquid Phase) new oligonucleotide synthesis on soluble potymeric support” , Nucleic Acids Research, 1990,18, 3155-3159 and “Large scale, liquid phase synthesis of oligonucleotides by the phosphoramidite approach”, Nucleic Acids Research, 1993, 21, 1213-1217).
  • HELP High Efficlency Liquid Phase
  • PEG polyethylene glycols
  • advantages such as: the use of acetonitrile as a solvent; obtaining oligonucleotides of good purity; simplified purifications (at each stage); the possibility of achieving reasonable amounts of oligonucleotides; versatility at the level of coupling reactions (phosphoramidites, H-phosphonate (see KJ Padiya et al., "Large Scale, Liquid Phase Oligonucleotide Synthesis byAlkyl H-phosphonate Approach", Bioorg. Med. Chem., 2000, 8, 337 -342) and phosphates) and the reduction in the quantity of monomers involved.
  • the main obstacles to the use of PEGs on an industrial scale are: the large number of precipitation stages; excessive consumption of solvents and the cost of nanofiltration membranes.
  • the first ionic anchoring molecule in this case of the imidazolium type, was described (RA Donga et al., “A Novel Approach to Oligonucleotide Synthesis Using an Imidazolium Ion Tag as a Soluble Support”, J. Org Chem., 2006, 71, 7907-7910).
  • Purification of the elongating oligonucleotide is accomplished by precipitation and extraction. In an Industrial vision, this liquid support is weighted by the large volume of solvent necessary for the purifications of the growing oligonucleotide.
  • Soluble ⁇ -cyclodextrin anchoring molecules based on D-glucopyranose, have demonstrated their efficiency for the synthesis of oligonucleotides in the liquid phase (A. Gimenez Molina et al., “Acetylated and Methylated ⁇ -Cydodextnns as Viable Soluble Supports for the Synthesis of Short 2-Oligodeoxynbo-nudeotides in Solution ”, Molécules, 2012, 17, 12102-12120).
  • the advantages associated with these soluble supports are their cost and a reduction in the quantity of monomers required for the coupling steps.
  • the weak points of these matrices lie in the level of purification. In fact, for each cycle, purification by chromatography column is compulsory.
  • anchor molecules consisting of derivatives of functionalized pentaerythritol. They have been used for DNA synthesis (V. Kungurtsev et al., “Solution-Phase Synthesis of Short Oligo-2'-deoxyribonucleotides by Using Clustered Nucleosides as a Soluble Support”, (Eur. J. Org. Chem. ., 2013, 6687-6693) and RNA (A. Gimenez Molina et al., “Solution phase synthesis of short oligoribonucleotides on a precipitative tetrapodal support”, Beilstein J. Org.
  • Gallic acid derivatives as a soluble carrier, have also been used for the production of oligonucleotides in solution (see JP 2010-275254 and WO 2013/179412 as well as the publications by S. Kim et al., ⁇ R Liquid -Phase RNA Synthesis by Using Alkyl-Chain- Soluble Support ”, Chem. Eur. J., 2013, 19, 8615-8620, and by T. Shoji et al.,“ Synthesis of Conjugated Oligonucleotide in Solution Phase Using Alkyl-chain -soluble Support ”, Chem. - Lett., 2014, 43, 1251-1253). Using these, in combination with phosphoramidite chemistry, the synthesis of RNA (21-mer) was achieved in excellent yield (26%) and good purity (78%). However, the numerous purification steps (> 50) make these anchoring molecules unsuitable for industrial use.
  • Ajiphase TM as an anchor molecule for the production of oligonucleotides has certain advantages: the anchored oligomers can be purified by simple precipitation in acetonitrile or methanol; the number of phosphoramidite equivalents is low ( ⁇ 2 equivalents); the overall yield is improved and the consumption of solvents is reduced. However, the main limitation of this process remains the purification (one precipitation per cycle).
  • the present invention also relates to oligosaccharides, formerly called "carbohydrates". They are involved in several biological processes and play an essential role in the living world In fact, sugars are involved in the structure of essential molecules such as nucleic acids (ribose and deoxyribose). Oligosaccharides and polysaccharides are made up of monosaccharides linked together by a glycosidic bond. With a view to understanding the roles of sugars in the living world, chemists have made conceptual and practical advances allowing access to increasingly complex oligosaccharides (M. Panza et al., ⁇ R Automated Chemical Oligosaccharide Synthesis: Novel Approach to Traditional Challenges ”, Chem. Rev.
  • this oligosaccharide synthesis approach involves some problems such as: the choice of the solid support, the design of the spacer, the selection of the protecting groups, the follow-up of the reactions, the choice of the donor or acceptor monomers and the final release.
  • the target oligosaccharide of the matrix see PH Seeberger & SJ Danishefsky, “Solid-Phase Synthesis of Oligosaccharides and Glycoconjugates by the Glycai Assembly Method: A Five Year Retrospective”, Acc. Chem. Res., 1998, 31, 685- 695; PH Seeberger & W.-C.
  • anchoring molecules makes it possible to combine the advantages of synthesis in liquid phase and synthesis in solid phase (the homogeneity of the reaction medium, due to the fact that the supports are soluble, this which allows linear kinetics; the possibility of reducing the quantity of expensive reagents as well as the solvents; the possibility of implementing large-scale reactions (batch or batch); simplified purifications of the macromolecules during elongation, of the reagents in excess and by-products.
  • the present invention proposes to resolve the difficulties left in the prior art, in particular as regards the purification technique by, on the one hand, the derivation protective groups which could be soluble in nonpolar solvents and on the other hand, by the use of polyolefins or oligomers of polyolefins or polyalkenes, capable of causing selective solubility during the production of biological macromolecules (oligonucleotides and oligosaccharides) in liquid phase (or solution).
  • polystyrene resin and in particular of polyisobutenes (PIB) derivatives, as protecting groups or anchoring molecules or liquid supports or anchoring matrices, allows the synthesis of these macromolecules in solution. (halogenated and / or non-halogenated solvents) while facilitating their purification by liquid-liquid extraction.
  • PIB polyisobutenes
  • the present invention therefore relates to the synthesis of macromolecules by successive elongation of various units, which are predominantly carbohydrate derivatives which may be identical or different.
  • Said macromolecules can in particular be oligonucleotides or oligosaccharides.
  • a first object of the present invention is a process for the synthesis of macromolecules composed of U units which are predominantly monosaccharides or monosaccharide derivatives which may be identical or different, said macromolecules having a first and a second end, said synthesis process proceeding by successive elongation of said second end by an M monomer or oligomer having at least two functions, and said process being characterized in that:
  • the first unit U1 of said macromolecule corresponding to an M1 monomer or a terminal unit of an M1 oligomer, is fixed by a covalent bond (ether, ester or any other functions compatible with the present process ) to an anchoring molecule soluble in organic solvents, said covalent bond resulting from a reaction of a first of the functions of said M1 monomer or of said M1 oligomer with a function of said anchor molecule, the second termination is possibly a another function of said M1 monomer or of said M1 oligomer having been protected, prior to said reaction, by at least one first protective group GP1, and possibly by a second protective group GP2 and an umpteenth protective group GPn;
  • a second step in a second step called deprotection, one of said protective groups GP1 or GP2 or GPn is removed, leaving on said monomer M1 or said oligomer M1 at least one free chemical function;
  • a third step called coupling, reacting a second M2 monomer or M2 oligomer, carrying at least one free chemical function and at least one function chemical protected by a protective group GP3, so that its free chemical function forms, by reaction with said free function of said first monomer M1 or oligomer M1, a covalent bond, thus creating a new molecule formed by said monomer M1 or oligomer M1 , attached by its first termination to said anchor molecule, and said M2 monomer or M2 oligomer, attached to another of its termini, and said method being characterized in that said anchor molecule comprises a polyolefin chain or an oligomer of polyolefin or a polyalkene, with at least 5 monomer units, and preferably between 10 and 50 monomer units
  • an nth Mn monomer or Mn oligomer can be added by coupling; this process makes it possible to synthesize macromolecules.
  • the method comprises at least one step in which said macromolecule fixed to said anchoring molecule is separated from the reaction medium by the liquid-liquid extraction technique in an apolar organic solvent with a polar solvent (or a mixture of polar solvent) immiscible .
  • the real challenge is therefore to maintain the selective solubility of the anchored M1 monomer or oligomer after the deprotection and coupling reactions with respect to the by-products of said reactions.
  • the method may include a step in which said macromolecule is completely deprotected. After the coupling of the last monomer or oligomer, the protective groups of the macromolecule are removed.
  • Said monosaccharide units or monosaccharide derivatives are in particular derivatives of pentoses (and in particular of nucleosides) or of hexoses.
  • nucleosides such as C-nucleosides, acyclic nucleosides, carboxylic nucleosides, imino-C-nucleosides, nucleosides having modified bases; all of these molecules must be used in a suitably protected form.
  • Other usable monosaccharide derivatives are osamines (amino sugars), such as glucosamine, galactosamine, mannosamine, meglumine.
  • the bond between two successive units is a bond of the osidic type (and preferably of the glycosidic type or of the phosphorylated type (in particular of the ose-1-phosphate type) or of the carbohydrate type or of the N-heteroside type or of the S-heteroside type.
  • some of the U units may not be monosaccharides or monosaccharide derivatives.
  • these U units can be selected from amino acids and lipids (isoprene derivatives).
  • Said anchor molecule advantageously has a mass average molecular mass of between 300 and 20,000, and preferably between 500 and 15,000.
  • Its polyolefin chain is an oligomer or a polymer constructed from monomers which are preferably identical.
  • said polyolefin or polyolefin or polyalkene oligomer chain has been obtained by polymerization of a monomer.
  • This monomer is advantageously biobased.
  • said polyolefin or polyolefin or polyalkene oligomer chain comprises a number of unsaturated carbon-carbon bonds not exceeding 5%, and preferably not exceeding 3%.
  • a second object of the invention is the use of a process according to any one of the embodiments of the invention for the synthesis of oligonucleotides or oligosaccharides.
  • the monomer unit typically consists of a suitably protected phosphorylated nucleoside (or oligonucleotide chain) (scheme 1). This unit will react with the alcohol in the 5 'position of a nucleoside (or of an oligonucleotide chain) suitably protected on the nucleic base and / or in the 2' position of the sugar and anchored in the 3 'position on a support. liquid. [Chem 1]
  • the monomeric unit typically consists of a donor glycosyl (or of an oligosaccharide chain) suitably protected or not and carrying a Z group, in the anomeric position, which may be without s Limit therein to a cyclic hemiacetal, an acetate, a thioglycoside, a phosphate or an imidate.
  • the alcohol function of an acceptor glycoside (or of an oligosaccharide chain) suitably protected or not and anchored on a liquid support will react with the said monomer unit (diagram 2).
  • the method according to the invention can be implemented with identical or different units.
  • an oligosaccharide which is a homopolymer, that is to say which consists of identical monosaccharide units. It is also possible to synthesize an oligosaccharide from different monosaccharide units. It is also possible to use units which are disaccharides, trisaccharides or longer oligosaccharides.
  • oligonucleotides can be synthesized from identical or different phosphorylated nucleoside (or oligonucleotide) units.
  • oligonucleotides 3 'nucleosides (2-cyanoethyl ⁇ ⁇ , ⁇ -dialkylphosphoramidite) or 3' nucleosides - (H-phosphonates) or nucleoside phosphates (di or triesters) can be used.
  • 3 'nucleosides (2-cyanoethyl ⁇ ⁇ , ⁇ -dialkylphosphoramidite) or 3' nucleosides - (H-phosphonates) or nucleoside phosphates (di or triesters)
  • donor glycosyls suitably protected or not. In both cases, the coupling reactions known to those skilled in the art are applied.
  • the method according to the invention also makes it possible to synthesize mixed polysaccharides comprising monosaccharide units and nucleotide units.
  • the method according to the invention also makes it possible to introduce into the macromolecule units which are or do not include either oligosaccharides or oligonucleotides.
  • anchoring molecules or solubilizing molecules or anchoring matrices They must be soluble in an apolar solvent. They consist of a polyolefin chain having at least 5 monomer units, and preferably between 10 and 50 units; they are polyolefins or oligomers of polyolefins or polyalkenes.
  • the anchoring molecules are functionalized at at least one of their ends to allow protection or attachment of the initial monomer (or oligomer) unit.
  • Said anchor molecule may include in each of its units identical or different alkyl groups, which are preferably selected from the group formed by methyl and ethyl.
  • Said polyolefin chain advantageously has an average molecular weight of between 300 and 20,000, and preferably between 500 and 15,000.
  • Said polyolefin chain may comprise a number of unsaturated carbon-carbon bonds not exceeding 5%, and preferably not exceeding 3%.
  • Preferably it is a polyisobutene chain (abbreviated as PIB).
  • Diagram 3 shows certain PIBs which can be used within the framework of the invention; in these formulas, X represents a spacer which carries the function intended to react with the first unit U1 of the macromolecule to achieve anchoring on the liquid support.
  • the method according to the invention provides access to high purity macromolecules.
  • This process induces an advantageous E factor (environmental factor) owing to the fact that the purifications are carried out by the liquid-liquid extraction technique, with quantities of reasonable solvent, which makes it possible to minimize the stages of purification by chromatography columns; resulting in financial savings.
  • E factor environmental factor
  • said anchor molecule comprises a polyolefin chain (or is a polyolefin chain) terminated by at least one group selected from the group (spacer) formed by an aliphatic chain (branched or not and unsaturated or not) , a (hetero) cyde and / or a (hetero) aryl (substituted or not).
  • the mass average molecular mass of the anchoring molecules apart from their terminal functionalization, is between 300 and 20,000, and preferably between 500 and 15,000. Above a mass average molecular mass around 20,000, these molecules may have a viscosity that is too high, which could limit their solubility in organic solvents.
  • Certain PIB derivatives used in the context of the present invention are commercially available as ligands for homogeneous catalysis.
  • 2-methyl-3- [polyisobutyl (12)] propanol (mass average molecular weight 757, including terminal functionalization) or 4- [polyisobutyl (18)] phenol (mass weight average molecular weight 1104, including terminal functionalization) which are distributed, respectively, under the references 06-1037 and 06-1048 by the company Strem Chemicals.
  • the anchoring molecules act as protective groups, alcohol functions and / or any other functions which need to be inert under the conditions of the process which is the subject of the present invention.
  • the alcohol function in position 3 ′ of ribose / deoxyribose and / or an amine of the nucleic base can be masked, simultaneously or not, with at least one solubilizing protective group.
  • the initial anomeric function is anchored (protected) with a solubilizing protecting group.
  • a solubilizing protecting group such as cyclohexane, heptane (s) or hexane (s).
  • anchoring molecules soluble in organic solvents as described above facilitates the purification of the anchored monomers and oligomers by simple liquid-liquid extraction or simple filtration on silica.
  • certain polar solvents such as water and / or ethanol and / or acetonitrile
  • anchoring molecules which can be synthesized simply and directly from commercially available precursors, in particular certain polyisobutenes derivatives.
  • conventional protecting groups can be linked to PIB, such as benzyl, silyl or carboxylic acid derivatives.
  • Diagram 4 shows some structures, which are not exhaustive, capable of playing the role of a protective group in the synthesis of oligonucleotides.
  • the initial monomer (or oligomer) is fixed to the anchoring molecule according to reactions known as a function of the chemical functions in an appropriate solvent, such as mixtures of solvents (halogenated or not). , and at a temperature between - 50 ° C and 150 ° C.
  • the chemical functions of the monomer (or oligomer), incompatible with this process can be temporarily masked by appropriate protective groups such as ttertbutyldimethylsilyl (abbreviated TBDMS or TBS), dimethoxytrityl (abbreviated DMTr ) or any other protective group compatible with the present process.
  • TBDMS ttertbutyldimethylsilyl
  • DMTr dimethoxytrityl
  • the protective groups can be derived, preferably in situ, to form compounds soluble in a polar solvent (or a mixture of polar solvent).
  • the monomer (or oligomer) anchored on a GDP derivative whose primary alcohol is protected by a trityl group is cleaved in an acidic medium in the presence of a trapping agent (scavengers) of the corresponding carbocation (trityl) making it possible to make it soluble in aqueous (or polar) phase.
  • Trityl carbocation trapping agents include, but are not limited to thioglycolic acid, 3-mercaptoproprionic acid, 3-mercapto-1-propanesulfonic acid, cysteine or thiomalic acid (or mercaptosuccinic acid).
  • said anchoring molecule reacts with a first suitably protected monomer (or oligomer), leading to a covalent bond, such as an ester or O-glycoside bond, between these two molecular species.
  • the monomers having chemical functions incompatible with the reaction conditions of the elongation cycle (or iteration) can be temporarily masked by a solubilizing protective group.
  • the chemical functions may be masked by one or more solubilizing protective groups and by one or more conventional protective groups such as: benzoyl, acetyl, tert-butyledimethylsilyl.
  • the process for synthesizing macromolecules is carried out using units of monomers (or oligomers) linked to an anchor molecule as a starting point.
  • the first cycle of elongation begins with a selective deprotection in an acidic medium and in the presence of a trapping agent, if it is a trityl derivative, of the protecting group in position 5 'of the anchored nucleoside.
  • the first cycle of elongation begins with a reaction between a donor glycosyl suitably protected or not and a glycoside anchored and deprotected on the alcohol function which will be involved in the reaction.
  • the protective group is a trityl derivative, it is deprotected in an acidic medium in the presence of a trapping agent
  • the integration of a unit (or iteration) of monomer requires several steps.
  • said macromolecule is formed of n monomer units, a chemical function of which is linked to an anchoring molecule.
  • the oligomer chain grows by successive elongation (or cycle) or iteration, and during each of these steps a unit of monomer or oligomer is added to the end of the free alcohol.
  • apolar organic solvent preference is given to hydrocarbons having only carbon and hydrogen atoms, such as linear alkanes, branched alkanes and cycloalkanes, and particularly preferred are cyclohexane, heptanes and hexanes.
  • the process makes it possible to obtain oligomers of high purity, after total deprotection and detachment of the anchoring molecules, to be used according to their destination, for example as an active principle for tests. preclinical, clinical care or any other application.
  • the anchor molecules can be reused (recycled) in the process according to the invention.
  • the extraction solvents can be reused (recycled) in the process according to the invention.
  • the method according to the invention can be automated and / or carried out in flow chemistry. detailed description
  • carboxylic acid chain includes monosaccharides, oligosaccharides and polysaccharides as well as compounds derived from monosaccharides by reduction of the carbonyl function (in particular of the aldehyde or ketone function), by oxidation of at least a functional group at the end of the carboxylic acid chain or by replacement of one or more hydroxyl groups by a hydrogen atom, an amino group, a thiol group or any similar atom. This term also includes derivatives of such compounds.
  • glycosylamine means a compound in which a carbohydrate is linked to an amine group in the anomeric position.
  • nucleoside denotes a ribosyl or deoxyribosyl type derivative of certain pyrimidine or purine type bases, and more specifically glycosylamines consisting of a nucleic base linked to the anomeric carbon atom of a pentose residue, generally of ribose (ribonucleoside) or deoxyribose (deoxyribonucleoside), through a glycosidic bond from the N 1 nitrogen atom of a pyrimidine or the N 9 atom of a purine.
  • nucleotide denotes an organic molecule which is the basic building block of a nucleic acid such as DNA or P RNA; this molecule is composed of a nucleic base, of an ose with five carbon atoms, and finally of one to three phosphate groups.
  • protecting group denotes a molecule used for the reversible protection of a functional group during a chemical reaction to render said functional group unreactive in said chemical reaction process which would have transformed said unprotected functional group.
  • the term "functional group” means an atom or group of atoms which can react with other functional groups.
  • Examples of functional groups are the following groups: aldehyde, carboxylic acid, phosphoric acid, phosphonic acid, sulfonic acid, amine (primary or secondary), ketone, alkyl halide, hydrazine, hydroxylamine, hydroxyl, isocyanate, isothiocyanate, thiol.
  • macromolecule denotes a high molecular mass molecule designed from a succession of low molecular mass units. These units can be linked individually and successively to form a chain; can also coupling an oligomer comprising several of these units. In general, these units can be identical or different. Macromolecules can be of synthetic, biological, or a combination of both. They can include one or more functional groups.
  • the term "macromolecule” as used herein includes polymers; in the case of a polymer, said unit is called a monomer.
  • polymer denotes a macromolecule comprising repeating structural units, i.e. monomers, linked by chemical bonds in a linear, circular, branched, crosslinked, dendrimeric manner or a combination thereof. It is understood that a polymer can for example also comprise at least one functional group.
  • a polymer is called “homopolymer” if the polymer is composed of the same monomers and is called “copolymer” if the polymer is composed of different monomers.
  • the anchoring molecules or solubilizing protecting groups or anchoring matrix are polyolefins, or more precisely polyolefin oligomers (polyolefins also being called polyalkenes) and their derivatives, i.e. they carry at least one functional group.
  • the process according to the invention uses polyolefins, or more precisely polyolefin oligomers (polyolefins also being called polyalkenes), and their derivatives as anchoring molecule or protective group or anchoring matrix, several functional groups of various monomers, at least monofunctional, linked by a covalent bond (ester, amide, ether, thioether or any other suitable chemical functions), making the new monomeric derivative soluble in non-polar liquid phase.
  • Polyolefin molecules consist of a chain of carbon atoms connected by single bonds. They can comprise branches made up of identical or different alkyl groups, but preferably identical.
  • the polymers consist of a number of monomer units of at least 10 and preferably between 15 and 50.
  • Homopolymers are preferred, but co-polymers (saturated or not) can be used.
  • unsaturated polymers or copolymers the number of unsaturated bonds in the chain of carbon atoms advantageously does not exceed 5%, and preferably does not exceed 3%.
  • these are polyisobutenes (PIB) derivatives, a class of polymers known since the 1930s of the last century, but polypropylene derivatives can also be used.
  • PIB polyisobutenes
  • anchoring molecules used in the process according to the invention are preferably in the form of functionalized derivatives.
  • Schemes 4 and 5 above show a number of GDP derivatives with their functionalizations which are suitable for carrying out the present invention.
  • these anchoring molecules are linked to a monomer (or oligomer) unit, by a covalent bond such as amide, ether, thioether, thioester ester, sulfonylhydrazide or acylhydrazide (non-exhaustive list).
  • a covalent bond such as amide, ether, thioether, thioester ester, sulfonylhydrazide or acylhydrazide (non-exhaustive list).
  • This functionalization of the anchor molecules is generally in the terminal position, that is to say preferably at one of the ends of the chain of carbon atoms.
  • the multifunctional monomers can be functionalized with derivatives of PIB via a covalent bond, in the form of ester, ether, thioether, thioester or any other chemical functions compatible with the present invention. process. This amounts to playing a role of protective group solubilizing monomers (or oligomers).
  • Polyolefin oligomers used as anchor molecules are typically characterized by a weight average molecular weight, but "pure" oligomers which have identical molecules of a given chain length can also be used.
  • the functionalization of the PIB leads to various molecular structures, capable of playing the role of solubilizing protective groups, of an at least bifunctional molecule (or intermediate) of interest, during a multi-step synthesis. It is understood that the protecting group is also at least monofunctional. Otherwise, the chemical function not involved in the bond between the GDP derivative and the molecule (or Intermediate) of interest must be inert or suitably protected, to avoid any parasitic products or side reactions.
  • the chemical functions of the monomer (or of the oligomer) not involved in the covalent bond with the GDP derivative, directly or indirectly, must be passive or suitably protected, in order to avoid the formation of products. Unwanted.
  • the molecule resulting from the reaction between the derivative of PIB and a monomer (or oligomer), via the formation of a covalent bond, directly or not is characterized in that it has a low solubility in water ( ⁇ 30 mg / ml). It is in this sense that the derivative of PIB acts as a solubilizing molecule.
  • the molecule resulting from the reaction between the derivative of PIB and a monomer (or oligomer), via the formation of a covalent bond, directly or indirectly is characterized in that the derivative of PIB significantly increases the solubility of the monomer (or oligomer) in nonpolar solvents (cyclohexane, heptane (s), hexane (s) or aromatic solvents) or any other suitable solvent.
  • the new monomeric (or oligomeric) derivative has a selective solubility (a high partition coefficient) for an apolar solvent during a liquid-liquid extraction (in the presence of water or of a water / ethanol mixture or even water. / acetonitrile), making the purification process simple, fast and inexpensive.
  • the protective reaction between the PIB derivative and a monomer (or oligomer), via the formation of a covalent bond, directly or indirectly (spacer), is carried out in any solvent or inert liquid which can dissolve the reactants, at a appropriate temperature.
  • Applicable solvents pure or in mixtures, include, but are not limited to, halogenated and non-halogenated hydrocarbons.
  • the preferred solvents are dichloromethane and toluene (alone or in the presence of N-N-dimethylformamide).
  • the deprotection steps can be carried out using reaction conditions known to those skilled in the art. Without being exhaustive, we can cite saponification, hydrolysis and hydrogenolysis. More specifically, the method of solubilizing a suitably protected and anchored monomer (or oligomer), via a covalent bond, according to the invention, is characterized in that it is solubilized in an organic solvent. It is in that the anchor molecule acts as a solubilizing molecule and a protecting group for a chemical function of the monomer (or an oligomer).
  • the monomer (or oligomer), suitably protected and bound to a covalently anchoring molecule (of various kinds), is characterized in that its solubility in water is low ( ⁇ 30 mg / ml). It is in this sense that the anchor matrix acts as a solubilizing entity. This derivation significantly increases the solubility of the new molecule to such an extent that it becomes soluble in nonpolar organic solvents.
  • the monomers (or oligomers) anchored on a derivative of PIB have a high partition coefficient (selective solubility (or selective distribution)) for the nonpolar organic phase during a liquid-liquid extraction in the presence of cyclohexane or heptane ( s) or hexane (s) and water or a water / ethanol mixture or else water / acetonitrile, thus allowing simple and rapid purification.
  • the present invention opens up the possibility of convergent synthesis of long oligomers, which can be achieved using at least two suitably protected oligomer fragments, at least one of which is linked to an anchor molecule.
  • Reaction Scheme 6 shows a complete sequence to produce an oligonucleotide. More precisely, in a first step called anchoring, a first unit of monomer (in this case a derivative of deoxyribose) protected by a protective group (in this case DMTr) is attached to a liquid support molecule according to the invention. ; the product obtained is purified by liquid-liquid extraction. In a second step called deprotection, the protective group (DMTr) is removed and trapped in an acidic medium in the presence of a scavenger and the product obtained is purified by extraction. liquid-liquid. It is preferable to carry out anchoring and deprotection (with entrapment) without isolation of the intermediate protected alcohol.
  • Scheme 6 Synthesis of oligonucleotides.
  • the protecting groups can be derivatized, preferably in situ, to form compounds soluble in a (or mixture of) polar solvent.
  • the monomer (or oligomer) anchored on a derivative of PIB whose primary alcohol is protected by a trltyle group is cleaved in an acidic medium in the presence of a scavenger (scavenger) of the corresponding carbocation (trityl) making it possible to render it soluble in aqueous (or polar) phase.
  • a scavenger scavenger
  • trityl carbocation
  • the trapping agents of the trityl carbocation can advantageously be selected from the group formed by: thioglycolic acid, 3-mercaptoproprionic acid, 3-mercapto-1-propanesulfonic acid, cysteine, thiomalic acid, mercaptosuccinic acid.
  • thioglycolic acid 3-mercaptoproprionic acid
  • 3-mercapto-1-propanesulfonic acid cysteine
  • thiomalic acid mercaptosuccinic acid.
  • a third step called coupling / oxidation (sulfurization) we introduce a second unit of monomer (in this case a phosphorylated derivative of ribose) protected by a protective group (in this case DMTr).
  • a second unit of monomer in this case a phosphorylated derivative of ribose
  • a protective group in this case DMTr.
  • the coupling reaction is carried out in the presence of tetrazole or any other suitable reagents (benzylthio-1 H-tetrazole (BTT), 4,5-dicyanoimidazole), followed by a reaction of oxidation (metachloroperbenzoic acid (mCPBA), iodine, 2-butanone peroxide).
  • mCPBA metalachloroperbenzoic acid
  • 2-butanone peroxide iodine, 2-butanone peroxide
  • this dinucleotide which is still bound to the liquid support molecule according to the invention, can be deprotected and then detached from this support. Alternatively, he can enter a new cycle for the addition of a third unit, and so on.
  • Reaction Scheme 8 shows a complete sequence to produce an oligosaccharide. More precisely, in a first step called anchoring, a first unit of monomer (in this case a hexose derivative) protected or not by a first protective group, more resistant (GP) and by a second protective group or not, more labile, called temporary (GPt) is attached to a liquid support molecule in the anomeric position according to the invention; this compound is purified by extraction. In a second step called selective deprotection, said second protective group (GR) is removed and then the compound is purified by extraction.
  • a first step a first unit of monomer (in this case a hexose derivative) protected or not by a first protective group, more resistant (GP) and by a second protective group or not, more labile, called temporary (GPt) is attached to a liquid support molecule in the anomeric position according to the invention; this compound is purified by extraction.
  • a second step called selective deprotection said second protective
  • a second unit of monomer in this case a derivative of glycosyl donor protected or not
  • a second unit of monomer is added and coupled to said first unit to form a anchored disaccharide; reagents and side products are removed by liquid-liquid extraction.
  • this disaccharide is deprotected and then separated from the liquid support. Alternatively, it can enter a new cycle, after selective deprotection of a functional group, if necessary, to initiate a new cycle, and so on.
  • anchoring molecules preference is given to those which are capable of being produced by a polymerization technique from simple monomers.
  • polyisobutenes PIB
  • the monomer of polyisobutenes, namely isobutene, can be manufactured industrially from bio-based raw materials, and PIBs can be prepared from bio-based isobutene by simple polymerization.
  • the present invention can be implemented with biobased anchoring molecules, and in particular with biobased PIB.
  • biobased content is defined in standard ISO 16620-1: 2015 ⁇ r Plastics - Biobased content - part 1: General principles ”, in particular by a definition of the terms“ biobased synthetic polymer ”,“ biobased synthetic polymer content ” , “Biobased carbon content” and “biobased mass content”, as well as in standards ISO 16620-2: 2015 “Plastics - Biobased content - part 2: Determination of biobased carbon content” and ISO 16620-3: 2015 “Plastics - Bio-based content - part 3: Determination of the content of bio-based synthetic polymer”, for the methods for determining and quantifying the bio-based character.
  • the anchoring molecules used in the context of the present invention have a biobased carbon content greater than 90%, preferably greater than 93%, and even more preferably greater than 95%.
  • the method according to the invention has many advantages.
  • a first advantage is that it makes it possible to obtain oligomers bound to a matrix with good purity by simple liquid-liquid extraction in an apolar organic solvent and water or a water / ethanol mixture or else water / acetonitrile or by filtration on silica, causing the elimination of by-products (salts, excess reagents or any other molecular species) which are not bound to the derivatives of polyolefins or oligomers of polyolefins or polyalkenes.
  • Nonpolar organic solvents such as cyclohexane, heptane (s), hexane (s) which have flash points ⁇ 15 ° C, are suitable for solubilizing the derivatives of polyolefins or of oligomers of polyolefins or polyalkenes during l extraction or washing.
  • the process according to the invention therefore makes it possible to facilitate the purification steps and to produce less waste (effluents and stationary phase).
  • a second advantage which is particularly interesting, is the possibility of automating the process according to the invention.
  • a third advantage is the possibility of recycling the extraction solvents as well as your anchoring molecules (polyolefins or oligomers of polyolefins or polyalkenes), in particular on an industrial scale. Indeed, these protecting groups can be easily removed at the end of synthesis by reactions usually used in organic synthesis (such as hydrolysis, saponification, hydrogenolysis or any other reaction compatible with the present process) and recycled. This proves that the process according to the invention is in line with green or sustainable chemistry, unlike current production methods.
  • a fourth advantage of the invention lies in the possibility of accessing large oligomers, either by modulating the size of the anchor molecule, or by moving towards convergent synthesis, or by introducing one or more molecules. (s) anchoring on monomeric units.
  • a fifth advantage is the possibility of controlling the purity of the oligomer during synthesis, at each step by the different analysis techniques such as mass spectrometry, high performance liquid chromatography, nuclear magnetic resonance of the proton or carbon-13.
  • a sixth advantage is the possibility of implementing, on an industrial scale, without expensive equipment.
  • the macromolecules produced by this process can be used as pharmaceuticals, cosmetics, phytosanitary products or agrifood products, or to access any of these products.
  • the preferred anchor molecules namely the polyisobutene derivatives, can be prepared from bio-based isobutene, as explained above.
  • the anchored methyl ester (1 equivalent) was dissolved in a tetrahydrofuran / DMSO / water (8/1/1) (0.1 M) mixture.
  • Lithium hydroxide (3 equivalents) is added to the reaction medium and then the reaction medium is stirred at room temperature for 12 h.
  • the reaction medium was extracted three times with cyclohexane and washed successively with a hydrochloric acid solution (1N), an ethanol / water mixture (90/10), brine, dried over sodium sulfate, filtered, concentrated under pressure. reduced and the residue is purified by filtration on silica, if necessary, to yield the corresponding carboxylic acid.
  • Example 5 [Chem 13] To a solution of the RIB-phenol derivative (1 equivalent) in toluene (0.1 M), with stirring and at room temperature, was added succinic anhydride (2 equivalents) followed by triethylamine (3 equivalents). The reaction medium was heated at 60 ° C. for 16 h then cooled to room temperature. After adding a hydrochloric acid solution (1N), the reaction medium was extracted three times with cyclohexane and the organic phase was washed successively with an ethanol / water mixture (90/10), brine, dried. over sodium sulfate, filtered, concentrated under reduced pressure and the residue is purified by filtration over silica, if necessary, to yield the corresponding ester.
  • succinic anhydride 2 equivalents
  • triethylamine 3 equivalents
  • the reaction medium was heated at 60 ° C. for 16 h then cooled to room temperature. After adding a hydrochloric acid solution (1N), the reaction medium was extracted three times with cyclohexan
  • reaction medium 5'-0- (4,4'-dimethoxytrityl) thymidine (1.1 equivalent), ethyl- (N-dNim-ethylamino) propylcarbodiimide hydrochloride (EDCI) (1.1 equivalent) and A- (N, N-dimethylamino) -pyridine (DMAP) (0.5 equivalent); then the reaction medium was heated at 40 ° C for 18 h.
  • reaction medium was evaporated then extracted with cyclohexane, washed 3 times with an ethanol / water mixture (90/10), brine, dried over sodium sulfate, filtered, concentrated under reduced pressure and the residue is purified by filtration through silica, if necessary, to lead to the corresponding anchored thymidine.
  • reaction medium was evaporated then extracted with cyclohexane, washed 3 times with an ethanol / water mixture (90/10), brine, dried over sodium sulfate, filtered, concentrated under reduced pressure and the residue is purified by filtration through silica, if necessary, to lead to the corresponding anchored thymidine.
  • Example 10 [Chem 18] To a solution of the derivative of 5'-0- (4,4'-dimethoxytrityl) thymidine anchored (1 equivalent) in a THF / H2O mixture (0.1 M), at room temperature, were added mercaptosuccinic acid (5 equivalents) then dichloroacetic acid (5% V) then the reaction medium was stirred for 1 h. The reaction medium was evaporated then extracted with cydohexane, washed 3 times with an ethanol / water mixture (90/10), brine, dried over sodium sulfate, filtered, concentrated under reduced pressure to yield the deprotected derivative of thymidine corresponding anchor.
  • reaction medium was evaporated then extracted with cyclohexane, washed 3 times with an ethanol / water mixture (90/10), brine, dried over sodium sulfate, filtered, concentrated under reduced pressure to yield the PIB-acyl hydrazide derivative. corresponding.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for synthesising macromolecules made up of units U that are mostly monosaccharides or monosaccharide derivatives, by successive elongation of a first unit U1 attached by a covalent bond to an anchor molecule soluble in organic solvents. The elongation takes place by coupling with a monomer or oligomer M having at least two functions. The method is characterised in that the anchor molecule comprises a polyolefin chain or a polyolefin oligomer or a polyalkene, with at least 5 monomer units, and preferably between 10 and 50 monomer units, the polyolefin chain preferably being a polyisobutene chain.

Description

PROCÉDÉ DE SYNTHÈSE EN SOLUTION DE MACROMOLÉCULES À PARTIR D'UNITÉS DE DÉRIVÉS DE GLUCIDES PROCESS FOR SYNTHESIS IN SOLUTION OF MACROMOLECULES FROM UNITS OF CARBOHYDRATE DERIVATIVES
Domaine technique de l’Invention La présente invention appartient au domaine de la synthèse de macromolécules organiques. Plus spécifiquement, la présente invention concerne un procédé de production de macromolécules d'intérêt à partir d’unités de monosaccharides ou oligosaccharides ou de dérivés de telles unités. Ce procédé se déroule en phase liquide (solution) et utilise des molécules d’ancrage solubles en milieu organique et plus particulièrement dans des solvants apolaires. Ces molécules d’ancrage (ou support liquide) confèrent aux macromolécules (ou intermédiaires) d’intérêt, lorsqu’elles en sont liées : une protection transitoire d’au moins une fonction chimique et une excellente solubilité dans des solvants organiques apolaires et en conséquence, des purifications par simple extraction ou par filtration sur silice. Les macromolécules visées peuvent notamment être des macromolécules d'intérêt biologique, tels que les oligonucléotides et les oligosaccharides, et elles peuvent contenir des unités qui ne sont pas des mono- ou oligosaccharides. Technical Field of the Invention The present invention belongs to the field of the synthesis of organic macromolecules. More specifically, the present invention relates to a process for producing macromolecules of interest from units of monosaccharides or oligosaccharides or derivatives of such units. This process takes place in the liquid phase (solution) and uses soluble anchoring molecules in an organic medium and more particularly in non-polar solvents. These anchoring molecules (or liquid support) confer on the macromolecules (or intermediates) of interest, when they are linked to them: transient protection of at least one chemical function and excellent solubility in nonpolar organic solvents and consequently , purifications by simple extraction or by filtration on silica. The macromolecules targeted can in particular be macromolecules of biological interest, such as oligonucleotides and oligosaccharides, and they can contain units which are not mono- or oligosaccharides.
État de la technique La présente invention concerne un nouveau procédé permettant la synthèse de macromolécules comportant des unités de monosaccharides et/ou d’oligosaccharides et/ou de leurs dérivés ; ces unités peuvent être ou peuvent comporter notamment des pentoses ou des hexoses. Ainsi et plus particulièrement, la présente invention concerne la synthèse d’oligonucléotides (ou de leurs dérivés) et la synthèse d’oligosaccharides (ou de leurs dérivés). STATE OF THE ART The present invention relates to a new process allowing the synthesis of macromolecules comprising units of monosaccharides and / or oligosaccharides and / or their derivatives; these units can be or can comprise in particular pentoses or hexoses. Thus and more particularly, the present invention relates to the synthesis of oligonucleotides (or their derivatives) and the synthesis of oligosaccharides (or their derivatives).
Habituellement, les oligonucléotides sont préparés, à l'échelle du laboratoire, par la synthèse sur support solide, avec des automates. De nombreux efforts ont permis d’améliorer ces équipements au stade industriel pour des productions plus conséquentes (> 1 kilogramme). Cependant, depuis la fin du siècle dernier, les oligonucléotides thérapeutiques ont connu un grand essor déclenchant un réel intérêt pour ces espèces moléculaires. A ce jour, plus d'une centaine d'oligonucléotides sont en cours d'essais cliniques et huit médicaments ont été approuvés par la Food and Drug Administration (FDA) (voir Y. S. Sanghvi, «A Status Update for Modified Oligonucleotides for Chemotherapeutics Aviations », Curr. Protoc. Nucleic Acid Chem., 2011, 46:4.1.1- 4.1.22.). Le premier oligonucléotide approuvé fut le fomivirsen ou Vitravene™ (voir M. D. de Smet et al., « Fomovirsen - a phosphorothioate oligonucleotide for the treatment of CMV retinitis », Ocul. Immunol. Intiamm., 1999, 7, 189-198 et S. T. Cooke et al., « RNA- Targeted Therapeutics », Cell Metabolism, 2018, 27, 714-739), un oligodésoxynucléotide constitué de 21 motifs liés par des liaisons phosphorothioates. Il est utilisé dans le traitement de la rétinite à cytomégalovirus. Usually, the oligonucleotides are prepared, on a laboratory scale, by synthesis on a solid support, with automata. Many efforts have made it possible to improve this equipment at the industrial stage for more substantial productions (> 1 kilogram). However, since the end of the last century, therapeutic oligonucleotides have experienced a great boom triggering a real interest in these molecular species. To date, more than a hundred oligonucleotides are in clinical trials and eight drugs have been approved by the Food and Drug Administration (FDA) (see YS Sanghvi, "A Status Update for Modified Oligonucleotides for Chemotherapeutics Aviations" , Curr. Protoc. Nucleic Acid Chem., 2011, 46: 4.1.1-4.1.22.). The first oligonucleotide approved was fomivirsen or Vitravene ™ (see MD de Smet et al., “Fomovirsen - a phosphorothioate oligonucleotide for the treatment of CMV retinitis”, Ocul. Immunol. Intiamm., 1999, 7, 189-198 and ST Cooke. et al., “RNA-Targeted Therapeutics”, Cell Metabolism, 2018, 27, 714-739), an oligodeoxynucleotide consisting of 21 units linked by phosphorothioate bonds. It is used in the treatment of cytomegalovirus retinitis.
Plus tard, le Macugen™ (pegaptanib sodium) et le Kynamro™ (mipomersen sodium) ont été approuvés successivement en 2004 et 2013, respectivement indiqués dans le traitement de la forme néovasculaire (humide) de la dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA) et dans le traitement de l'hypercholestérolémie familiale homozygote (voir Sanghvi et Schulte, Curr. Opin. Drug Discovery Dev. 2004, 6, 765). Later, Macugen ™ (pegaptanib sodium) and Kynamro ™ (mipomersen sodium) were approved successively in 2004 and 2013, respectively indicated for the treatment of the neovascular (wet) form of age-related macular degeneration (AMD). ) and in the treatment of homozygous familial hypercholesterolemia (see Sanghvi and Schulte, Curr. Opin. Drug Discovery Dev. 2004, 6, 765).
Jusqu’à présent, la synthèse d’oligonucléotides en phase solide a permis de produire, en routine, des oligonucléotides à l'échelle du kilogramme, avec de bonnes qualités (voir Sanghvi, Y. S. (2019) « Large-scale automated synthesis oftherapeutic oligonucleotides : A status update ", paru dans S. Agrwal & M. J. Gait (Eds.) Advances in nucleic acid therapeutic (pp. 453-473)). Bien que de nombreux efforts d’optimisations aient été accomplis, les procédés de productions d’oligonucléotides sont encore perfectibles. La synthèse d’oligonucléotides en phase liquide se positionne, de plus en plus, comme une réponse efficace à la production d’oligonucléotides. Until now, the synthesis of oligonucleotides in solid phase has made it possible to produce, in routine, oligonucleotides on the scale of the kilogram, with good qualities (see Sanghvi, YS (2019) "Large-scale automated synthesis oftherapeutic oligonucleotides : A status update ", published in S. Agrwal & MJ Gait (Eds.) Advances in nucleic acid therapeutic (pp. 453-473)). Although many optimization efforts have been made, the production methods of Oligonucleotides can still be improved The synthesis of oligonucleotides in the liquid phase is increasingly positioned as an efficient response to the production of oligonucleotides.
Quelle que soit la phase (solide (hétérogène) ou liquide (solution)) où a lieu la réaction, la synthèse d’oligonucléotides se résume en la formation de liaisons esters phosphoriques entre des nucléosides, selon un ordre défini (voir H. Lonneberg, « Synthesis of oligonucleotides on a soluble support», Beilstein J. Org. Chem., 2017, 13, 1368-1387 et A. Molina & Y. S. Sanghvi, <r Liquid-Phase Oligonucleotide Synthesis : Past, Présent, and Future Prédictions », Current Protocole in Nucleic Acid Chemlstry, 2019, 77 (1)). Souvent, la synthèse d'oligonucléotides en phase liquide (acide désoxyribonucléique (ADN) ou acide ribonucléique (ARN)) débute par la fixation de la molécule d’ancrage sur l’extrémité 3’ d’un nudéoside ; l’élongation s’effectuant de 3' vers 5’. A ce stade, le premier cycle de synthèse commence avec l’entrée en jeu d’un dérivé nucléosidique phosphorylé en position 3’ (phosphoramidite ou H-phosphinate ou phosphotriester), qui va réagir avec l'alcool en position 5’ du nudéoside ancré sur un support de synthèse. A l'exception de l'alcool entrant en réaction, toutes les autres fonctions nucléophiles doivent être préalablement protégées. Ainsi, les amines des bases nucléiques sont préférentiellement protégées par acylation (benzoyfe pour la cytosine et l’adénine, isobutyle pour la guanine) alors que les fonctions alcools du désoxyribose et du ribose sont respectivement masquées par des éthers de trityle (diméthoxytrityle ou monométhoxytrityle) en position 5‘ et/ou par des éthers de silyfe (terf-butyldiméthylsilyle ou triisopropylsilyloxymethyle) en position 2’. Whatever the phase (solid (heterogeneous) or liquid (solution)) where the reaction takes place, the synthesis of oligonucleotides is summed up in the formation of phosphoric ester bonds between nucleosides, in a defined order (see H. Lonneberg, "Synthesis of oligonucleotides on a soluble support", Beilstein J. Org. Chem., 2017, 13, 1368-1387 and A. Molina & YS Sanghvi, <r Liquid-Phase Oligonucleotide Synthesis: Past, Present, and Future Predictions ", Current Protocol in Nucleic Acid Chemlstry, 2019, 77 (1)). Often, the synthesis of oligonucleotides in the liquid phase (deoxyribonucleic acid (DNA) or ribonucleic acid (RNA)) begins with the attachment of the anchor molecule to the 3 'end of a nudeoside; elongation taking place from 3 'to 5'. At this stage, the first cycle of synthesis begins with the entry into play of a phosphorylated nucleoside derivative in the 3 'position (phosphoramidite or H-phosphinate or phosphotriester), which will react with the alcohol in the 5' position of the anchored nudeoside. on a synthetic support. With the exception of the alcohol entering into the reaction, all the other nucleophilic functions must be protected beforehand. Thus, the amines of the nucleic bases are preferentially protected by acylation (benzoyfe for cytosine and adenine, isobutyl for guanine) while the alcohol functions of deoxyribose and ribose are respectively masked by trityl ethers (dimethoxytrityl or monomethoxytrityl) in the 5 'position and / or by silyfe ethers (terf-butyldimethylsilyl or triisopropylsilyloxymethyl) in position 2 '.
Selon la nature du nudéoside phosphorylé choisi, les conditions opératoires de la réaction de couplage sont différentes. Dans le cas des nucléosides phosphoramidites (voir S. L. Beaucage & M. H. Caruthers, <r Dooxynuclaoside Phosphoramidites - A naw Class ofKay Intermadiatas for Deoxypdynudaotida Synthasis », Tetrahedron Letters, 1981, 22, 1859- 1862) et des nucléosides H-phosphonates, les réactions de couplage sont suivies par une réaction d’oxydation pour conduire aux phosphotriesters correspondants. Dans le cas des nucléosides phosphates, les phosphotriesters correspondants sont obtenus par estérifications avec le nudéoside précédent (voir C. B. Reese & Z. Pei-Zhuo, « Phosphotriestar Approach to tha Synthasis of Oligonucleotides : A Raappraisal », J.Depending on the nature of the phosphorylated nudeoside chosen, the operating conditions of the coupling reaction are different. In the case of nucleoside phosphoramidites (see SL Beaucage & MH Caruthers, <r Dooxynuclaoside Phosphoramidites - A naw Class ofKay Intermadiatas for Deoxypdynudaotida Synthasis ”, Tetrahedron Letters, 1981, 22, 1859-1862) and of nucleosides H-phosphonates, the reactions of H-phosphonates coupling are followed by an oxidation reaction to lead to the corresponding phosphotriesters. In the case of nucleoside phosphates, the corresponding phosphotriesters are obtained by esterification with the preceding nudeoside (see C. B. Reese & Z. Pei-Zhuo, “Phosphotriestar Approach to tha Synthasis of Oligonucleotides: A Raappraisal”, J.
Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1993, 2291-2301, V. A. Efimov et al., « Application of naw catalytic phosphate protacting groupe for tha highly efficient phosphotriestar oligonucleotide synthasis », Nudeic Acids Res. 1986, 14, 6525-6540, G. van der Marel et al., <r A Naw Approach to tha Synthasis of Phosphotriestar Intermadiatas of Nuclaosides and Nudeic Acids », Tetrahedron Lett., 1981 , 22, 3887-3890 et E. de Vroom et al., <r Usa of a 1-hydroxybenzotriazole activatad phosphorylating raagant towards tha synthasis of short RNA fragments in solution », Nudeic Adds Res., 1986, 14, 5885-5900). Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1993, 2291-2301, V. A. Efimov et al., “Application of naw catalytic phosphate protacting group for tha highly efficient phosphotriestar oligonucleotide synthasis”, Nudeic Acids Res. 1986, 14, 6525-6540, G. van der Marel et al., <R A Naw Approach to tha Synthasis of Phosphotriestar Intermadiatas of Nuclaosides and Nudeic Acids ”, Tetrahedron Lett., 1981, 22, 3887-3890 and E. de Vroom et al., <R Usa of a 1-hydroxybenzotriazole activatad phosphorylating raagant towards tha synthasis of short RNA fragments in solution ”, Nudeic Adds Res., 1986, 14, 5885-5900).
Diverses molécules d'ancrage ont été décrites dans la littérature en relation avec la synthèse d'oligonucléotides en phase liquide. Historiquement, les fondations de la synthèse d'oligonucléotides ont été posées par les travaux de Hayatsu et Khorana (voir <r Daoxyribooligonudaotida Synythasis on a Potymar Support », J. Am. Chem. Soc. 1966, 88, 13, 3182-3183). Cette approche inspirée de la méthodologie de synthèse peptidique décrite par Merriefield, utilisait un polystyrène soluble comme molécule d'ancrage (5-0- monométhoxytrityle (MMTr) greffé). Cependant, ce polystyrène devient insoluble dans les solvants organiques au-delà de trois nucléotides, et en conséquence, l’isolation du produit devient faible. Various anchoring molecules have been described in the literature in relation to the synthesis of oligonucleotides in the liquid phase. Historically, the foundations for oligonucleotide synthesis have been laid by the work of Hayatsu and Khorana (see <r Daoxyribooligonudaotida Synythasis on a Potymar Support ", J. Am. Chem. Soc. 1966, 88, 13, 3182-3183) . This approach, inspired by the peptide synthesis methodology described by Merriefield, used a soluble polystyrene as the anchor molecule (5-0-monomethoxytrityl (rMMT)). However, this polystyrene becomes insoluble in organic solvents beyond three nucleotides, and as a result, the insulation of the product becomes poor.
D’autres polymères ont été étudiés, tels que la cellulose (Biochemistry 1968, 7, 8, 2809- 2813) ou l’alcool polyvinylique (H. Schott et al., <r Uquid-Phasa-Synthasa vonOther polymers have been studied, such as cellulose (Biochemistry 1968, 7, 8, 2809-2813) or polyvinyl alcohol (H. Schott et al., <R Uquid-Phasa-Synthasa von
Oligothymidylphosphatan », Die Makromolekulare Chemie, 1973, 173, 247-251). Dans ces deux cas, lors de l'incorporation du premier nucléoside sur le support, une réaction dite de coiffage, des groupes hydroxyles libres (non fonctionnalisés), est nécessaire afin d'éviter la présence d'oligonucléotides tronqués en fin de synthèse. Dans les années 90, une autre catégorie de polymère a été largement étudiée en tant que molécule d'ancrage : le polyéthylène glycol (ou PEG). Avec ce type de supports solubles, le groupe de Bonora a réussi la synthèse d’oligonucléotides à l'échelle du gramme tout en réduisant considérablement le temps de manipulation (voir « HELP (High Efficlency Liquid Phase) new oligonucleotide synthesis on soluble potymeric support», Nucleic Acids Research, 1990,18, 3155-3159 et « Large scale, liquid phase synthesis of oligonucleotides by the phosphoramidite approach », Nucleic Acids Research, 1993, 21, 1213-1217). Oligothymidylphosphatan ”, Die Makromolekulare Chemie, 1973, 173, 247-251). In in these two cases, during the incorporation of the first nucleoside on the support, a so-called capping reaction, of the free (non-functionalized) hydroxyl groups, is necessary in order to avoid the presence of truncated oligonucleotides at the end of the synthesis. In the 1990s, another category of polymer was widely studied as an anchor molecule: polyethylene glycol (or PEG). With this type of soluble supports, the Bonora group has successfully synthesized oligonucleotides on a gram scale while considerably reducing the handling time (see "HELP (High Efficlency Liquid Phase) new oligonucleotide synthesis on soluble potymeric support" , Nucleic Acids Research, 1990,18, 3155-3159 and “Large scale, liquid phase synthesis of oligonucleotides by the phosphoramidite approach”, Nucleic Acids Research, 1993, 21, 1213-1217).
Plus récemment, le groupe de Livingston a développé et utilisé des membranes de séparations moléculaires par nanofiltration (voir P. R. J. Gaffhey et al., « Uquid-Phase Synthesis of 2’-Methyl-RNA on a Homostar Support through Organi--Solvent Nanofiltration », Chem. Eur. J., 2015, 21, 9535-9543 et J. F. Kim et al., « Organic Solvent Nanofimltration (OSN) : A New Technology Platform for Liquid-Phase Oligonucleotide Synthesis (LPOS) », Org. Proc. Res. Dev., 2016, 20, 1439-1452). Elles permettent de faciliter et d’accélérer les étapes de purification des oligonucléotides en croissance. More recently, Livingston's group has developed and used membranes for molecular separations by nanofiltration (see PRJ Gaffhey et al., “Uquid-Phase Synthesis of 2'-Methyl-RNA on a Homostar Support through Organi - Solvent Nanofiltration”, Chem. Eur. J., 2015, 21, 9535-9543 and JF Kim et al., “Organic Solvent Nanofiltration (OSN): A New Technology Platform for Liquid-Phase Oligonucleotide Synthesis (LPOS)”, Org. Proc. Res. Dev., 2016, 20, 1439-1452). They make it possible to facilitate and accelerate the stages of purification of the growing oligonucleotides.
D’une façon générale, l’utilisation de polyéthylène glycols (PEG) comme matrice d'ancrage à plusieurs avantages tels que : l'utilisation de i'acétonitrile comme solvant ; l’obtention d’oligonucléotides de bonne pureté ; des purifications simplifiées (à chaque étape) ; la possibilité d’atteindre des quantités raisonnables d’oligonucléotides ; la polyvalence au niveau des réactions de couplages (phosphoramidites, H-phosphonate (voir K. J. Padiya et al., «r Large Scale, Liquid Phase Oligonucleotide Synthesis byAlkyl H- phosphonate Approach », Bioorg. Med. Chem., 2000, 8, 337-342) et phosphates) et la diminution de la quantité de monomères mise en jeu. Les principaux verrous à l'utilisation des PEG à l’échelle industrielle sont : le grand nombre d'étapes de précipitations ; une consommation excessive de solvants et le coût des membranes de nanofiltration. In general, the use of polyethylene glycols (PEG) as an anchoring matrix has several advantages such as: the use of acetonitrile as a solvent; obtaining oligonucleotides of good purity; simplified purifications (at each stage); the possibility of achieving reasonable amounts of oligonucleotides; versatility at the level of coupling reactions (phosphoramidites, H-phosphonate (see KJ Padiya et al., "Large Scale, Liquid Phase Oligonucleotide Synthesis byAlkyl H-phosphonate Approach", Bioorg. Med. Chem., 2000, 8, 337 -342) and phosphates) and the reduction in the quantity of monomers involved. The main obstacles to the use of PEGs on an industrial scale are: the large number of precipitation stages; excessive consumption of solvents and the cost of nanofiltration membranes.
En 2017, l'utilisation d'un dérivé d’adamantane a ôté décrite comme molécule d’ancrage pour la synthèse d’oligonucléotides en phase liquide (A. Schwenger et al., «r Solution- Phase Synthesis of Branched Oligonucleotides with up to 32 Nucléotides and the Réversible Formation of Materials », Eur. J. Org. Chem., 2017, 5852-5864). Un avantage de ce support réside dans la purification par simple extraction. Le principal inconvénient de cette molécule d'ancrage est son faible facteur E (qui exprime le rapport massique déchet/produit désiré) car un grand volume de solvant est nécessaire pour les différentes étapes de purification par extraction. Le même groupe de recherche a décrit un dérivé d’adamantane tétrasubstitué comme molécule d’ancrage pour la synthèse d’oligonucléotides en phase liquide. Là aussi, le grand volume de solvant nécessaire pour les purifications et l’excès de monomères de phosphoramidites freinent son développement au niveau industriel. In 2017, the use of an adamantane derivative was described as an anchoring molecule for the synthesis of oligonucleotides in liquid phase (A. Schwenger et al., “R Solution- Phase Synthesis of Branched Oligonucleotides with up to 32 Nucleotides and the Reversible Formation of Materials ”, Eur. J. Org. Chem., 2017, 5852-5864). An advantage of this support lies in the purification by simple extraction. The main drawback of this anchoring molecule is its low factor E (which expresses the waste / product mass ratio desired) because a large volume of solvent is necessary for the various stages of purification by extraction. The same research group described a tetrasubstituted adamantane derivative as an anchor molecule for the synthesis of oligonucleotides in the liquid phase. Here too, the large volume of solvent required for the purifications and the excess of phosphoramidite monomers are hindering its development at industrial level.
En 2006, la première molécule d'ancrage ionique, en l'occurrence de type imidazolium, a été décrite (R. A. Donga et al., «A Novel Approach to Oligonucleotide Synthesis Using an Imidazolium Ion Tag as a Soluble Support», J. Org. Chem., 2006, 71, 7907-7910). La purification de l’oligonucléotide en cours d'élongation s’opère par précipitation et extraction. Dans une vision Industrielle, ce support liquide est lesté par le grand volume de solvant nécessaire pour les purifications de l'oligonucléotide en croissance. In 2006, the first ionic anchoring molecule, in this case of the imidazolium type, was described (RA Donga et al., “A Novel Approach to Oligonucleotide Synthesis Using an Imidazolium Ion Tag as a Soluble Support”, J. Org Chem., 2006, 71, 7907-7910). Purification of the elongating oligonucleotide is accomplished by precipitation and extraction. In an Industrial vision, this liquid support is weighted by the large volume of solvent necessary for the purifications of the growing oligonucleotide.
Des molécules d’ancrage de type β-cyclodextrines solubles, à base de D-glucopyranose, ont démontré leur efficacité pour la synthèse d'oligonucléotides en phase liquide (A. Gimenez Molina et al., « Acetylated and Methylated β-Cydodextnns as Viable Soluble Supports for the Synthesis of Short 2-Oligodeoxynbo-nudeotides in Solution », Molécules, 2012, 17, 12102-12120). Les avantages associés à ces supports solubles sont leur coût et une diminution de la quantité de monomères nécessaire pour les étapes de couplage. Les points faibles de ces matrices résident au niveau de la purification. En effet pour chaque cycle, une purification par colonne de chromatographie est obligatoire. Soluble β-cyclodextrin anchoring molecules, based on D-glucopyranose, have demonstrated their efficiency for the synthesis of oligonucleotides in the liquid phase (A. Gimenez Molina et al., “Acetylated and Methylated β-Cydodextnns as Viable Soluble Supports for the Synthesis of Short 2-Oligodeoxynbo-nudeotides in Solution ”, Molécules, 2012, 17, 12102-12120). The advantages associated with these soluble supports are their cost and a reduction in the quantity of monomers required for the coupling steps. The weak points of these matrices lie in the level of purification. In fact, for each cycle, purification by chromatography column is compulsory.
Une autre catégorie de molécules d’ancrage, constituée de dérivés du pentaérythritol fonctionnalisé, a été décrite. Ils ont été utilisés pour la synthèse de l’ADN (V. Kungurtsev et al., « Solution-Phase Synthesis of Short Oligo-2’-deoxyribonucleotides by Using Clustered Nucleosides as a Soluble Support », (Eur. J. Org. Chem., 2013, 6687-6693) et de l’ARN (A. Gimenez Molina et al., « Solution phase synthesis of short oligoribonucleotides on a precipitative tetrapodal support », Beilstein J. Org. Chem., 2014, 10, 2279-2285 et Current Organic Synthesis, 2014, 12, 202-207). Les avantages de ce support liquide sont : la possibilité d’effectuer les réactions d’élongation selon la chimie des phosphoramidites ou des phosphotriesters ; la stabilité de la matrice ; la présence de quatre sites d'ancrage ; des purifications par précipitation. Another category of anchor molecules, consisting of derivatives of functionalized pentaerythritol, has been described. They have been used for DNA synthesis (V. Kungurtsev et al., “Solution-Phase Synthesis of Short Oligo-2'-deoxyribonucleotides by Using Clustered Nucleosides as a Soluble Support”, (Eur. J. Org. Chem. ., 2013, 6687-6693) and RNA (A. Gimenez Molina et al., “Solution phase synthesis of short oligoribonucleotides on a precipitative tetrapodal support”, Beilstein J. Org. Chem., 2014, 10, 2279- 2285 and Current Organic Synthesis, 2014, 12, 202-207). The advantages of this liquid support are: the possibility of carrying out the elongation reactions according to the chemistry phosphoramidites or phosphotriesters; the stability of the matrix; the presence of four anchoring sites; precipitation purifications.
Les principaux obstacles à l'industrialisation de ce support liquide sont l’utilisation de deux groupes protecteurs hydrophobes (en 2’ et 5’), lors de la synthèse de TARN, et l’utilisation de monomères non commerciaux et les nombreuses purifications par précipitation. The main obstacles to the industrialization of this liquid support are the use of two hydrophobic protecting groups (in 2 'and 5'), during the synthesis of RNA, and the use of non-commercial monomers and the numerous purifications by precipitation. .
Les dérivés de l’acide gallique, comme support soluble, ont également été utilisés pour la production d’oligonucléotides en solution (voir JP 2010-275254 et WO 2013/179412 ainsi que les publications de S. Kim et al., <r Liquid-Phase RNA Synthesis by Using Alkyl-Chain- Soluble Support», Chem. Eur. J., 2013, 19, 8615-8620, et de T. Shoji et al., « Synthesis of Conjugated Oligonucleotide in Solution Phase Using Alkyl-chain-soluble Support», Chem. - Lett., 2014, 43, 1251-1253). En utilisant ces derniers, en combinaison avec la chimie des phosphoramidites, la synthèse d’un ARN (21 -mères) a été réalisée avec un excellent rendement (26%) et une bonne pureté (78%). Cependant, les nombreuses étapes de purification (> 50) rendent ces molécules d’ancrage inadaptées à une utilisation industrielle. Gallic acid derivatives, as a soluble carrier, have also been used for the production of oligonucleotides in solution (see JP 2010-275254 and WO 2013/179412 as well as the publications by S. Kim et al., <R Liquid -Phase RNA Synthesis by Using Alkyl-Chain- Soluble Support ”, Chem. Eur. J., 2013, 19, 8615-8620, and by T. Shoji et al.,“ Synthesis of Conjugated Oligonucleotide in Solution Phase Using Alkyl-chain -soluble Support ”, Chem. - Lett., 2014, 43, 1251-1253). Using these, in combination with phosphoramidite chemistry, the synthesis of RNA (21-mer) was achieved in excellent yield (26%) and good purity (78%). However, the numerous purification steps (> 50) make these anchoring molecules unsuitable for industrial use.
Dans la même veine, les molécules d’ancrage nommées Ajiphase™ ont été décrites pour la production d'oligonucléotides (voir S. Katayama & K. Mirai, «r Uquid-phase synthesis of oligonucleotides », paru dans S. Obika & M. Sekine (Eds.), “Synthesis of therapeutic oligonucleotides” ( pp. 83-95), Springer Singapore, 2018). L’utilisation d’Ajiphase™ comme molécule d’ancrage pour la production d’oligonucléotides présente certains avantages : on peut purifier les oligomères ancrés par simple précipitation dans l'acétonitrile ou le méthanol ; le nombre d’équivalents de phosphoramidite est faible (< 2 équivalents) ; le rendement global est amélioré et la consommation de solvants est réduite. Cependant, la principale limitation de ce procédé reste la purification (une précipitation par cycle). In the same vein, the anchoring molecules called Ajiphase ™ have been described for the production of oligonucleotides (see S. Katayama & K. Mirai, “r Uquid-phase synthesis of oligonucleotides”, published in S. Obika & M. Sekine (Eds.), “Synthesis of therapeutic oligonucleotides” (pp. 83-95), Springer Singapore, 2018). The use of Ajiphase ™ as an anchor molecule for the production of oligonucleotides has certain advantages: the anchored oligomers can be purified by simple precipitation in acetonitrile or methanol; the number of phosphoramidite equivalents is low (<2 equivalents); the overall yield is improved and the consumption of solvents is reduced. However, the main limitation of this process remains the purification (one precipitation per cycle).
La présente invention concerne également les oligosaccharides, appelés autrefois les « hydrates de carbone ». Ils sont impliqués dans plusieurs processus biologiques et jouent un rôle primordial dans le monde vivant En effet, les sucres sont impliqués dans la structure de molécules essentielles telles que les acides nucléiques (ribose et désoxyribose). Les oligosaccharides et les polysaccharides sont constitués de monosaccharides liés entre eux par une liaison glycosidique. Dans l’optique de la connaissance des rôles des sucres dans le monde vivant, les chimistes ont réalisé des avancées conceptuelles et pratiques permettant d’accéder à des oligosaccharides de plus en plus complexes (M. Panza et al., <r Automated Chemical Oligosaccharide Synthesis : Novel Approach to Traditional Challenges », Chem. Rev. 2018, 118, 17, 8105-8150 et M. Guberman & P. H. Seeberger, « Automated Glycan Assembly : A Perspective », J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 14, 5581-5592). Depuis les travaux de Memfield, dans les années 1960, sur la synthèse peptidique sur support solide, de nombreux chimistes ont développé des méthodes similaires, adaptées à la synthèse d’oligosaccharides, afin de pouvoir bénéficier des avantages de cette méthodologie, en l’occurrence : l’usage de réactifs en excès et les purifications par simple lavage du support solide. Toutefois, cette approche de synthèse d’oligosaccharides comporte quelques problèmes tels que : le choix du support solide, le design de l’espaceur, la sélection des groupes protecteurs, le suivi des réactions, le choix des monomères donneurs ou accepteurs et le décrochage final de l'oligosaccharide cible de la matrice (voir P. H. Seeberger & S. J. Danishefsky, « Solid-Phase Synthesis of Oligosaccharides and Glycoconjugates by the Glycai Assembly Method : A Five Year Rétrospective », Acc. Chem. Res., 1998, 31, 685-695 ; P. H. Seeberger & W.-C. Haase, « Solid-Phase Oligosaccharide Synthesis and Combinatorial Carbohydrate Libraries », Chem. Rev., 2000, 100, 4349-4393 et P. H. Seeberger, «Automated oligosaccharide synthesis », Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 19-28). En 1973, la première synthèse d'un trisaccharide sur support solide a été décrite (voir J. M. Frechet & C. Schuerch, « Solid-Phase Synthesis of Oligosaccharides. I. Prapapration of the Solid Support. Poly[p-(1-propen-3-ol-1-yl) styrene] », J. Am. Chem. Soc., 1971, 93, 492-496 ; Frechet, J. M. dans " Polymer-Supported Reactions in Organic Synthesis”, Hodge, P., Sherrington, D. C., Eds.; John Wiley & Sons Ltd: Chichester, UK, 1980, pp 407-434 et Carbohydr. Res., 1972, 399-412). The present invention also relates to oligosaccharides, formerly called "carbohydrates". They are involved in several biological processes and play an essential role in the living world In fact, sugars are involved in the structure of essential molecules such as nucleic acids (ribose and deoxyribose). Oligosaccharides and polysaccharides are made up of monosaccharides linked together by a glycosidic bond. With a view to understanding the roles of sugars in the living world, chemists have made conceptual and practical advances allowing access to increasingly complex oligosaccharides (M. Panza et al., <R Automated Chemical Oligosaccharide Synthesis: Novel Approach to Traditional Challenges ”, Chem. Rev. 2018, 118, 17, 8105-8150 and M. Guberman & PH Seeberger, “Automated Glycan Assembly: A Perspective”, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 14, 5581-5592). Since Memfield's work in the 1960s on peptide synthesis on a solid support, many chemists have developed similar methods, suitable for the synthesis of oligosaccharides, in order to benefit from the advantages of this methodology, in this case : the use of excess reagents and purifications by simple washing of the solid support. However, this oligosaccharide synthesis approach involves some problems such as: the choice of the solid support, the design of the spacer, the selection of the protecting groups, the follow-up of the reactions, the choice of the donor or acceptor monomers and the final release. of the target oligosaccharide of the matrix (see PH Seeberger & SJ Danishefsky, “Solid-Phase Synthesis of Oligosaccharides and Glycoconjugates by the Glycai Assembly Method: A Five Year Retrospective”, Acc. Chem. Res., 1998, 31, 685- 695; PH Seeberger & W.-C. Haase, “Solid-Phase Oligosaccharide Synthesis and Combinatorial Carbohydrate Libraries”, Chem. Rev., 2000, 100, 4349-4393 and PH Seeberger, “Automated oligosaccharide synthesis”, Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 19-28). In 1973, the first synthesis of a trisaccharide on a solid support was described (see JM Frechet & C. Schuerch, "Solid-Phase Synthesis of Oligosaccharides. I. Prapapration of the Solid Support. Poly [p- (1-propen- 3-ol-1-yl) styrene] ”, J. Am. Chem. Soc., 1971, 93, 492-496; Frechet, JM in“ Polymer-Supported Reactions in Organic Synthesis ”, Hodge, P., Sherrington, DC, Eds .; John Wiley & Sons Ltd: Chichester, UK, 1980, pp 407-434 and Carbohydr. Res., 1972, 399-412).
Inspirés par ces travaux, Seeberger et al., ont conçu une machine permettant la synthèse automatisée d'oligosaccharides (P.H. Seeberger, « Soiid Phase Oligosaccharide Synthesis », J. Carbohydr. Chem., 2002, 21, 613-643 et M. Weishaupt et al., « Solid Phase Synthesis of Oligosaccharides », paru dans « Methods in Enzymology», 2010, 478, 463-484). Ainsi, ils ont décrit la synthèse de plusieurs oligosaccharides complexes tels que des dérivés de dodécamères β-glucan. Inspired by this work, Seeberger et al., Designed a machine allowing the automated synthesis of oligosaccharides (PH Seeberger, “Soiid Phase Oligosaccharide Synthesis”, J. Carbohydr. Chem., 2002, 21, 613-643 and M. Weishaupt et al., “Solid Phase Synthesis of Oligosaccharides”, published in “Methods in Enzymology”, 2010, 478, 463-484). Thus, they described the synthesis of several complex oligosaccharides such as derivatives of β-glucan dodecamers.
L'utilisation de glycai à des fins de couplage glycosidique a été explorée sur support solide (J. T. Randolph et al., « Major Simplifications in Oligosaccharide Synthesis Arising from a Solid-Phase Based Method : An Application to the Synthesis of the Lewis b Antigen », J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 5712-5719 ; C. Zheng et al., "s olid Support Oligosaccharide Synthesis : Construction of β-Unked Oligosaccharides by Coupling of Glycal Derived Thioethyl Glycosyi Donors », J. Org. Chem., 1998, 63, 1126-1130 et K.A. Savin et al., «A New Polymer Support Silylene Linking Method for Hindered Hydroxyl· Bearing Systems », J. Org. Chem., 1999, 64, 4183-4186). Ce concept de couplage glycosidlque est basé sur l’activation du glycal avec un électrophile (le dimethyldioxirane par exemple). The use of glycai for glycosidic coupling has been explored on a solid support (JT Randolph et al., “Major Simplifications in Oligosaccharide Synthesis Arising from a Solid-Phase Based Method: An Application to the Synthesis of the Lewis b Antigen ”, J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 5712-5719; C. Zheng et al., "Solid Support Oligosaccharide Synthesis: Construction of β-Unked Oligosaccharides by Coupling of Glycal Derived Thioethyl Glycosyi Donors", J. Org. Chem., 1998, 63, 1126-1130 and KA Savin et al. , “A New Polymer Support Silylene Linking Method for Hindered Hydroxyl · Bearing Systems”, J. Org. Chem., 1999, 64, 4183-4186). This concept of glycosidic coupling is based on the activation of glycal with an electrophile ( dimethyldioxirane for example).
Il s’ensuit de ce qui vient d’être exposé que les principaux défis à relever pour la synthèse d’oligosaccharides en phase solide sont : l’usage d’unités de monomères en excès, l’impossibilité de contrôler l’anomérie de chaque monomère introduit, l’extrapolation à toute type de liaisons glycosidiques, la faible cinétique du clivage des espaceurs, la synthèse complexes des espaceurs, la nécessité d’un équipement spécial (susceptible de descendre à environ - 20 °C) et des capacités de productions faibles. It follows from what has just been exposed that the main challenges for the synthesis of oligosaccharides in the solid phase are: the use of excess monomer units, the impossibility of controlling the anomerism of each monomer introduced, the extrapolation to all types of glycosidic bonds, the low kinetics of the cleavage of the spacers, the complex synthesis of the spacers, the need for special equipment (likely to drop to around - 20 ° C) and production capacities weak.
En somme, la production de macromolécules, d'oligonucléotides et d'oligosaccharides, à l'échelle industrielle à moindre coût et avec une fable empreinte environnementale, est illusoire avec les méthodologies actuelles. C’est justement l’objet de la présente invention. En effet, les inventeurs ont développé une gamme de groupes protecteurs (ou molécules d’ancrage ou molécules solubilisantes ou matrices d’ancrage) capable de permettre la synthèse d’oligonucléotides et d’oligosaccharides à faible coût, faible impact environnemental et faible complexité. En d’autres termes, l’utilisation de ces molécules d’ancrage permet de combiner les avantages de la synthèse en phase liquide et de la synthèse en phase solide (l'homogénéité du milieu réactionnel, du fait que les supports sont solubles, ce qui permet des cinétiques linéaires ; la possibilité de réduire la quantité de réactifs coûteux ainsi que les solvants ; la possibilité de mettre en œuvre des réactions à grande échelle (lot ou batch) ; des purifications simplifiées des macromolécules en cours d’élongation, des réactifs en excès et des sous-produits. Ces purifications s’appuient spécifiquement sur les propriétés physicochimiques et la nature de la molécule d’ancrage, elles s’effectuent le plus souvent par la technique d’extraction liquide-liquide qui est basée sur la distribution sélective (ou coefficient de partage ou coefficient de distribution) des solutés dans deux liquides quasiment non-miscibles. In short, the production of macromolecules, oligonucleotides and oligosaccharides, on an industrial scale at a lower cost and with a fair environmental footprint, is illusory with current methodologies. This is precisely the object of the present invention. Indeed, the inventors have developed a range of protective groups (or anchoring molecules or solubilizing molecules or anchoring matrices) capable of allowing the synthesis of oligonucleotides and oligosaccharides at low cost, low environmental impact and low complexity. In other words, the use of these anchoring molecules makes it possible to combine the advantages of synthesis in liquid phase and synthesis in solid phase (the homogeneity of the reaction medium, due to the fact that the supports are soluble, this which allows linear kinetics; the possibility of reducing the quantity of expensive reagents as well as the solvents; the possibility of implementing large-scale reactions (batch or batch); simplified purifications of the macromolecules during elongation, of the reagents in excess and by-products. These purifications are based specifically on the physicochemical properties and the nature of the anchor molecule, they are most often carried out by the technique of liquid-liquid extraction which is based on the distribution selective (or partition coefficient or distribution coefficient) of solutes in two almost immiscible liquids.
Objet de l’Invention La présente invention propose de résoudre les difficultés laissées dans l’art antérieur, notamment en ce qui concerne la technique de purification par d’une part, la dérivation des groupes protecteurs qui pourraient être solubles dans des solvants apolaires et d'autre part, par l’utilisation de polyoléfines ou oligomères de polyoléfines ou polyalcènes, capable d’entraîner une solubilité sélective lors de la production de macromolécules biologiques (oligonucléotides et oligosaccharides) en phase liquide (ou solution). En effet, les inventeurs ont trouvé que l’utilisation des polyoléfines, et en particulier des dérivés de polyisobutènes (PIB), comme groupes protecteurs ou molécules d’ancrage ou supports liquide ou matrices d'ancrage, permet la synthèse de ces macromolécules en solution (solvants halogénés et/ou non halogénés) tout en facilitant leur purification par extraction liquide-liquide. OBJECT OF THE INVENTION The present invention proposes to resolve the difficulties left in the prior art, in particular as regards the purification technique by, on the one hand, the derivation protective groups which could be soluble in nonpolar solvents and on the other hand, by the use of polyolefins or oligomers of polyolefins or polyalkenes, capable of causing selective solubility during the production of biological macromolecules (oligonucleotides and oligosaccharides) in liquid phase (or solution). Indeed, the inventors have found that the use of polyolefins, and in particular of polyisobutenes (PIB) derivatives, as protecting groups or anchoring molecules or liquid supports or anchoring matrices, allows the synthesis of these macromolecules in solution. (halogenated and / or non-halogenated solvents) while facilitating their purification by liquid-liquid extraction.
La présente invention vise dès lors la synthèse de macromolécules par élongation successive d’unités diverses, qui sont majoritairement des dérivés de glucides pouvant être identiques ou differents. Lesdites macromolécules peuvent notamment être des oligonucléotides ou des oligosaccharides. The present invention therefore relates to the synthesis of macromolecules by successive elongation of various units, which are predominantly carbohydrate derivatives which may be identical or different. Said macromolecules can in particular be oligonucleotides or oligosaccharides.
Un premier objet de la présente invention est un procédé de synthèse de macromolécules composées d’unités U qui sont majoritairement des monosaccharides ou dérivés de monosaccharides pouvant être identiques ou différents, lesdites macromolécules présentant une première et une deuxième extrémité, ledit procédé de synthèse procédant par élongation successive de ladite deuxième extrémité par un monomère ou oligomère M présentant au moins deux fonctions, et ledit procédé étant caractérisé en ce que : A first object of the present invention is a process for the synthesis of macromolecules composed of U units which are predominantly monosaccharides or monosaccharide derivatives which may be identical or different, said macromolecules having a first and a second end, said synthesis process proceeding by successive elongation of said second end by an M monomer or oligomer having at least two functions, and said process being characterized in that:
- dans une première étape appelée ancrage, la première unité U1 de ladite macromolécule, correspondant à un monomère M1 ou une unité terminale d’un oligomère M1, est fixée par une liaison covalente (éther, ester ou toutes autres fonctions compatibles avec le présent procédé) à une molécule d’ancrage soluble dans des solvants organiques, ladite liaison covalente résultant d’une réaction d’une première des fonctions dudit monomère M1 ou dudit oligomère M1 avec une fonction de ladite molécule d’ancrage, la deuxième terminaison est possiblement une autre fonction dudit monomère M1 ou dudit oligomère M1 ayant été protégée, préalablement à ladite réaction, par, au moins un premier groupe protecteur GP1 , et possiblement par un deuxième groupe protecteur GP2 et un énième groupe protecteur GPn ; - in a first step called anchoring, the first unit U1 of said macromolecule, corresponding to an M1 monomer or a terminal unit of an M1 oligomer, is fixed by a covalent bond (ether, ester or any other functions compatible with the present process ) to an anchoring molecule soluble in organic solvents, said covalent bond resulting from a reaction of a first of the functions of said M1 monomer or of said M1 oligomer with a function of said anchor molecule, the second termination is possibly a another function of said M1 monomer or of said M1 oligomer having been protected, prior to said reaction, by at least one first protective group GP1, and possibly by a second protective group GP2 and an umpteenth protective group GPn;
- dans une deuxième étape appelée déprotection, l’un desdits groupes protecteur GP1 ou GP2 ou GPn est retiré, laissant sur ledit monomère M1 ou ledit oligomôre M1 au moins une fonction chimique libre ; - dans une troisième étape appelée couplage, on fait réagir un deuxième monomère M2 ou oligomôre M2, portant au moins une fonction chimique libre et au moins une fonction chimique protégée par un groupe protecteur GP3, de manière à ce que sa fonction chimique libre forme, par réaction avec ladite fonction libre dudit premier monomère M1 ou oligomère M1, une liaison covalente, créant ainsi une nouvelle molécule formée par ledit monomère M1 ou oligomère M1 , fixé par sa première terminaison sur ladite molécule d’ancrage, et ledit monomère M2 ou oligomère M2, fixé sur une autre de ses terminaisons, et ledit procédé étant caractérisé en ce que ladite molécule d'ancrage comporte une chaîne polyoléfine ou un oligomère de polyoléfine ou un polyalcène, avec au moins 5 unités de monomères, et de préférence entre 10 et 50 unités de monomères, ladite chaîne polyoléfine étant une chaîne ramifiée, et de préférence une chaîne de polyisobutène. - in a second step called deprotection, one of said protective groups GP1 or GP2 or GPn is removed, leaving on said monomer M1 or said oligomer M1 at least one free chemical function; - in a third step called coupling, reacting a second M2 monomer or M2 oligomer, carrying at least one free chemical function and at least one function chemical protected by a protective group GP3, so that its free chemical function forms, by reaction with said free function of said first monomer M1 or oligomer M1, a covalent bond, thus creating a new molecule formed by said monomer M1 or oligomer M1 , attached by its first termination to said anchor molecule, and said M2 monomer or M2 oligomer, attached to another of its termini, and said method being characterized in that said anchor molecule comprises a polyolefin chain or an oligomer of polyolefin or a polyalkene, with at least 5 monomer units, and preferably between 10 and 50 monomer units, said polyolefin chain being a branched chain, and preferably a polyisobutene chain.
Ainsi, on peut ajouter par couplage un nième monomère Mn ou oligomère Mn ; ce procédé permet de synthétiser des macromolécules. Thus, an nth Mn monomer or Mn oligomer can be added by coupling; this process makes it possible to synthesize macromolecules.
Le procédé comprend au moins une étape dans laquelle ladite macromolécule fixée sur ladite molécule d'ancrage est séparée du milieu réactionnel par la technique d'extraction liquide-liquide dans un solvant organique apolaire avec un solvant polaire (ou un mélange de solvant polaire) immiscible. Le véritable défi est donc de conserver la solubilité sélective du monomère ou oligomère M1 ancré après les réactions de déprotection et de couplage par rapport aux sous-produits desdites réactions. The method comprises at least one step in which said macromolecule fixed to said anchoring molecule is separated from the reaction medium by the liquid-liquid extraction technique in an apolar organic solvent with a polar solvent (or a mixture of polar solvent) immiscible . The real challenge is therefore to maintain the selective solubility of the anchored M1 monomer or oligomer after the deprotection and coupling reactions with respect to the by-products of said reactions.
C’est le caractère ramifié de la chaîne polyoléfine de la molécule d'ancrage qui confère à cette dernière son excellente solubilité dans des solvants apolaires et sa très faible solubilité dans des solvants polaires, qui sont nécessaires pour permettre une séparation de la molécule d’ancrage du milieu réactionnel par extraction liquide-liquide. It is the branched nature of the polyolefin chain of the anchor molecule which gives the latter its excellent solubility in nonpolar solvents and its very low solubility in polar solvents, which are necessary to allow separation of the molecule from anchoring of the reaction medium by liquid-liquid extraction.
Le procédé peut comporter une étape dans laquelle ladite macromolécule est totalement déprotégée. Après le couplage du dernier monomère ou oligomère, on procède à l'élimination des groupes protecteurs de la macromolécule. Lesdites unités de monosaccharides ou dérivés de monosaccharides sont notamment des dérivés de pentoses (et notamment des nucléosides) ou d’hexoses. Parmi les pentoses on peut citer par exemple les nucléosides, tels que les C-nucléosides, les nucléosides acycliques, les nucléosides carboxyliques, les imino-C-nucléosides, les nucléosides ayant des bases modifiées ; toutes ces molécules doivent être utilisées sous une forme convenablement protégée. D'autres dérivés de monosaccharides utilisables sont les osamines (sucres aminés), tels que la glucosamine, la galactosamine, la mannosamine, la méglumine. The method may include a step in which said macromolecule is completely deprotected. After the coupling of the last monomer or oligomer, the protective groups of the macromolecule are removed. Said monosaccharide units or monosaccharide derivatives are in particular derivatives of pentoses (and in particular of nucleosides) or of hexoses. Among the pentoses, mention may be made, for example, of nucleosides, such as C-nucleosides, acyclic nucleosides, carboxylic nucleosides, imino-C-nucleosides, nucleosides having modified bases; all of these molecules must be used in a suitably protected form. Other usable monosaccharide derivatives are osamines (amino sugars), such as glucosamine, galactosamine, mannosamine, meglumine.
La liaison entre deux unités successives est une liaison de type osidique (et de préférence de type glycosidique ou de type phosphorylé (notamment de type ose-1- phosphate) ou de type glucidique ou de type N-hétéroside ou de type S-hétéroside. The bond between two successive units is a bond of the osidic type (and preferably of the glycosidic type or of the phosphorylated type (in particular of the ose-1-phosphate type) or of the carbohydrate type or of the N-heteroside type or of the S-heteroside type.
Dans un mode de réalisation du procédé, certaines des unités U peuvent ne pas être des monosaccharides ou des dérivés de monosaccharides. En particulier, ces unités U peuvent être sélectionnées parmi les acides aminés et les lipides (dérivés de l’isoprène). In one embodiment of the method, some of the U units may not be monosaccharides or monosaccharide derivatives. In particular, these U units can be selected from amino acids and lipids (isoprene derivatives).
Ladite molécule d'ancrage présente avantageusement une masse moléculaire moyenne en masse comprise entre 300 et 20000, et de préférence entre 500 et 15000. Sa chaîne polyoléfine est un oligomère ou un polymère construit à partir de monomères qui sont de préférence identiques. Said anchor molecule advantageously has a mass average molecular mass of between 300 and 20,000, and preferably between 500 and 15,000. Its polyolefin chain is an oligomer or a polymer constructed from monomers which are preferably identical.
Dans un mode de réalisation avantageux, ladite chaîne polyoléfine ou oligomère de polyoléfine ou polyalcène a été obtenue par polymérisation d’un monomère. Ce monomère est avantageusement biosourcé. In an advantageous embodiment, said polyolefin or polyolefin or polyalkene oligomer chain has been obtained by polymerization of a monomer. This monomer is advantageously biobased.
Dans un mode de réalisation particulier, ladite chaîne polyoléfine ou oligomère de polyoléfine ou polyalcène comprend un nombre de liaisons carbone-carbone insaturées ne dépassant pas 5 %, et de préférence ne dépassant pas 3 %. Un deuxième objet de l’invention est l’utilisation d'un procédé selon l'un quelconque des modes de réalisation de l’Invention pour la synthèse d’oligonucléotides ou d’oligosaccharides. In a particular embodiment, said polyolefin or polyolefin or polyalkene oligomer chain comprises a number of unsaturated carbon-carbon bonds not exceeding 5%, and preferably not exceeding 3%. A second object of the invention is the use of a process according to any one of the embodiments of the invention for the synthesis of oligonucleotides or oligosaccharides.
Dans le cas d’oligonucléotides, l'unité monomérique est typiquement constituée d'un nucléoside (ou d'une chaîne d’oligonucléotide) phosphorylé convenablement protégé (schéma 1). Cette unité va réagir avec l’alcool en position 5’ d'un nucléoside (ou d'une chaîne d’oligonucléotide) convenablement protégé sur la base nucléique et/ou en position 2' du sucre et ancré en position 3’ sur un support liquide. [Chem 1] In the case of oligonucleotides, the monomer unit typically consists of a suitably protected phosphorylated nucleoside (or oligonucleotide chain) (scheme 1). This unit will react with the alcohol in the 5 'position of a nucleoside (or of an oligonucleotide chain) suitably protected on the nucleic base and / or in the 2' position of the sugar and anchored in the 3 'position on a support. liquid. [Chem 1]
Schéma 1 Diagram 1
Dans le cas d’oligosaccharides, l’unité monomérique est typiquement constituée d’un glycosyl donneur (ou d’une chaîne d’oligosaccharide) convenablement protégée ou non et porteuse d'un groupement Z, en position anomérique, qui peut être sans s'y limiter un hémiacétal cyclique, un acétate, un thioglycoslde, un phosphate ou un imidate. La fonction alcool d’un glycoside accepteur (ou d'une chaîne d'oligosaccharide) convenablement protégé ou non et ancré sur un support liquide va réagir avec la dite unité monomérique (schéma 2). In the case of oligosaccharides, the monomeric unit typically consists of a donor glycosyl (or of an oligosaccharide chain) suitably protected or not and carrying a Z group, in the anomeric position, which may be without s Limit therein to a cyclic hemiacetal, an acetate, a thioglycoside, a phosphate or an imidate. The alcohol function of an acceptor glycoside (or of an oligosaccharide chain) suitably protected or not and anchored on a liquid support will react with the said monomer unit (diagram 2).
[Chem 2] Schéma 2 D'une manière générale, le procédé selon l'invention peut être mis en œuvre avec des unités identiques ou différentes. A titre d’exemple, on peut ainsi synthétiser un oligosaccharide qui est un homopolymère, c'est-à-dire qui est constitué d'unités de monosaccharide identiques. On peut aussi synthétiser un oligosaccharide à partir d'unités de monosaccharides différentes. On peut également utiliser des unités qui sont des disaccharides, des trisaccharides ou des oligosaccharides plus longs. [Chem 2] Scheme 2 In general, the method according to the invention can be implemented with identical or different units. By way of example, it is thus possible to synthesize an oligosaccharide which is a homopolymer, that is to say which consists of identical monosaccharide units. It is also possible to synthesize an oligosaccharide from different monosaccharide units. It is also possible to use units which are disaccharides, trisaccharides or longer oligosaccharides.
De même, on peut synthétiser des oligonucléotides à partir d'unités de nucléoside phosphorylé (ou oligonucléotide) identiques ou différentes. Likewise, oligonucleotides can be synthesized from identical or different phosphorylated nucleoside (or oligonucleotide) units.
A titre d’exemple, pour préparer des oligonucléotides, les nucléosides 3’(2-cyanoéthyl· Ν,Ν-dialkylphosphoramidite) ou les nucléosides 3'-(H-phosphonates) ou les nucléosides phosphates (di ou triesters), peuvent être utilisés. Dans la synthèse d'oligosaccharides on peut utiliser des glycosyls donneurs convenablement protégés ou non. Dans les deux cas, on applique les réactions de couplages connues de l'homme du métier. By way of example, to prepare oligonucleotides, 3 'nucleosides (2-cyanoethyl · Ν, Ν-dialkylphosphoramidite) or 3' nucleosides - (H-phosphonates) or nucleoside phosphates (di or triesters) can be used. . In the synthesis of oligosaccharides we can use donor glycosyls suitably protected or not. In both cases, the coupling reactions known to those skilled in the art are applied.
Le procédé selon l'invention permet aussi de synthétiser des polysaccharides mixtes comportant des unités de monosaccharide et des unités de nucléotide. The method according to the invention also makes it possible to synthesize mixed polysaccharides comprising monosaccharide units and nucleotide units.
Le procédé selon l'invention permet également d’introduire dans la macromolécule des unités qui ne sont ou ne comprennent ni des oligosaccharides ni des oligonucléotides. The method according to the invention also makes it possible to introduce into the macromolecule units which are or do not include either oligosaccharides or oligonucleotides.
Une caractéristique essentielle du procédé selon l’invention est l’utilisation de molécules d’ancrage ou molécules solubilisantes ou matrices d’ancrage. Elles doivent être solubles dans un solvant apolalre. Elles sont constituées d’une chaîne polyoléfine ayant au moins 5 unités de monomères, et de préférence entre 10 et 50 unités ; ce sont des polyoléfines ou oligomères de polyoléfines ou polyalcènes. Avantageusement, les molécules d'ancrage sont fonctionnalisées à au moins l’une de leurs extrémités pour permettre la protection ou la fixation de l'unité de monomère (ou oligomère) initiale. An essential characteristic of the process according to the invention is the use of anchoring molecules or solubilizing molecules or anchoring matrices. They must be soluble in an apolar solvent. They consist of a polyolefin chain having at least 5 monomer units, and preferably between 10 and 50 units; they are polyolefins or oligomers of polyolefins or polyalkenes. Advantageously, the anchoring molecules are functionalized at at least one of their ends to allow protection or attachment of the initial monomer (or oligomer) unit.
Ladite molécule d'ancrage peut comprendre dans chacune de ses unités des groupes alkyles identiques ou non, qui sont de préférences sélectionnées dans le groupe formé par le méthyle et l’éthyle. Ladite chaîne polyoléfine présente avantageusement une masse moléculaire moyenne en masse comprise entre 300 et 20000, et de préférence entre 500 et 15000. Ladite chaîne polyoléfine peut comprendre un nombre de liaisons carbone-carbone insaturées ne dépassant pas 5 %, et de préférence ne dépassant pas 3 %. De préférence il s’agit d’une chaîne de polyisobutène (en abrégé PIB). Le schéma 3 montre certains PIB utilisables dans le cadre de l'invention ; dans ces formules, X représente un espaceur qui porte la fonction vouée à réagir avec la première unité U1 de la macromolécule pour réaliser l’ancrage sur le support liquide. Said anchor molecule may include in each of its units identical or different alkyl groups, which are preferably selected from the group formed by methyl and ethyl. Said polyolefin chain advantageously has an average molecular weight of between 300 and 20,000, and preferably between 500 and 15,000. Said polyolefin chain may comprise a number of unsaturated carbon-carbon bonds not exceeding 5%, and preferably not exceeding 3%. Preferably it is a polyisobutene chain (abbreviated as PIB). Diagram 3 shows certain PIBs which can be used within the framework of the invention; in these formulas, X represents a spacer which carries the function intended to react with the first unit U1 of the macromolecule to achieve anchoring on the liquid support.
[Chem 3] [Chem 3]
Schéma 3 Diagram 3
Le procédé selon l’invention permet d’accéder à des macromolécules de haute pureté. Ce procédé induit un facteur E (facteur environnemental) avantageux du fait que les purifications se font par la technique d’extraction liquide-liquide, avec des quantités de solvant raisonnables, ce qui permet de minimiser les étapes de purifications par colonnes de chromatographie ; engendrant, en conséquence, des économies financières. Ainsi, des réactions permettant de dériver des sous-produits solubles dans des solvants apolaires peuvent être effectuées avant l'extraction liquide-liquide. The method according to the invention provides access to high purity macromolecules. This process induces an advantageous E factor (environmental factor) owing to the fact that the purifications are carried out by the liquid-liquid extraction technique, with quantities of reasonable solvent, which makes it possible to minimize the stages of purification by chromatography columns; resulting in financial savings. Thus, reactions making it possible to derive by-products soluble in nonpolar solvents can be carried out before the liquid-liquid extraction.
Dans un mode de réalisation particulier, ladite molécule d’ancrage comporte une chaîne polyoléfine (ou est une chaîne polyoléfine) terminée par au moins un groupement sélectionné dans le groupe (espaceur) formé par une chaîne aliphatique (ramifiée ou non et insaturée ou non), un (hétéro)cyde et/ou un (hétéro)aryle (substitué ou non). In a particular embodiment, said anchor molecule comprises a polyolefin chain (or is a polyolefin chain) terminated by at least one group selected from the group (spacer) formed by an aliphatic chain (branched or not and unsaturated or not) , a (hetero) cyde and / or a (hetero) aryl (substituted or not).
Dans un mode de réalisation avantageux, la masse moléculaire moyenne en masse des molécules d’ancrage, hormis leur fonctionnalisation terminale, est comprise entre 300 et 20000, et de préférence entre 500 et 15000. Au-delà d’une masse moléculaire moyenne en masse d’environ 20000, ces molécules peuvent présenter une viscosité trop grande, ce qui risquerait de limiter leur solubilité dans les solvants organiques. In an advantageous embodiment, the mass average molecular mass of the anchoring molecules, apart from their terminal functionalization, is between 300 and 20,000, and preferably between 500 and 15,000. Above a mass average molecular mass around 20,000, these molecules may have a viscosity that is too high, which could limit their solubility in organic solvents.
Certains dérivés de PIB utilisés dans le cadre de la présente invention sont disponibles dans le commerce en tant que ligands pour la catalyse homogène. A titre d’exemple, on peut utiliser le 2-méthyl-3-[polyisobutyl (12)]propanol (masse moléculaire moyenne en masse 757, y compris la fonctionnalisation terminale) ou le 4-[polyisobutyl(18)]phénol (masse moléculaire moyenne en masse 1104, y compris la fonctionnalisation terminale) qui sont distribués, respectivement, sous les références 06-1037 et 06-1048 par la société Strem Chemicals. Ces deux molécules sont des dérivés de polyisobutènes dont la chaîne est terminée, respectivement, par un groupement -CH2-C(CH3)(H)-CH2-OH (i.e. isopropanol) et par un groupement -CH2-C(CH3)2-C6H4OH (i.e. phénol). Certain PIB derivatives used in the context of the present invention are commercially available as ligands for homogeneous catalysis. By way of example, one can use 2-methyl-3- [polyisobutyl (12)] propanol (mass average molecular weight 757, including terminal functionalization) or 4- [polyisobutyl (18)] phenol (mass weight average molecular weight 1104, including terminal functionalization) which are distributed, respectively, under the references 06-1037 and 06-1048 by the company Strem Chemicals. These two molecules are polyisobutenes derivatives whose chain is terminated, respectively, by a -CH2-C (CH3) (H) -CH2-OH group (ie isopropanol) and by a -CH2-C (CH3) 2- group. C6H4OH (ie phenol).
Selon une caractéristique de l’invention, les molécules d’ancrage agissent comme des groupes protecteurs, des fonctions alcools et/ou de toutes autres fonctions nécessitant d'être inertes dans les conditions du procédé qui fait l’objet de la présente invention. According to one characteristic of the invention, the anchoring molecules act as protective groups, alcohol functions and / or any other functions which need to be inert under the conditions of the process which is the subject of the present invention.
Dans le cas de la synthèse d’oligonucléotides, la fonction alcool en position 3’ du ribose/désoxyribose et/ou une amine de la base nucléique peuvent être masquées, simultanément ou non, avec au moins un groupe protecteur solubilisant. In the case of the synthesis of oligonucleotides, the alcohol function in position 3 ′ of ribose / deoxyribose and / or an amine of the nucleic base can be masked, simultaneously or not, with at least one solubilizing protective group.
Dans le cas de la synthèse d’oligosaccharides, la fonction anomérique initiale est ancrée (protégée) avec un groupe protecteur solubilisant. Ces dérivations permettent la solubilisation des monomères et des oligomères dans des solvants apolaires tels que le cyclohexane, l'heptane(s) ou l'hexane(s). In the case of the synthesis of oligosaccharides, the initial anomeric function is anchored (protected) with a solubilizing protecting group. These derivations allow the solubilization of the monomers and oligomers in nonpolar solvents such as cyclohexane, heptane (s) or hexane (s).
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’utilisation de molécules d’ancrage solubles dans des solvants organiques comme décrit ci-dessus (et plus particulièrement l’utilisation de polyoléfines), et insoluble dans certains solvants polaires (tels que l’eau et/ou l'éthanol et/ou l’acétonitrile), facilite la purification des monomères et des oligomères ancrés par simple extraction liquide-liquide ou simple filtration sur silice. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, on utilise des molécules d'ancrage disponibles dans le commerce, ou encore des molécules d’ancrage synthétisables de façon simple et directe à partir de précurseurs disponibles dans le commerce, notamment certains dérivés de polyisobutènes. En d’autres termes, les groupes protecteurs classiques peuvent être liés au PIB, tels que les dérivés benzyle, silyle ou acide carboxylique. According to another characteristic of the invention, the use of anchoring molecules soluble in organic solvents as described above (and more particularly the use of polyolefins), and insoluble in certain polar solvents (such as water and / or ethanol and / or acetonitrile), facilitates the purification of the anchored monomers and oligomers by simple liquid-liquid extraction or simple filtration on silica. According to yet another characteristic of the invention, commercially available anchoring molecules are used, or else anchoring molecules which can be synthesized simply and directly from commercially available precursors, in particular certain polyisobutenes derivatives. In other words, conventional protecting groups can be linked to PIB, such as benzyl, silyl or carboxylic acid derivatives.
Le schéma 4 ci-dessous présente quelques structures, non exhaustives, capables de jouer le rôle de groupe protecteur dans la synthèse d’oligonucléotides. Diagram 4 below shows some structures, which are not exhaustive, capable of playing the role of a protective group in the synthesis of oligonucleotides.
[Chem 4] [Chem 4]
Schéma 4 Diagram 4
Le schéma 5 ci-dessous présente quelques structures, non exhaustives, capables de jouer le rôle de groupe protecteur dans la synthèse d’oligosaccharides. [Chem 5] Scheme 5 below shows some structures, not exhaustive, capable of playing the role of a protective group in the synthesis of oligosaccharides. [Chem 5]
Schéma 5 Diagram 5
Selon encore une autre caractéristique de l’invention, on fixe le monomère (ou oligomère) initial à la molécule d'ancrage selon des réactions connues en fonction des fonctions chimiques dans un solvant approprié, tels que des mélanges de solvants (halogénés ou non), et à une température comprise entre - 50°C et 150°C. According to yet another characteristic of the invention, the initial monomer (or oligomer) is fixed to the anchoring molecule according to reactions known as a function of the chemical functions in an appropriate solvent, such as mixtures of solvents (halogenated or not). , and at a temperature between - 50 ° C and 150 ° C.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les fonctions chimiques du monomère (ou oligomère), incompatibles avec ce procédé, peuvent être temporairement masquées par des groupes protecteurs appropriés tels que le ttertbutyldiméthylsilyle (abrégé TBDMS ou TBS), le diméthoxytrityle (abrégé DMTr) ou tout autre groupe protecteur compatible avec le présent procédé. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, après l’étape de déprotection, les groupes protecteurs peuvent être dérivés, de préférence in situ, pour former des composés solubles dans un solvant polaire (ou un mélange de solvant polaire). Ainsi, le monomère (ou oligomère) ancré sur un dérivé de PIB dont l'alcool primaire est protégé par un groupe trityle est clivé en milieu acide en présence d’un agent piégeant (scavengers) du carbocation correspondant (trityle) permettant de le rendre soluble en phase aqueuse (ou polaire). Les agents piégeants du carbocation trityle comprennent sans s’y limiter l’acide thioglycolique, l'acide 3-mercaptoproprionique, l’acide 3-mercapto- 1-propanesulfonique, la cystéine ou l’acide thiomalique (ou acide mercaptosuccinique). Selon encore une autre caractéristique de l’invention, ladite molécule d’ancrage réagit avec un premier monomère (ou oligomère) convenablement protégé, conduisant à une liaison covalente, telle qu'une liaison ester ou O-glycoside, entre ces deux espèces moléculaires. According to yet another characteristic of the invention, the chemical functions of the monomer (or oligomer), incompatible with this process, can be temporarily masked by appropriate protective groups such as ttertbutyldimethylsilyl (abbreviated TBDMS or TBS), dimethoxytrityl (abbreviated DMTr ) or any other protective group compatible with the present process. According to yet another characteristic of the invention, after the deprotection step, the protective groups can be derived, preferably in situ, to form compounds soluble in a polar solvent (or a mixture of polar solvent). Thus, the monomer (or oligomer) anchored on a GDP derivative whose primary alcohol is protected by a trityl group is cleaved in an acidic medium in the presence of a trapping agent (scavengers) of the corresponding carbocation (trityl) making it possible to make it soluble in aqueous (or polar) phase. Trityl carbocation trapping agents include, but are not limited to thioglycolic acid, 3-mercaptoproprionic acid, 3-mercapto-1-propanesulfonic acid, cysteine or thiomalic acid (or mercaptosuccinic acid). According to yet another characteristic of the invention, said anchoring molecule reacts with a first suitably protected monomer (or oligomer), leading to a covalent bond, such as an ester or O-glycoside bond, between these two molecular species.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les monomères ayant des fonctions chimiques incompatibles avec les conditions réactionnelles du cycle d’élongation (ou itération) peuvent être temporairement masquées par un groupement protecteur solubilisant. Dans ce cas, selon la longueur de la macromolécule cible, les fonctions chimiques peuvent être masquées par un ou plusieurs groupes protecteurs solubilisant et par un ou plusieurs groupes protecteurs classiques tels que : le benzoyle, l’acétyle, le tert- butylediméthylsilyle. According to yet another characteristic of the invention, the monomers having chemical functions incompatible with the reaction conditions of the elongation cycle (or iteration) can be temporarily masked by a solubilizing protective group. In this case, depending on the length of the target macromolecule, the chemical functions may be masked by one or more solubilizing protective groups and by one or more conventional protective groups such as: benzoyl, acetyl, tert-butyledimethylsilyl.
Selon encore une autre caractéristique de l’invention, le procédé de synthèse de macromolécules est opéré en utilisant des unités de monomères (ou oligomères) liées à une molécule d'ancrage comme point de départ. According to yet another characteristic of the invention, the process for synthesizing macromolecules is carried out using units of monomers (or oligomers) linked to an anchor molecule as a starting point.
Dans le cas de la synthèse d’oligonucléotides, le premier cycle d’élongation commence par une déprotection sélective en milieu acide et en présence d'un agent piégeant, s’il s'agit d’un dérivé trityle, du groupe protecteur en position 5’ du nucléoside ancré. In the case of the synthesis of oligonucleotides, the first cycle of elongation begins with a selective deprotection in an acidic medium and in the presence of a trapping agent, if it is a trityl derivative, of the protecting group in position 5 'of the anchored nucleoside.
Dans le cas de la synthèse d’oligosaccharides, le premier cycle d’élongation commence par une réaction entre un glycosyl donneur convenablement protégé ou non et un glycoside ancré et déprotégé sur la fonction alcool qui va être engagée dans la réaction. Là aussi, si le groupement protecteur est un dérivé trityle, il est déprotégé en milieu acide en présence d’un agent piégeant In the case of the synthesis of oligosaccharides, the first cycle of elongation begins with a reaction between a donor glycosyl suitably protected or not and a glycoside anchored and deprotected on the alcohol function which will be involved in the reaction. Again, if the protective group is a trityl derivative, it is deprotected in an acidic medium in the presence of a trapping agent
Selon encore une autre caractéristique de l’invention, l’intégration d’une unité (ou itération) de monomère nécessite plusieurs étapes. According to yet another characteristic of the invention, the integration of a unit (or iteration) of monomer requires several steps.
Dans le cas de la synthèse d'oligonucléotides, deux étapes sont nécessaires s’il s’agit de nucléosides phosphate (couplage et déprotection de l'alcool en position 5’), et trois étapes s'il s’agit de nucléosides phosphoramidites ou H-phosphonates (couplage, oxydation et déprotection de l’alcool en position 5'). In the case of the synthesis of oligonucleotides, two steps are necessary if they are nucleoside phosphate (coupling and deprotection of the alcohol in the 5 'position), and three steps if they are nucleoside phosphoramidites or H-phosphonates (coupling, oxidation and deprotection of alcohol in the 5 'position).
Dans le cas de la synthèse d’oligosaccharides, deux étapes sont nécessaires (couplage et déprotection). Selon encore une autre caractéristique de l’invention, ladite macromolécule est formée de n unités de monomère dont une fonction chimique est liée sur une molécule d’ancrage. Au cours du déroulement du procédé, la chaîne d’oligomôre grandit par élongation (ou cycle) successive ou itération, et pendant chacune de ces étapes on ajoute une unité de monomère ou oligomère, à l'extrémité de l’alcool libre. In the case of the synthesis of oligosaccharides, two steps are necessary (coupling and deprotection). According to yet another characteristic of the invention, said macromolecule is formed of n monomer units, a chemical function of which is linked to an anchoring molecule. During the course of the process, the oligomer chain grows by successive elongation (or cycle) or iteration, and during each of these steps a unit of monomer or oligomer is added to the end of the free alcohol.
Selon encore une autre caractéristique de l’invention, on peut utiliser dans ladite chaîne d’oligomères des monomères (ou oligomères) naturels et/ou non naturels et/ou synthétiques. According to yet another characteristic of the invention, it is possible to use in said chain of oligomers natural and / or non-natural and / or synthetic monomers (or oligomers).
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, on peut utiliser dans la ladite chaîne d'oligomères une ou plusieurs unités d’analogues de monomères (ou d'oligomères) convenablement protégées tels les monomères morpholino-phosphonés ou les monomères N-Acétyl monosaccharides. According to yet another characteristic of the invention, it is possible to use in said chain of oligomers one or more units of suitably protected monomer analogs (or oligomers) such as morpholino-phosphonated monomers or N-Acetyl monosaccharide monomers. .
Selon encore une autre caractéristique de l’invention, au moins une étape dans laquelle ladite chaîne d'oligomère est purifiée du milieu réactionnel par extraction dans un solvant organique apolaire non miscible à l’eau (ou non miscible à un mélange eau/éthanol ou un mélange eau/acétonitrile) ou par filtration sur silice. Comme solvant organique apolaire on préfère les hydrocarbures ne comportant que des atomes de carbone et d’hydrogène, tels que les alcanes linéaires, les alcanes ramifiés et les cycloalcanes, et on préfère en particulier le cyclohexane, les heptanes et les hexanes. According to yet another characteristic of the invention, at least one step in which said oligomer chain is purified from the reaction medium by extraction in an apolar organic solvent immiscible with water (or immiscible with a water / ethanol mixture or a water / acetonitrile mixture) or by filtration on silica. As the non-polar organic solvent, preference is given to hydrocarbons having only carbon and hydrogen atoms, such as linear alkanes, branched alkanes and cycloalkanes, and particularly preferred are cyclohexane, heptanes and hexanes.
Selon encore une autre caractéristique de l’invention, le procédé permet d'obtenir des oligomères de haute pureté, après déprotection totale et décrochage des molécules d’ancrage, pour être utilisés selon leur destination, par exemple en tant que principe actif pour des essais précliniques, des soins cliniques ou toutes autres applications. According to yet another characteristic of the invention, the process makes it possible to obtain oligomers of high purity, after total deprotection and detachment of the anchoring molecules, to be used according to their destination, for example as an active principle for tests. preclinical, clinical care or any other application.
Selon encore une autre caractéristique de l’invention, les molécules d’ancrage peuvent être réutilisées (recyclées) dans le procédé selon l’invention. According to yet another feature of the invention, the anchor molecules can be reused (recycled) in the process according to the invention.
Selon encore une autre caractéristique de l’invention, les solvants d’extraction peuvent être réutilisés (recyclés) dans le procédé selon l’invention. According to yet another characteristic of the invention, the extraction solvents can be reused (recycled) in the process according to the invention.
Le procédé selon l'invention peut être automatisé et/ou réalisé en chimie de flux. Description détaillée The method according to the invention can be automated and / or carried out in flow chemistry. detailed description
Dans la présente invention, les termes ci-dessous sont utilisés avec la signification suivante, qui est en accord avec la terminologie de l'Union Internationale pour la Chimie Pure et Appliquée (IUPAC), et d’éventuels autres termes utilisés doivent également être compris tels que définis par IUPAC. In the present invention, the terms below are used with the following meaning, which is in accordance with the terminology of the International Union for Pure and Applied Chemistry (IUPAC), and any other terms used should also be understood as defined by IUPAC.
Le terme « glucide » (en anglais « carbohydrate ») comprend les monosaccharides, les oligosaccharides et les polysaccharides ainsi que les composés dérivés des monosaccharides par réduction de la fonction carbonyle (notamment de la fonction aldéhyde ou cétone), par oxydation d'au moins un groupe fonctionnel à l'extrémité de la chaîne en acide carboxylique ou par remplacement d'un ou plusieurs groupes hydroxyie par un atome d'hydrogène, un groupe amino, un groupe thiol ou par tout atome similaire. Ce terme inclut également les dérivés de tels composés. The term “carbohydrate” (in English “carbohydrate”) includes monosaccharides, oligosaccharides and polysaccharides as well as compounds derived from monosaccharides by reduction of the carbonyl function (in particular of the aldehyde or ketone function), by oxidation of at least a functional group at the end of the carboxylic acid chain or by replacement of one or more hydroxyl groups by a hydrogen atom, an amino group, a thiol group or any similar atom. This term also includes derivatives of such compounds.
Le terme « monosaccharide » désigne le monomère des glucides. The term "monosaccharide" denotes the monomer of carbohydrates.
Le terme « glycosylamine» signifie un composé dans lequel un glucide est lié à un groupement amine en position anomérique. The term "glycosylamine" means a compound in which a carbohydrate is linked to an amine group in the anomeric position.
Le terme « nucléoside » désigne un dérivé de type ribosyl ou déoxyribosyl de certaines bases de type pyrimidine ou purine, et plus précisément des glycosylamines constituées d'une base nucléique liée à l’atome de carbone anomérique d'un résidu de pentose, généralement du ribose (ribonucléoside) ou du désoxyribose (désoxyribonucléoside), par une liaison glycosidique depuis l'atome d'azote N1 d'une pyrimidine ou l'atome N9 d'une purine. The term “nucleoside” denotes a ribosyl or deoxyribosyl type derivative of certain pyrimidine or purine type bases, and more specifically glycosylamines consisting of a nucleic base linked to the anomeric carbon atom of a pentose residue, generally of ribose (ribonucleoside) or deoxyribose (deoxyribonucleoside), through a glycosidic bond from the N 1 nitrogen atom of a pyrimidine or the N 9 atom of a purine.
Le terme « nucléotide » désigne une molécule organique qui est l'élément de base d'un acide nucléique tel que l'ADN ou P ARN ; cette molécule est composée d'une base nucléique, d'un ose à cinq atomes de carbone, et enfin d'un à trois groupe phosphate. Le terme « groupe protecteur » désigne une molécule utilisée pour la protection réversible d'un groupe fonctionnel pendant une réaction chimique pour rendre ledit groupe fonctionnel non réactif dans ledit processus de réaction chimique qui aurait transformé ledit groupe fonctionnel non protégé. The term "nucleotide" denotes an organic molecule which is the basic building block of a nucleic acid such as DNA or P RNA; this molecule is composed of a nucleic base, of an ose with five carbon atoms, and finally of one to three phosphate groups. The term "protecting group" denotes a molecule used for the reversible protection of a functional group during a chemical reaction to render said functional group unreactive in said chemical reaction process which would have transformed said unprotected functional group.
Le terme « groupe fonctionnel » signifie un atome ou groupe d'atomes qui peut réagir avec d'autres groupes fonctionnels. Des exemples de groupes fonctionnels sont les groupes suivants : aldéhyde, acide carboxylique, acide phosphorique, acide phosphonique, acide sulfonique, amine (primaire ou secondaire), cétone, halogénure d'alkyle, hydrazine, hydroxylamine, hydroxyie, isocyanate, isothiocyanate, thiol. The term "functional group" means an atom or group of atoms which can react with other functional groups. Examples of functional groups are the following groups: aldehyde, carboxylic acid, phosphoric acid, phosphonic acid, sulfonic acid, amine (primary or secondary), ketone, alkyl halide, hydrazine, hydroxylamine, hydroxyl, isocyanate, isothiocyanate, thiol.
Le terme « macromolécule » désigne une molécule de masse moléculaire élevée conçue à partir d'une succession d’unités de faible masse moléculaire. Ces unités peuvent être enchaînées individuellement et successivement pour former une chaîne ; on peut aussi coupler un oligomère comportant plusieurs de ces unités. D’une manière générale ces unités peuvent être identiques ou différentes. Les macromolécules peuvent être d'origine synthétique, biologique ou une combinaison des deux. Elles peuvent comprendre un ou plusieurs groupes fonctionnels. Le terme « macromolécule » tel qu’utilisé ici comprend les polymères ; dans le cas d'un polymère, ladite unité est appelée un monomère. The term "macromolecule" denotes a high molecular mass molecule designed from a succession of low molecular mass units. These units can be linked individually and successively to form a chain; can also coupling an oligomer comprising several of these units. In general, these units can be identical or different. Macromolecules can be of synthetic, biological, or a combination of both. They can include one or more functional groups. The term "macromolecule" as used herein includes polymers; in the case of a polymer, said unit is called a monomer.
Le terme « polymère » désigne une macromolécule comprenant des unités structurales répétitives, c'est-à-dire des monomères, reliés par des liaisons chimiques de manière linéaire, circulaire, ramifiée, réticulée, dendrimérlque ou une combinaison de ceux-ci. Il est entendu qu'un polymère peut par exemple également comprendre au moins un groupe fonctionnel. Un polymère est appelé « homopolymère » si le polymère est composé des mômes monomères et est appelé « copolymère » si le polymère est composé de monomères différents. The term "polymer" denotes a macromolecule comprising repeating structural units, i.e. monomers, linked by chemical bonds in a linear, circular, branched, crosslinked, dendrimeric manner or a combination thereof. It is understood that a polymer can for example also comprise at least one functional group. A polymer is called "homopolymer" if the polymer is composed of the same monomers and is called "copolymer" if the polymer is composed of different monomers.
Selon une caractéristique de l’invention, qui sera décrite en plus grand détail ci-dessous, les molécules d'ancrage ou groupes protecteurs solubilisant ou matrice d’ancrage sont des polyoléfines, ou plus précisément des oligomôres de polyoléfines (les polyoléfines étant appelées aussi polyalcènes) et leurs dérivés, c'est-à-dire qu’ils portent au moins un groupe fonctionnel. Dans un mode de réalisation préféré, le procédé selon l'invention utilise des polyoléfines, ou plus précisément des oligomères de polyoléfines (les polyoléfines étant appelées aussi polyalcènes), et leurs dérivés comme molécule d’ancrage ou groupement protecteur ou matrice d’ancrage, de plusieurs groupes fonctionnels de divers monomères, au moins monofonctionnelle, liés par une liaison covalente (ester, amide, éther, thioether ou toutes autres fonctions chimiques adéquates), rendant le nouveau dérivé monomérique soluble en phase liquide apolaire. Les molécules de polyoléfines comprennent une chaîne d’atomes de carbone reliés par des liaisons simples. Elles peuvent comprendre des ramifications constituées de groupements alkyles identiques ou différents, mais de préférence identiques. De préférence, les polymères sont constitués d’un nombre d'unités de monomères d’au moins 10 et de préférence compris entre 15 et 50. Les homopolymères sont préférés mais, des co polymères (saturés ou non) peuvent être utilisés. Dans le cas de polymères ou copolymères insaturés le nombre de liaisons insaturées dans la chaîne d’atomes de carbone ne dépasse avantageusement pas 5 %, et préférentiellement ne dépasse pas 3 %. Dans un mode de réalisation préféré, il s’agit de dérivés de polyisobutènes (PIB), une classe de polymères connue depuis les années 30 du siècle dernier, mais on peut également utiliser des dérivés de polypropylènes. According to one characteristic of the invention, which will be described in greater detail below, the anchoring molecules or solubilizing protecting groups or anchoring matrix are polyolefins, or more precisely polyolefin oligomers (polyolefins also being called polyalkenes) and their derivatives, i.e. they carry at least one functional group. In a preferred embodiment, the process according to the invention uses polyolefins, or more precisely polyolefin oligomers (polyolefins also being called polyalkenes), and their derivatives as anchoring molecule or protective group or anchoring matrix, several functional groups of various monomers, at least monofunctional, linked by a covalent bond (ester, amide, ether, thioether or any other suitable chemical functions), making the new monomeric derivative soluble in non-polar liquid phase. Polyolefin molecules consist of a chain of carbon atoms connected by single bonds. They can comprise branches made up of identical or different alkyl groups, but preferably identical. Preferably, the polymers consist of a number of monomer units of at least 10 and preferably between 15 and 50. Homopolymers are preferred, but co-polymers (saturated or not) can be used. In the case of unsaturated polymers or copolymers, the number of unsaturated bonds in the chain of carbon atoms advantageously does not exceed 5%, and preferably does not exceed 3%. In a preferred embodiment, these are polyisobutenes (PIB) derivatives, a class of polymers known since the 1930s of the last century, but polypropylene derivatives can also be used.
Ces molécules d’ancrage employées dans le procédé selon l’invention sont de préférence sous la forme de dérivés fonctionnalisés. Les schémas 4 et 5 précédents montrent un certain nombre de dérivés de PIB avec leurs fonctionnalisations qui conviennent pour l’exécution de la présente invention. These anchoring molecules used in the process according to the invention are preferably in the form of functionalized derivatives. Schemes 4 and 5 above show a number of GDP derivatives with their functionalizations which are suitable for carrying out the present invention.
Selon une caractéristique de l’invention, ces molécules d’ancrage sont liées à une unité de monomère (ou oligomère), par une liaison covalente telle qu'amide, éther, thioéther, ester thioester, sulfonylhydrazide ou acylhydrazide (liste non exhaustive). Cela suppose que les dérivés de PIB engagés soient convenablement fonctionnalisés. Cette fonctionnalisation des molécules d'ancrage est en règle générale en position terminale, c’est-à-dire de préférence à l'une des extrémités de la chaîne d’atomes de carbone. According to one characteristic of the invention, these anchoring molecules are linked to a monomer (or oligomer) unit, by a covalent bond such as amide, ether, thioether, thioester ester, sulfonylhydrazide or acylhydrazide (non-exhaustive list). This assumes that the engaged GDP derivatives are suitably functionalized. This functionalization of the anchor molecules is generally in the terminal position, that is to say preferably at one of the ends of the chain of carbon atoms.
Selon l’invention, les monomères (ou oligomères) multifonctionnelles peuvent être fonctionnalisés avec des dérivés de PIB via une liaison covalente, sous la forme d’ester, d'éther, de thioéther, de thioester ou toutes autres fonctions chimiques compatibles avec le présent procédé. Cela revient à jouer un rôle de groupement protecteur solubilisant des monomères (ou oligomères). According to the invention, the multifunctional monomers (or oligomers) can be functionalized with derivatives of PIB via a covalent bond, in the form of ester, ether, thioether, thioester or any other chemical functions compatible with the present invention. process. This amounts to playing a role of protective group solubilizing monomers (or oligomers).
Les oligomères de polyoléfînes utilisées comme molécules d’ancrage sont typiquement caractérisés par une masse moléculaire moyenne en masse, mais on peut également utiliser des oligomères « purs » qui comportent des molécules identiques d'une longueur de chaîne donnée. Polyolefin oligomers used as anchor molecules are typically characterized by a weight average molecular weight, but "pure" oligomers which have identical molecules of a given chain length can also be used.
La réaction entre la molécule d'ancrage et le monomère (ou oligomère) conduit à une nouvelle molécule dont la solubilité dans l’eau est faible (< 30 mg/ml). The reaction between the anchor molecule and the monomer (or oligomer) results in a new molecule with low solubility in water (<30 mg / ml).
Selon une autre caractéristique de l'invention, la fonctionnalisation du PIB, par des réactions chimiques, conduit à diverses structures moléculaires, susceptibles de jouer le rôle de groupements protecteurs solubilisants, d’une molécule (ou intermédiaire) d’intérêt au moins bifonctionnelle, lors d’une synthèse multi-étapes. Il est sous-entendu que le groupe protecteur est lui aussi au moins monofonctionnel. Dans le cas contraire, la fonction chimique non impliquée dans la liaison entre le dérivé de PIB et la molécule (ou Intermédiaire) d'intérêt doit être inerte ou convenablement protégée, pour éviter tous produits parasites ou réactions secondaires. According to another characteristic of the invention, the functionalization of the PIB, by chemical reactions, leads to various molecular structures, capable of playing the role of solubilizing protective groups, of an at least bifunctional molecule (or intermediate) of interest, during a multi-step synthesis. It is understood that the protecting group is also at least monofunctional. Otherwise, the chemical function not involved in the bond between the GDP derivative and the molecule (or Intermediate) of interest must be inert or suitably protected, to avoid any parasitic products or side reactions.
Selon une autre caractéristique de l’invention, les fonctions chimiques du monomère (ou de l’oligomère) non impliquées dans la liaison covalente avec le dérivé de PIB, directement ou non, doivent être passives ou convenablement protégées, pour éviter la formation de produits Indésirables. According to another characteristic of the invention, the chemical functions of the monomer (or of the oligomer) not involved in the covalent bond with the GDP derivative, directly or indirectly, must be passive or suitably protected, in order to avoid the formation of products. Unwanted.
Dans un aspect supplémentaire de l'invention, la molécule issue de la réaction entre le dérivé de PIB et un monomère (ou oligomère), via la formation d'une liaison covalente, directement ou non, est caractérisée en ce qu’il a une faible solubilité dans l'eau (< 30 mg/ml). C'est en ce sens que le dérivé de PIB agit comme une molécule solubilisante. In a further aspect of the invention, the molecule resulting from the reaction between the derivative of PIB and a monomer (or oligomer), via the formation of a covalent bond, directly or not, is characterized in that it has a low solubility in water (<30 mg / ml). It is in this sense that the derivative of PIB acts as a solubilizing molecule.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la molécule issue de la réaction entre le dérivé de PIB et un monomère (ou oligomère), via la formation d'une liaison covalente, directement ou non, est caractérisée en ce que le dérivé de PIB augmente de manière significative la solubilité du monomère (ou oligomère) dans des solvants apolaires (cyclohexane, heptane(s), hexane(s) ou des solvants aromatiques) ou tout autre solvant adéquat. Ainsi, le nouveau dérivé monomérique (ou oligomèrique) a une solubilité sélective (un haut coefficient de partage) pour un solvant apolaire lors d’une extraction liquide-liquide (en présence d'eau ou d’un mélange eau/éthanol ou encore eau/acétonitrile), rendant le processus de purification simple, rapide et peu coûteux. According to another characteristic of the invention, the molecule resulting from the reaction between the derivative of PIB and a monomer (or oligomer), via the formation of a covalent bond, directly or indirectly, is characterized in that the derivative of PIB significantly increases the solubility of the monomer (or oligomer) in nonpolar solvents (cyclohexane, heptane (s), hexane (s) or aromatic solvents) or any other suitable solvent. Thus, the new monomeric (or oligomeric) derivative has a selective solubility (a high partition coefficient) for an apolar solvent during a liquid-liquid extraction (in the presence of water or of a water / ethanol mixture or even water. / acetonitrile), making the purification process simple, fast and inexpensive.
La réaction de protection entre le dérivé de PIB et un monomère (ou oligomôre), via la formation d'une liaison covalente, directement ou non (espaceur), s’effectue dans tout solvant ou liquide inerte qui peut dissoudre les réactifs, à une température appropriée. Les solvants applicables, purs ou en mélanges, comprennent, sans s’y limiter, les hydrocarbures halogénés ou non. Les solvants préférés sont le dichlorométhane et le toluène (seul ou en présence de N-N-diméthylformamide). The protective reaction between the PIB derivative and a monomer (or oligomer), via the formation of a covalent bond, directly or indirectly (spacer), is carried out in any solvent or inert liquid which can dissolve the reactants, at a appropriate temperature. Applicable solvents, pure or in mixtures, include, but are not limited to, halogenated and non-halogenated hydrocarbons. The preferred solvents are dichloromethane and toluene (alone or in the presence of N-N-dimethylformamide).
Selon les fonctions chimiques libres du monomère (ou de l'oligomère) et la molécule d’ancrage, diverses réactions chimiques sont possibles. La formation du nouveau dérivé de monomère ou d'oligomère peut donc être réalisée selon toutes les méthodes connues de l’homme du métier. A titre d'exemples, non exhaustifs, les réactions applicables comprennent les réactions d’estérifications, les réactions d’amidations ou les réactions d’éthérifications. En conséquence, les conditions réactionnelles (solvant(s), températures), concentration(s), durée(s)) doivent être adaptées pour chaque réaction de protection. Depending on the free chemical functions of the monomer (or oligomer) and the anchor molecule, various chemical reactions are possible. The formation of the new monomer or oligomer derivative can therefore be carried out according to all the methods known to those skilled in the art. By way of non-exhaustive examples, the reactions applicable include esterification reactions, amidation reactions or etherification reactions. Consequently, the reaction conditions (solvent (s), temperatures), concentration (s), time (s)) must be adapted for each protection reaction.
Selon la nature chimique de la liaison entre le monomère (ou l'oligomère) et la molécule d’ancrage, les étapes de déprotections pourront être réalisées en utilisant des conditions réactionnelles connues par l’homme du métier. Sans être exhaustif, on peut citer la saponification, l'hydrolyse, l’hydrogénolyse. Plus précisément, le procédé de solubilisation d’un monomère (ou d’un oligomère) convenablement protégé(s) et ancrés, via une liaison covalente, selon l’invention, est caractérisé en ce qu’on le solubilise dans un solvant organique. C’est en ce sens que la molécule d’ancrage agit comme une molécule solubilisante et un groupe protecteur d'une fonction chimique du monomère (ou d'un oligomère). Depending on the chemical nature of the bond between the monomer (or the oligomer) and the anchor molecule, the deprotection steps can be carried out using reaction conditions known to those skilled in the art. Without being exhaustive, we can cite saponification, hydrolysis and hydrogenolysis. More specifically, the method of solubilizing a suitably protected and anchored monomer (or oligomer), via a covalent bond, according to the invention, is characterized in that it is solubilized in an organic solvent. It is in that the anchor molecule acts as a solubilizing molecule and a protecting group for a chemical function of the monomer (or an oligomer).
Le monomère (ou oligomère), convenablement protégé et lié à une molécule d’ancrage de façon covalente (de diverses natures), est caractérisé en ce que sa solubilité dans l'eau est faible (< 30 mg/ml). C’est en ce sens que le matrice d’ancrage agit comme une entité solubilisante. Cette dérivation augmente de manière significative la solubilité de la nouvelle molécule à tel point qu’elle devient soluble dans des solvants organiques apolaires. En conséquence, les monomères (ou oligomères) ancrés sur un dérivé de PIB ont un haut coefficient de partage (solubilité sélective (ou distribution sélective)) pour la phase organique apolaire lors d’une extraction liquide-liquide en présence de cyclohexane ou heptane(s) ou hexane(s) et d’eau ou d’un mélange eau/éthanol ou encore eau/acétonitrile, permettant ainsi une purification simple et rapide. La présente invention ouvre la possibilité de synthèse convergente d’oligomères longs, qui peut être réalisée en utilisant au moins deux fragments d’oligomères convenablement protégés, dont un au moins est lié à une molécule d’ancrage. The monomer (or oligomer), suitably protected and bound to a covalently anchoring molecule (of various kinds), is characterized in that its solubility in water is low (<30 mg / ml). It is in this sense that the anchor matrix acts as a solubilizing entity. This derivation significantly increases the solubility of the new molecule to such an extent that it becomes soluble in nonpolar organic solvents. Consequently, the monomers (or oligomers) anchored on a derivative of PIB have a high partition coefficient (selective solubility (or selective distribution)) for the nonpolar organic phase during a liquid-liquid extraction in the presence of cyclohexane or heptane ( s) or hexane (s) and water or a water / ethanol mixture or else water / acetonitrile, thus allowing simple and rapid purification. The present invention opens up the possibility of convergent synthesis of long oligomers, which can be achieved using at least two suitably protected oligomer fragments, at least one of which is linked to an anchor molecule.
Le schéma réactionnel 6 ci-dessous montre une séquence complète pour produire un oligonucléotide. Plus précisément, dans une première étape appelée ancrage, une première unité de monomère (en l'occurrence un dérivé de désoxyribose) protégée par un groupe protecteur (en l'occurrence le DMTr) est fixée sur une molécule de support liquide selon l’invention ; le produit obtenu est purifié par extraction liquide-liquide. Dans une deuxième étape appelée déprotection, le groupe protecteur (DMTr) est oté et piégé en milieu acide en présence d’un scavenger et le produit obtenu est purifié par extraction liquide-liquide. Il est préférable de réaliser l’ancrage et la déprotection (avec piégeage) sans isolation de l’alcool protégé intermédiaire. Schéma 6 : Synthèse d’oligonucléotides. Reaction Scheme 6 below shows a complete sequence to produce an oligonucleotide. More precisely, in a first step called anchoring, a first unit of monomer (in this case a derivative of deoxyribose) protected by a protective group (in this case DMTr) is attached to a liquid support molecule according to the invention. ; the product obtained is purified by liquid-liquid extraction. In a second step called deprotection, the protective group (DMTr) is removed and trapped in an acidic medium in the presence of a scavenger and the product obtained is purified by extraction. liquid-liquid. It is preferable to carry out anchoring and deprotection (with entrapment) without isolation of the intermediate protected alcohol. Scheme 6: Synthesis of oligonucleotides.
Après l’étape de déprotection, les groupes protecteurs peuvent être dérivés, de préférence in situ, pour former des composés solubles dans un (ou mélange de) solvant polaire. Ainsi, le monomère (ou oligomère) ancré sur un dérivé de PIB dont l'alcool primaire est protégé par un groupe trltyle est clivé en milieu acide en présence d’un agent piégeant (scavenger) du carbocation correspondant (trityle) permettant de le rendre soluble en phase aqueuse (ou polaire). Les agents piégeants du carbocation trityle peuvent avantageusement être sélectionnés dans le groupe formé par : l'acide thioglycolique, l’acide 3-mercaptoproprionique, l’acide 3-mercapto-1-propanesulfonique, la cystéine, l’acide thiomalique, l’acide mercaptosuccinique. Un exemple de cette déprotection est représenté sur le schéma 7 ci-dessous. After the deprotection step, the protecting groups can be derivatized, preferably in situ, to form compounds soluble in a (or mixture of) polar solvent. Thus, the monomer (or oligomer) anchored on a derivative of PIB whose primary alcohol is protected by a trltyle group is cleaved in an acidic medium in the presence of a scavenger (scavenger) of the corresponding carbocation (trityl) making it possible to render it soluble in aqueous (or polar) phase. The trapping agents of the trityl carbocation can advantageously be selected from the group formed by: thioglycolic acid, 3-mercaptoproprionic acid, 3-mercapto-1-propanesulfonic acid, cysteine, thiomalic acid, mercaptosuccinic acid. An example of this deprotection is shown in Scheme 7 below.
Schéma 7 : Déprotection d’un groupe protecteur DMTr Figure 7: Deprotection of a DMTr protective group
Dans une troisième étape appelée couplage/oxydation (sulfuration), on introduit une deuxième unité de monomère (en l’occurrence un dérivé phosphorylé de ribose) protégée par un groupe protecteur (en l’occurrence le DMTr). Dans te cas de la chimie des phosphoramidites, la réaction de couplage s'effectue en présence de tétrazole ou tout autres réactifs appropriés (benzylthio-1 H-tetrazole (BTT), 4,5-dicyanoimidazole), suivie d’une réaction d’oxydation (acide métachloroperbenzoïque (mCPBA), iode, 2-butanone peroxyde). On obtient ainsi un dinucléotide ; les réactifs et produits secondaires sont séparés par extraction. In a third step called coupling / oxidation (sulfurization), we introduce a second unit of monomer (in this case a phosphorylated derivative of ribose) protected by a protective group (in this case DMTr). In the case of phosphoramidite chemistry, the coupling reaction is carried out in the presence of tetrazole or any other suitable reagents (benzylthio-1 H-tetrazole (BTT), 4,5-dicyanoimidazole), followed by a reaction of oxidation (metachloroperbenzoic acid (mCPBA), iodine, 2-butanone peroxide). A dinucleotide is thus obtained; the reagents and side products are separated by extraction.
Dans une quatrième étape appelée déprotection générale, ce dinucléotide, qui est encore lié à la molécule de support liquide selon l’invention, peut être déprotégé puis détaché de ce support. Alternativement, il peut entrer dans un nouveau cycle pour l’ajout d’une troisième unité, et ainsi de suite. In a fourth step called general deprotection, this dinucleotide, which is still bound to the liquid support molecule according to the invention, can be deprotected and then detached from this support. Alternatively, he can enter a new cycle for the addition of a third unit, and so on.
Le schéma réactionnel 8 ci-dessous montre une séquence complète pour produire un oligosaccharide. Plus précisément, dans une première étape appelée ancrage, une première unité de monomère (en l’occurrence un dérivé d’hexose) protégée ou non par un premier groupe protecteur, plus résistant (GP) et par un deuxième groupe protecteur ou non, plus labile, dit temporaire (GPt) est fixée sur une molécule de support liquide sur la position anomérique selon l’invention ; ce composé est purifié par extraction. Dans une deuxième étape appelée déprotection sélective, ledit deuxième groupe protecteur (GR) est enlevé puis 1e composé est purifié par extraction. Dans une troisième étape appelée glycosylation, une deuxième unité de monomère (en l’occurrence un dérivé de glycosyl donneur protégé ou non) est ajoutée et couplée à ladite première unité pour former un disaccharide ancré ; les réactifs et produits secondaires sont éliminés par extraction liquide-liquide. Dans une quatrième étape appelée déprotection globale, ce disaccharide est déprotégé puis séparé du support liquide. Alternativement, il peut entrer dans un nouveau cycle, après déprotection sélective d'un groupe fonctionnel, s'il y a lieu, pour initier un nouveau cycle, et ainsi de suite. Reaction Scheme 8 below shows a complete sequence to produce an oligosaccharide. More precisely, in a first step called anchoring, a first unit of monomer (in this case a hexose derivative) protected or not by a first protective group, more resistant (GP) and by a second protective group or not, more labile, called temporary (GPt) is attached to a liquid support molecule in the anomeric position according to the invention; this compound is purified by extraction. In a second step called selective deprotection, said second protective group (GR) is removed and then the compound is purified by extraction. In a third step called glycosylation, a second unit of monomer (in this case a derivative of glycosyl donor protected or not) is added and coupled to said first unit to form a anchored disaccharide; reagents and side products are removed by liquid-liquid extraction. In a fourth step called global deprotection, this disaccharide is deprotected and then separated from the liquid support. Alternatively, it can enter a new cycle, after selective deprotection of a functional group, if necessary, to initiate a new cycle, and so on.
Schéma 8 : Synthèse d’oligosaccharides. Figure 8: Synthesis of oligosaccharides.
Parmi les molécules d'ancrage, on préfère celles qui sont susceptibles d'être fabriquées par une technique de polymérisation à partir de monomères simples. Tel est le cas des polyisobutènes (PIB), qui représentent un type de molécules d'ancrage particulièrement préféré. Le monomère des polyisobutènes, à savoir l’isobutène, peut être fabriqué de manière industrielle à partir de matières premières biosourcées, et les PIB peuvent être préparés à partir de l’isobutène biosourcé par simple polymérisation. Ainsi, la présente invention peut être mise en œuvre avec des molécules d'ancrage biosourcées, et notamment avec du PIB biosourcé. Le concept de la teneur biosourcée est défini dans la norme ISO 16620-1 :2015 <r Plastiques - Teneur biosourcée - partie 1 : Principes généraux », notamment par une définition des termes « polymère synthétique biosourcé », « teneur en polymère synthétique biosourcé », « teneur en carbone biosourcé » et « teneur en masse biosourcée », ainsi que dans les normes ISO 16620-2 :2015 « Plastiques - Teneur biosourcée - partie 2 : Détermination de la teneur en carbone biosourcé » et ISO 16620-3 :2015 « Plastiques - Teneur biosourcée - partie 3 : Détermination de la teneur en polymère synthétique biosourcée », pour les méthodes de détermination et quantification du caractère biosourcé. Among the anchoring molecules, preference is given to those which are capable of being produced by a polymerization technique from simple monomers. This is the case with polyisobutenes (PIB), which represent a particularly preferred type of anchoring molecule. The monomer of polyisobutenes, namely isobutene, can be manufactured industrially from bio-based raw materials, and PIBs can be prepared from bio-based isobutene by simple polymerization. Thus, the present invention can be implemented with biobased anchoring molecules, and in particular with biobased PIB. The concept of biobased content is defined in standard ISO 16620-1: 2015 <r Plastics - Biobased content - part 1: General principles ”, in particular by a definition of the terms“ biobased synthetic polymer ”,“ biobased synthetic polymer content ” , “Biobased carbon content” and “biobased mass content”, as well as in standards ISO 16620-2: 2015 “Plastics - Biobased content - part 2: Determination of biobased carbon content” and ISO 16620-3: 2015 “Plastics - Bio-based content - part 3: Determination of the content of bio-based synthetic polymer”, for the methods for determining and quantifying the bio-based character.
Avantageusement, les molécules d’ancrage utilisées dans le cadre de la présente invention présentent une teneur en carbone biosourcé supérieure à 90%, de préférence supérieure à 93%, et encore plus préférentiellement supérieure à 95%. Advantageously, the anchoring molecules used in the context of the present invention have a biobased carbon content greater than 90%, preferably greater than 93%, and even more preferably greater than 95%.
Le procédé selon l’invention présente de nombreux avantages. The method according to the invention has many advantages.
Un premier avantage est qu’il permet d’obtenir des oligomères liés à une matrice avec une bonne pureté par simple extraction liquide-liquide dans un solvant organique apolaire et d’eau ou d'un mélange eau/éthanol ou encore eau/acétonitrile ou par filtration sur silice, provoquant l'élimination des sous-produits (sels, réactifs en excès ou toutes autres espèces moléculaires) qui ne sont pas liés aux dérivés de polyoléfines ou oligomères de polyoléfines ou polyalcènes. Des solvants organiques apolaires tels que le cyclohexane, l’heptane(s), l’hexane(s) qui ont des points éclairs < 15 °C, sont appropriés pour solubiliser les dérivés de polyoléfines ou d'oligomères de polyoléfines ou polyalcènes pendant l'extraction ou le lavage. Le procédé selon l’invention permet donc de faciliter les étapes de purification et de produire moins de déchets (effluents et phase stationnaire). A first advantage is that it makes it possible to obtain oligomers bound to a matrix with good purity by simple liquid-liquid extraction in an apolar organic solvent and water or a water / ethanol mixture or else water / acetonitrile or by filtration on silica, causing the elimination of by-products (salts, excess reagents or any other molecular species) which are not bound to the derivatives of polyolefins or oligomers of polyolefins or polyalkenes. Nonpolar organic solvents such as cyclohexane, heptane (s), hexane (s) which have flash points <15 ° C, are suitable for solubilizing the derivatives of polyolefins or of oligomers of polyolefins or polyalkenes during l extraction or washing. The process according to the invention therefore makes it possible to facilitate the purification steps and to produce less waste (effluents and stationary phase).
Un second avantage, particulièrement intéressant, est la possibilité d’automatiser 1e procédé selon l'invention. A second advantage, which is particularly interesting, is the possibility of automating the process according to the invention.
Un troisième avantage est la possibilité de recycler les solvants d’extractions ainsi que tes molécules d'ancrage (polyoléfines ou oligomères de polyoléfines ou polyalcènes), notamment à l'échelle industrielle. En effet, ces groupes protecteurs peuvent être facilement retirés en fin de synthèse par des réactions habituellement utilisées en synthèse organique (telles que l'hydrolyse, la saponification, l'hydrogénolyse ou toute autre réaction compatible avec le présent procédé) et recyclés. Ceci prouve que le procédé selon l’invention est en adéquation avec la chimie verte ou durable, contrairement aux méthodes de production actuelles. Un quatrième avantage de l'invention réside dans la possibilité d'accéder à des oligomères de grande taille, soit en modulant la taille de la molécule d’ancrage, soit en s’orientant vers la synthèse convergente, soit en introduisant une ou plusieurs molécule(s) d’ancrage sur des unités monomériques. Un cinquième avantage est la possibilité de contrôler la pureté de l'oligomère en cours de synthèse, à chaque étape par les différentes techniques d’analyses telles que la spectrométrie de masse, la chromatographie en phase liquide à haute performance, la résonance magnétique nucléaire du proton ou du carbone-13. Un sixième avantage est la possibilité de mettre en œuvre, à l’échelle industrielle, sans équipements onéreux. A third advantage is the possibility of recycling the extraction solvents as well as your anchoring molecules (polyolefins or oligomers of polyolefins or polyalkenes), in particular on an industrial scale. Indeed, these protecting groups can be easily removed at the end of synthesis by reactions usually used in organic synthesis (such as hydrolysis, saponification, hydrogenolysis or any other reaction compatible with the present process) and recycled. This proves that the process according to the invention is in line with green or sustainable chemistry, unlike current production methods. A fourth advantage of the invention lies in the possibility of accessing large oligomers, either by modulating the size of the anchor molecule, or by moving towards convergent synthesis, or by introducing one or more molecules. (s) anchoring on monomeric units. A fifth advantage is the possibility of controlling the purity of the oligomer during synthesis, at each step by the different analysis techniques such as mass spectrometry, high performance liquid chromatography, nuclear magnetic resonance of the proton or carbon-13. A sixth advantage is the possibility of implementing, on an industrial scale, without expensive equipment.
Grâce à leur haute pureté, les macromolécules produites par ce procédé peuvent être utilisées en tant que produits pharmaceutiques, produits cosmétiques, produits phytosanitaires ou produits agroalimentaires, ou pour accéder à l’un quelconque de ces produits. Thanks to their high purity, the macromolecules produced by this process can be used as pharmaceuticals, cosmetics, phytosanitary products or agrifood products, or to access any of these products.
Encore un autre avantage est que les molécules d’ancrage préférées, à savoir les dérivés de polyisobutène, peuvent être préparés à partir de l’isobutène biosourcé, comme cela a été expliqué ci-dessus. Yet another advantage is that the preferred anchor molecules, namely the polyisobutene derivatives, can be prepared from bio-based isobutene, as explained above.
Exemples : Examples:
Les exemples suivants illustrent la synthèse de certaines molécules d’ancrage fonctionnalisées, utilisables pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention. Sauf indication contraire, les dérivés de PIB connues ont été préparés à partir de précurseurs et procédés décrits (Tetrahedron, 2005, 61, 12081) et de réactifs commerciaux. The following examples illustrate the synthesis of certain functionalized anchor molecules which can be used to implement the method according to the invention. Unless otherwise indicated, known PIB derivatives have been prepared from precursors and methods described (Tetrahedron, 2005, 61, 12081) and commercial reagents.
Exemple 1 : procédure générale d’O-arylation [Chem 9] Example 1: general O-arylation procedure [Chem 9]
A un mélange du dérivé de PIB-CH2-CH(CH3)-CH2-OMs (1 équivalent) et du phénol (3 équivalents) dans un mélange toluène/N -N -diméthylformamide (1/1) (0.1 M), a été ajouté du carbonate de potassium (5 équivalents) puis le milieu réactionnel a été chauffé à 120 °C pendant 16 h puis refroidie à température ambiante. Le milieu réactionnel a été extrait trois fois au cyclohexane et au mélange acétonitrile/eau ou éthanol/eau (90/10), lavé à la saumure, séché sur sulfate de sodium, filtré, concentré sous pression réduite et le résidu est purifié par filtration sur silice, si nécessaire, pour conduire au dérivé O-aryie correspondant. Has a mixture of the derivative of PIB-CH2-CH (CH3) -CH2-OMs (1 equivalent) and phenol (3 equivalents) in a toluene / N -N -dimethylformamide (1/1) (0.1 M) mixture, a Potassium carbonate (5 equivalents) was added then the reaction medium was heated at 120 ° C for 16 h then cooled to room temperature. The reaction medium was extracted three times with cyclohexane and with an acetonitrile / water or ethanol / water mixture (90/10), washed with brine, dried over sodium sulfate, filtered, concentrated under reduced pressure and the residue is purified by filtration. on silica, if necessary, to lead to the corresponding O-aryie derivative.
Exemple 2 : [Chem 10] Example 2: [Chem 10]
L’aldéhyde ancré (1 équivalent), a été dissout dans un mélange tétrahydrofurane/éthanol (1/1) (0.1 M) puis, refroidi à 0 °C pendant 5 minutes. Le borohydrure de sodium (3 équivalents) a été ajouté au milieu réactionnel (par petites portions) puis le milieu réactionnel a été agité à température ambiante pendant 30 minutes. Le milieu réactionnel a été concentré sous pression réduite puis, ont été successivement ajoutés au résidu une solution de soude 1 N et du cyclohexane. La phase organique a ensuite été lavée à l’eau, à la saumure, séchée sur sulfate de sodium, filtrée et concentrée sous pression réduite pour conduire à l’alcool benzylique correspondant. Exemple 3 : [Chem 11] The anchored aldehyde (1 equivalent) was dissolved in a tetrahydrofuran / ethanol (1/1) (0.1 M) mixture then cooled to 0 ° C for 5 minutes. Sodium borohydride (3 equivalents) was added to the reaction medium (in small portions) then the reaction medium was stirred at room temperature for 30 minutes. The reaction medium was concentrated under reduced pressure and then a 1N sodium hydroxide solution and cyclohexane were successively added to the residue. The organic phase was then washed with water, with brine, dried over sodium sulfate, filtered and concentrated under reduced pressure to yield the corresponding benzyl alcohol. Example 3: [Chem 11]
L'ester méthylique ancré (1 équivalent) a été dissout dans un mélange tétrahydrofurane/DMSO/eau (8/1/1) (0.1 M). L'hydroxyde de lithium (3 équivalents) est ajouté au milieu réactionnel puis le milieu réactionnel est agité à température ambiante pendant 12 h. Le milieu réactionnel a été extrait trois fois au cyclohexane et lavé successivement avec une solution d'acide chlorhydrique (1N), un mélange éthanol/eau (90/10), de la saumure, séché sur sulfate de sodium, filtré, concentré sous pression réduite et le résidu est purifié par filtration sur silice, si nécessaire, pour conduire à l’acide carboxylique correspondant. The anchored methyl ester (1 equivalent) was dissolved in a tetrahydrofuran / DMSO / water (8/1/1) (0.1 M) mixture. Lithium hydroxide (3 equivalents) is added to the reaction medium and then the reaction medium is stirred at room temperature for 12 h. The reaction medium was extracted three times with cyclohexane and washed successively with a hydrochloric acid solution (1N), an ethanol / water mixture (90/10), brine, dried over sodium sulfate, filtered, concentrated under pressure. reduced and the residue is purified by filtration on silica, if necessary, to yield the corresponding carboxylic acid.
Exemple 4 . [Chem 12] Example 4. [Chem 12]
A un mélange du dérivé de RIB-phénol (1 équivalent) et de 4-(bromométhyl)benzoate de méthyle (3 équivalents) dans un mélange toluène/N-N-diméthylformamide (1/1) (0.1 M) a été ajouté du carbonate de potassium (5 équivalents) puis le milieu réactionnel a été chauffé à 120 °C pendant 16 h puis refroidie à température ambiante. Le milieu réactionnel a été extrait trois fois au cyclohexane et lavé successivement avec un mélange acétonitrile/eau ou éthanol/eau (90/10), de la saumure, séché sur sulfate de sodium, filtré, concentré sous pression réduite et le résidu est purifié par filtration sur silice, si nécessaire, pour conduire au dérivé O-aryle correspondant To a mixture of the derivative of RIB-phenol (1 equivalent) and of methyl 4- (bromomethyl) benzoate (3 equivalents) in a mixture of toluene / NN-dimethylformamide (1/1) (0.1 M) was added carbonate of potassium (5 equivalents) then the reaction medium was heated at 120 ° C. for 16 h then cooled to room temperature. The reaction medium was extracted three times with cyclohexane and washed successively with an acetonitrile / water or ethanol / water mixture (90/10), brine, dried over sodium sulfate, filtered, concentrated under reduced pressure and the residue is purified. by filtration on silica, if necessary, to yield the corresponding O-aryl derivative
Exemple 5 : [Chem 13] A une solution du dérivé RIB-phénol (1 équivalent) dans le toluène (0,1 M), sous agitation et à température ambiante, ont été ajoutés l'anhydride succinique (2 équivalents) puis, la triéthylamine (3 équivalents). Le milieu réactionnel a été chauffé à 60 °C pendant 16 h puis refroidi à température ambiante. Après ajout d’une solution d’acide chlorhydrique (1N), le milieu réactionnel a été extrait trois fois au cyclohexane et la phase organique a été lavée successivement avec un mélange éthanol/eau (90/10), de la saumure, séchée sur sulfate de sodium, filtrée, concentrée sous pression réduite et le résidu est purifié par filtration sur silice, si nécessaire, pour conduire à l'ester correspondant. Example 5: [Chem 13] To a solution of the RIB-phenol derivative (1 equivalent) in toluene (0.1 M), with stirring and at room temperature, was added succinic anhydride (2 equivalents) followed by triethylamine (3 equivalents). The reaction medium was heated at 60 ° C. for 16 h then cooled to room temperature. After adding a hydrochloric acid solution (1N), the reaction medium was extracted three times with cyclohexane and the organic phase was washed successively with an ethanol / water mixture (90/10), brine, dried. over sodium sulfate, filtered, concentrated under reduced pressure and the residue is purified by filtration over silica, if necessary, to yield the corresponding ester.
Exemple 6 : Example 6:
A une solution du dérivé PIB-phénol (1 équivalent) dans le toiuène/DMF (1/1) (0,1 M), sous agitation et à température ambiante, ont été ajoutés le 5-fluoro-2-nitrobenzaldéhyde (3 équivalents) puis, le carbonate de potassium (3 équivalents). Le milieu réactionnel a été chauffé à 80 °C pendant 48 h puis refroidi à température ambiante. Le milieu réactionnel a été extrait trois fois au cyclohexane et lavé avec un mélange éthanol/eau (90/10), de la saumure, séché sur sulfate de sodium, filtré, concentré sous pression réduite et le résidu est purifié par filtration sur silice, si nécessaire, pour conduire à l’aryle- éther correspondant. To a solution of the PIB-phenol derivative (1 equivalent) in toluene / DMF (1/1) (0.1 M), with stirring and at room temperature, were added 5-fluoro-2-nitrobenzaldehyde (3 equivalents ) then, potassium carbonate (3 equivalents). The reaction medium was heated at 80 ° C. for 48 h then cooled to room temperature. The reaction medium was extracted three times with cyclohexane and washed with an ethanol / water mixture (90/10), brine, dried over sodium sulphate, filtered, concentrated under reduced pressure and the residue is purified by filtration on silica, if necessary, to lead to the corresponding aryl ether.
Exemple 7 : Example 7:
L’aldéhyde ancré (1 équivalent), a été dissout dans un mélange tétrahydrofurane/éthanol (1/1) (0,1 M) puis, refroidi à 0 °C pendant 5 minutes. Le borohydrure de sodium (3 équivalents) a été ajouté au milieu réactionnel (par petites portions) puis le milieu réactionnel a été agité à température ambiante pendant 30 minutes. Le milieu réactionnel a été concentré sous pression réduite puis, ont été successivement ajoutés au résidu une solution de soude 1 N et du cyclohexane. La phase organique a ensuite été lavée à l’eau, à la saumure, séchée sur sulfate de sodium, filtrée et concentrée sous pression réduite pour conduire à l’alcool benzylique correspondant. Exemple 8 ; [Chem 16] The anchored aldehyde (1 equivalent) was dissolved in a tetrahydrofuran / ethanol (1/1) (0.1 M) mixture then cooled to 0 ° C for 5 minutes. Sodium borohydride (3 equivalents) was added to the reaction medium (in small portions) then the reaction medium was stirred at room temperature for 30 minutes. The reaction medium was concentrated under reduced pressure and then a 1N sodium hydroxide solution and cyclohexane were successively added to the residue. The organic phase was then washed with water, with brine, dried over sodium sulfate, filtered and concentrated under reduced pressure to yield the corresponding benzyl alcohol. Example 8; [Chem 16]
A une solution du dérivé PIB-alcool (1 équivalent) dans le dichlorométhane (0.1 M) sous agitation, sous atmosphère inerte et à température ambiante, ont été ajoutés l'anhydride succinique (1,1 équivalent) puis, la triéthylamine (1,2 équivalent). Le milieu réactionnel a été chauffé à 40 °C pendant 18 h puis refroidi à température ambiante. To a solution of the PIB-alcohol derivative (1 equivalent) in dichloromethane (0.1 M) with stirring, under an inert atmosphere and at room temperature, were added succinic anhydride (1.1 equivalent) then, triethylamine (1, 2 equivalent). The reaction medium was heated at 40 ° C. for 18 h then cooled to room temperature.
A ce stade, ont été successivement ajoutés au milieu réaction : la 5’-0-(4,4’- dimethoxytrityl)thymidine (1,1 équivalent), l'ethyl-(N-dNim-ethylamino)propylcarbodiimide hydrochloride (EDCI) (1,1 équivalent) et la A-(N,N- dimethylamino)-pyridine (DMAP) (0,5 équivalent) ; ensuite le milieu réactionnel a été chauffé à 40 °C pendant 18 h. Le milieu réactionnel a été évaporé puis extrait au cyclohexane, lavé 3 fois avec un mélange éthanol/eau (90/10), de la saumure, séché sur sulfate de sodium, filtré, concentré sous pression réduite et le résidu est purifié par filtration sur silice, si nécessaire, pour conduire à la thymidine ancrée correspondante. At this stage, were successively added to the reaction medium: 5'-0- (4,4'-dimethoxytrityl) thymidine (1.1 equivalent), ethyl- (N-dNim-ethylamino) propylcarbodiimide hydrochloride (EDCI) (1.1 equivalent) and A- (N, N-dimethylamino) -pyridine (DMAP) (0.5 equivalent); then the reaction medium was heated at 40 ° C for 18 h. The reaction medium was evaporated then extracted with cyclohexane, washed 3 times with an ethanol / water mixture (90/10), brine, dried over sodium sulfate, filtered, concentrated under reduced pressure and the residue is purified by filtration through silica, if necessary, to lead to the corresponding anchored thymidine.
Exemple 9 : [Chem 17] Example 9: [Chem 17]
A une solution du dérivé PIB-acide carboxylique (1 équivalent) dans le dichlorométhane sous agitation, sous atmosphère inerte et à température ambiante, ont été ajoutés la 5 -0- (4,4’-dimethoxytrityl)thymidine (1,1 équivalent), l’ethyl)N-N-dimethylamino)-propylcarbo- diimide hydrochloride (EDCI) (1,1 équivalent) et la 4 -(N, N- dimethylamino)-pyridine (DMAP) (0,5 équivalent) puis le milieu réactionnel a été chauffé à 40 °C pendant 18 h. Le milieu réactionnel a été évaporé puis extrait au cyclohexane, lavé 3 fois avec un mélange éthanol/eau (90/10), de la saumure, séché sur sulfate de sodium, filtré, concentré sous pression réduite et le résidu est purifié par filtration sur silice, si nécessaire, pour conduire à la thymidine ancrée correspondante. To a solution of the PIB-carboxylic acid derivative (1 equivalent) in dichloromethane with stirring, under an inert atmosphere and at room temperature, was added 5 -0- (4,4'-dimethoxytrityl) thymidine (1.1 equivalent) , ethyl) NN-dimethylamino) -propylcarbodiimide hydrochloride (EDCI) (1.1 equivalent) and 4 - (N, N- dimethylamino) -pyridine (DMAP) (0.5 equivalent) then the reaction medium was heated at 40 ° C. for 18 h. The reaction medium was evaporated then extracted with cyclohexane, washed 3 times with an ethanol / water mixture (90/10), brine, dried over sodium sulfate, filtered, concentrated under reduced pressure and the residue is purified by filtration through silica, if necessary, to lead to the corresponding anchored thymidine.
Exemple 10 : [Chem 18] A une solution du dérivé de la 5’-0-(4,4'-dimethoxytrityl)thymidine ancrée (1 équivalent) dans une mélange THF/H2O (0,1 M), à température ambiante, ont été additionnés l’acide mercaptosuccinique (5 équivalents) puis de l’acide dichloroacétique (5% V) puis le milieu réactionnel a été agité pendant 1 h. Le milieu réactionnel a été évaporé puis extrait au cydohexane, lavé 3 fois avec un mélange éthanol/eau (90/10), de la saumure, séché sur sulfate de sodium, filtré, concentré sous pression réduite pour conduire au dérivé déprotégée de la thymidine ancrée correspondante. Example 10: [Chem 18] To a solution of the derivative of 5'-0- (4,4'-dimethoxytrityl) thymidine anchored (1 equivalent) in a THF / H2O mixture (0.1 M), at room temperature, were added mercaptosuccinic acid (5 equivalents) then dichloroacetic acid (5% V) then the reaction medium was stirred for 1 h. The reaction medium was evaporated then extracted with cydohexane, washed 3 times with an ethanol / water mixture (90/10), brine, dried over sodium sulfate, filtered, concentrated under reduced pressure to yield the deprotected derivative of thymidine corresponding anchor.
Exemple 11 : [Chem 19] Example 11: [Chem 19]
A une solution du dérivé PIB-acide carboxylique (1 équivalent) dans le dichlorométhane (0.1 M) sous agitation sous atmosphère inerte et à température ambiante, ont été ajoutés la 5’-0-(4,4’-dimethoxytrityl)thymidine (1,1 équivalent), l'ethyl-(/V,/V-dimethylamino)- propylcarbodiimide hydrochloride (EDCI) (1,1 équivalent) et la 4 -{N, N- dimethylamino)- pyrldine (DMAP) (0,5 équivalent). Ensuite le milieu réactionnel a été chauffé à 45 "C pendant 18 h puis évaporé. To a solution of the PIB-carboxylic acid derivative (1 equivalent) in dichloromethane (0.1 M) with stirring under an inert atmosphere and at room temperature, were added 5'-0- (4,4'-dimethoxytrityl) thymidine (1 , 1 equivalent), ethyl - (/ V, / V-dimethylamino) - propylcarbodiimide hydrochloride (EDCI) (1.1 equivalent) and 4 - {N, N- dimethylamino) - pyrldine (DMAP) (0.5 equivalent). Then the reaction medium was heated at 45 ° C. for 18 h and then evaporated.
Le résidu a été solubilisé dans un mélange THF/H2O (9/1) (0.1 M), à température ambiante, puis ont été successivement additionnés l'acide mercaptosucdnique (5 équivalents), l'acide dichloroacétique (5% V) puis le milieu réactionnel a été agité à température ambiante pendant 1 h. Le milieu réactionnel a été évaporé puis extrait au cyclohexane, lavé 3 fois avec un mélange éthanol/eau (90/10), une solution saturée de bicarbonate de sodium, de la saumure, séché sur sulfate de sodium, filtré, concentré sous pression réduite pour conduire au dérivé déprotégé de la thymidine ancrée correspondante. The residue was dissolved in a THF / H2O (9/1) (0.1 M) mixture at room temperature, then were successively added mercaptosucdnic acid (5 equivalents), dichloroacetic acid (5% V) then reaction medium was stirred at room temperature for 1 h. The reaction medium was evaporated then extracted with cyclohexane, washed 3 times with an ethanol / water mixture (90/10), a saturated solution of sodium bicarbonate, brine, dried over sodium sulfate, filtered, concentrated under reduced pressure. to lead to the deprotected derivative of the corresponding anchored thymidine.
Exemple 12 : [Chem 20] Example 12: [Chem 20]
Le dérivé déprotégé de la thymidine ancrée (1 équivalent) et de la DMT-dT phosphoramidite (2 équivalents) ont été co-évaporé 3 fois au toluène anhydre puis séché sous vide. Au résidu sous atmosphère inerte ont été additionnés le dichlorométhane (0.1 M) puis une solution de benzylthio-1 H-tetrazole (BTT) (4,5 équivalents) dans l'acétonitrile (0.01 M) et le milieu réactionnel a été agité pendant 16 h à température ambiante. Le mCPBA (3 équivalents) a été ajouté au milieu réactionnel puis agité pendant 1 h puis évaporé. The deprotected derivative of anchored thymidine (1 equivalent) and of DMT-dT phosphoramidite (2 equivalents) were co-evaporated 3 times with anhydrous toluene and then dried under vacuum. To the residue under an inert atmosphere were added dichloromethane (0.1 M) then a solution of benzylthio-1 H-tetrazole (BTT) (4.5 equivalents) in acetonitrile (0.01 M) and the reaction mixture was stirred for 16 h at room temperature. The mCPBA (3 equivalents) was added to the reaction medium then stirred for 1 h then evaporated.
A ce stade, le résidu a été solubilisé dans un mélange THF/H2O (9/1) (0.1 M), à température ambiante, puis ont été successivement additionnés l’acide mercaptosuccinique (5 équivalents), l’acide dichloroacétique (5% V) puis le milieu réactionnel a été agité à température ambiante pendant 1 h. Le milieu réactionnel a été évaporé puis extrait au cyclohexane, lavé 3 fois avec un mélange éthanol/eau (90/10), une solution aqueuse de bicarbonate de sodium (10%), de la saumure, séché sur sulfate de sodium, filtré, concentré sous pression réduite pour conduire au dérivé déprotégé dimère de la thymidine ancrée correspondante. At this stage, the residue was dissolved in a THF / H2O (9/1) (0.1 M) mixture at room temperature, then were successively added mercaptosuccinic acid (5 equivalents), dichloroacetic acid (5%). V) then the reaction medium was stirred at room temperature for 1 h. The reaction medium was evaporated then extracted with cyclohexane, washed 3 times with an ethanol / water mixture (90/10), an aqueous solution of sodium bicarbonate (10%), brine, dried over sulfate. sodium, filtered, concentrated under reduced pressure to yield the deprotected dimeric derivative of the corresponding anchored thymidine.
Exemple 13 ; [Chem 21] Example 13; [Chem 21]
A une solution du dérivé PIB-acide benzoïque (1 équivalent) dans le dichlorométhane (0.1 M) sous agitation, sous atmosphère inerte et à température ambiante, ont été ajoutés le /V-hydroxysuccinimide (1.1 équivalent), l’ethyl-(N-N-dimethylamino)-propylcarbodiimide hydrochloride (EDCI) (1,1 équivalent) et la A-(N,N- dimethylamino)-pyridine (DMAP) (0,1 équivalent) puis le milieu réactionnel est chauffé à 40 °C pendant 30 min, puis refroidi à température ambiante. L’hydrate d'hydrazine est additionné au milieu réactionnel puis chauffé à 40 °C pendant 30 min. Le milieu réactionnel a été évaporé puis extrait au cyclohexane, lavé 3 fois avec un mélange éthanol/eau (90/10), de la saumure, séché sur sulfate de sodium, filtré, concentré sous pression réduite pour conduire au dérivé PIB-acyl hydrazide correspondant. To a solution of the PIB-benzoic acid derivative (1 equivalent) in dichloromethane (0.1 M) with stirring, under an inert atmosphere and at room temperature, were added / V-hydroxysuccinimide (1.1 equivalent), ethyl- (NN -dimethylamino) -propylcarbodiimide hydrochloride (EDCI) (1.1 equivalent) and A- (N, N- dimethylamino) -pyridine (DMAP) (0.1 equivalent) then the reaction medium is heated at 40 ° C for 30 min , then cooled to room temperature. Hydrazine hydrate is added to the reaction medium and then heated at 40 ° C for 30 min. The reaction medium was evaporated then extracted with cyclohexane, washed 3 times with an ethanol / water mixture (90/10), brine, dried over sodium sulfate, filtered, concentrated under reduced pressure to yield the PIB-acyl hydrazide derivative. corresponding.
Exemple 14: [Chem 22] Example 14: [Chem 22]
A une solution du dérivé PIB-aryle (1 équivalent) dans le dichlorométhane (0,1 M) sous agitation, sous atmosphère inerte et à température ambiante, a été ajouté goutte à goutte l’acide chlorosulfurique (1,1 équivalent), puis le milieu réactionnel a été agité à température ambiante pendant 30 min. L'hydrate d'hydrazine (3 équivalents) est additionné au milieu réactionnel puis agité pendant 30 min. Le milieu réactionnel a été évaporé puis extrait au cyclohexane, lavé 3 fois avec un mélange éthanol/eau (90/10), de la saumure, séché sur sulfate de sodium, filtré, concentré sous pression réduite pour conduire au dérivé PIB-sulfonyl hydrazide correspondant. To a solution of the PIB-aryl derivative (1 equivalent) in dichloromethane (0.1 M) with stirring, under an inert atmosphere and at room temperature, was added dropwise chlorosulfuric acid (1.1 equivalent), then the reaction medium was stirred at room temperature for 30 min. Hydrazine hydrate (3 equivalents) is added to the reaction medium and then stirred for 30 min. The reaction medium was evaporated then extracted with cyclohexane, washed 3 times with an ethanol / water mixture (90/10), of brine, dried over sodium sulfate, filtered, concentrated under reduced pressure to yield the corresponding PIB-sulfonyl hydrazide derivative.
Exemple 15 : [Chem 23] Example 15: [Chem 23]
Au mélange PIB-acyl hydrazide (1 équivalent) et 2,3,4,6-tetra-O-benzyl-D-glucopyranose (1,5 équivalent) dans un mélange DMF/THF (9/1) (0,1 M) a été additionné de l’acide acétique (0,01 équivalent) puis le mélange réactionnel a été chauffé à 90 °C pendant 18 h. Le milieu réactionnel a été évaporé puis extrait au cyclohexane, lavé 3 fois avec un mélange éthanol/eau (90/10), de la saumure, séché sur sulfate de sodium, filtré, concentré sous pression réduite pour conduire au dérivé PIB-glycosylhydrazide correspondant. To the PIB-acyl hydrazide (1 equivalent) and 2,3,4,6-tetra-O-benzyl-D-glucopyranose (1.5 equivalent) mixture in a DMF / THF (9/1) (0.1 M) mixture ) was added acetic acid (0.01 equivalent) then the reaction mixture was heated at 90 ° C for 18 h. The reaction medium was evaporated then extracted with cyclohexane, washed 3 times with an ethanol / water mixture (90/10), brine, dried over sodium sulfate, filtered, concentrated under reduced pressure to yield the corresponding PIB-glycosylhydrazide derivative. .
Exemple 16: [Chem 24] Example 16: [Chem 24]
Au mélange PIB-acyl hydrazide (1 équivalent) et 2,3,4,-tri-O-benzyl-D-glucopyranose (1,5 équivalent) dans un mélange DMF/THF (9/1) (0,1 M) a été additionné de l’acide acétique (0,01 équivalent) puis le mélange réactionnel a été chauffé à 90 °C pendant 18 h. Le milieu réactionnel a été évaporé puis extrait au cyclohexane, lavé 3 fois avec un mélange éthanol/eau (90/10), de la saumure, séché sur sulfate de sodium, filtré, concentré sous pression réduite pour conduire au dérivé PIB-glycosylhydrazide correspondant. To the PIB-acyl hydrazide (1 equivalent) and 2,3,4, -tri-O-benzyl-D-glucopyranose (1.5 equivalent) mixture in a DMF / THF (9/1) (0.1 M) mixture Acetic acid (0.01 equivalent) was added and then the reaction mixture was heated at 90 ° C for 18 h. The reaction medium was evaporated then extracted with cyclohexane, washed 3 times with an ethanol / water mixture (90/10), brine, dried over sodium sulfate, filtered, concentrated under reduced pressure to yield the corresponding PIB-glycosylhydrazide derivative. .

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de synthèse de macromolécules composées d'unités U qui sont majoritairement des monosaccharides ou dérivés de monosaccharides pouvant être identiques ou différents, lesdites macromolécules présentant une première et une deuxième extrémité, ledit procédé de synthèse procédant par élongation successive de ladite deuxième extrémité par un monomère ou oligomère M présentant au moins deux fonctions, et ledit procédé étant caractérisé en ce que : 1. Process for the synthesis of macromolecules composed of U units which are predominantly monosaccharides or monosaccharide derivatives which may be identical or different, said macromolecules having a first and a second end, said synthesis process proceeding by successive elongation of said second end by a monomer or oligomer M having at least two functions, and said process being characterized in that:
- dans une première étape appelée ancrage, la première unité U1 de ladite macromolécule, correspondant à un monomère M1 ou une unité terminale d'un oligomère M1, est fixée par une liaison covalente à une molécule d'ancrage soluble dans des solvants organiques, ladite liaison covalente résultant d’une réaction d’une première des fonctions dudit monomère M1 ou dudit oligomère M1 avec une fonction de ladite molécule d'ancrage, la deuxième terminaison est possiblement une autre fonction dudit monomère M1 ou dudit oligomère M1 ayant été protégées, préalablement à ladite réaction, par, au moins un premier groupe de protection GP1, et possiblement par un deuxième groupe de protection GP2 ; - in a first step called anchoring, the first unit U1 of said macromolecule, corresponding to an M1 monomer or a terminal unit of an M1 oligomer, is attached by a covalent bond to an anchoring molecule soluble in organic solvents, said covalent bond resulting from a reaction of a first of the functions of said M1 monomer or of said M1 oligomer with a function of said anchoring molecule, the second termination is possibly another function of said M1 monomer or of said M1 oligomer having been protected beforehand to said reaction, by at least a first protection group GP1, and possibly by a second protection group GP2;
- dans une deuxième étape appelée déprotection, l’un desdits groupes de protection GP1 ou GP2 est retiré, laissant sur ledit monomère M1 ou ledit oligomère M1 une fonction dite fonction libre ; - in a second step called deprotection, one of said GP1 or GP2 protection groups is removed, leaving on said M1 monomer or said M1 oligomer a so-called free function;
- dans une troisième étape appelée couplage, on fait réagir un deuxième monomère M2 ou oligomère M2, portant au moins une fonction libre et au moins une fonction protégée par un groupe protecteur GP3, de manière à ce que sa fonction libre forme, par réaction avec ladite fonction libre dudit premier monomère M1 ou oligomère M1, une liaison covalente, créant ainsi une nouvelle molécule formée par ledit monomère M1 ou oligomère M1, fixé par sa première terminaison sur ladite molécule d'ancrage, et ledit monomère M2 ou oligomère M2, fixé sur l’une autre de ses terminaisons, et ledit procédé étant caractérisé en ce que ladite molécule d’ancrage comporte une chaîne polyoléfine ou un oligomère de polyoléfine ou un polyalcène, avec au moins 5 unités de monomères, et de préférence entre 10 et 50 unités de monomères, ladite chaîne polyoléfine étant une chaîne ramifiée, et de préférence une chaîne de polyisobutène. - in a third step called coupling, a second M2 monomer or M2 oligomer is reacted, carrying at least one free function and at least one function protected by a GP3 protecting group, so that its free function forms, by reaction with said free function of said first M1 monomer or M1 oligomer, a covalent bond, thus creating a new molecule formed by said M1 monomer or M1 oligomer, attached by its first termination to said anchor molecule, and said M2 monomer or M2 oligomer, attached on another of its terminations, and said method being characterized in that said anchoring molecule comprises a polyolefin chain or a polyolefin oligomer or a polyalkene, with at least 5 monomer units, and preferably between 10 and 50 monomer units, said polyolefin chain being a branched chain, and preferably a polyisobutene chain.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’on ajoute par couplage un n- ième monomère Mn ou oligomère Mn. 2. Method according to claim 1, characterized in that an n-th Mn monomer or Mn oligomer is added by coupling.
3. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu’après le couplage du dernier monomère ou oligomère, on procède à la déprotection des groupes de protection de la macromolécule. 3. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that after the coupling of the last monomer or oligomer, the deprotection of the protective groups of the macromolecule is carried out.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant au moins une étape dans laquelle ladite macromolécule fixée sur ladite molécule d’ancrage est séparée du milieu réactionnel par extraction dans un solvant organique apolaire, et/ou par extraction ou lavage avec un solvant polaire, et/ou par filtration. 4. Method according to any one of claims 1 to 3, comprising at least one step in which said macromolecule attached to said anchoring molecule is separated from the reaction medium by extraction in an apolar organic solvent, and / or by extraction or washing. with a polar solvent, and / or by filtration.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant une étape dans laquelle ladite macromolécule est totalement déprotégée. 5. Method according to any one of claims 1 to 4, comprising a step in which said macromolecule is completely deprotected.
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites unités de monosaccharides ou dérivés de monosaccharides sont des dérivés de pentoses (et notamment des nucléosides) ou d’hexoses. 6. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that said units of monosaccharides or monosaccharide derivatives are derivatives of pentoses (and in particular of nucleosides) or of hexoses.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la liaison entre deux unités successives est une liaison de type osidique (et de préférence de type glycosidique ou de type phosphorylé (notamment de type ose- 1 -phosphate) ou de type glucidique ou de type N-hétéroside ou de type S-hétéroside. 7. Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the bond between two successive units is a bond of osidic type (and preferably of glycosidic type or of phosphorylated type (in particular of ose- 1 -phosphate type. ) or of the carbohydrate type or of the N-heteroside type or of the S-heteroside type.
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite molécule d’ancrage présente une masse moléculaire moyenne en masse comprise entre 300 et 20000, et de préférence entre 500 et 15000. 8. Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said anchor molecule has a mass average molecular weight of between 300 and 20,000, and preferably between 500 and 15,000.
9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite chaîne polyoléfine ou oligomère de polyoléfine ou polyalcène comprend un nombre de liaisons carbone-carbone insaturées ne dépassant pas 5 %, et de préférence ne dépassant pas 3 %. 9. Method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that said polyolefin or polyolefin or polyalkene oligomer chain comprises a number of unsaturated carbon-carbon bonds not exceeding 5%, and preferably not exceeding 3%. .
10. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite chaîne polyoléfine ou oligomère de polyoléfine ou polyalcène a été obtenue par polymérisation d’un monomère, de préférence biosourcé. 10. A method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that said polyolefin or polyolefin or polyalkene oligomer chain has been obtained by polymerization of a monomer, preferably biobased.
11. Utilisation d’un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10 pour la synthèse d’oligonucléotides ou d’oligosaccharides. 11. Use of a process according to any one of claims 1 to 10 for the synthesis of oligonucleotides or oligosaccharides.
EP21735764.9A 2020-06-24 2021-06-23 Method for synthesising macromolecules in solution from carbohydrate derivative units Pending EP4172168A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2006615A FR3111896A1 (en) 2020-06-24 2020-06-24 Synthesis processes in solution of macromolecules from units of carbohydrate derivatives
FR2006654A FR3111897B1 (en) 2020-06-24 2020-06-25 Synthesis processes in solution of macromolecules from units of carbohydrate derivatives
PCT/IB2021/055523 WO2021260562A1 (en) 2020-06-24 2021-06-23 Method for synthesising macromolecules in solution from carbohydrate derivative units

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4172168A1 true EP4172168A1 (en) 2023-05-03

Family

ID=72644421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21735764.9A Pending EP4172168A1 (en) 2020-06-24 2021-06-23 Method for synthesising macromolecules in solution from carbohydrate derivative units

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20230265119A1 (en)
EP (1) EP4172168A1 (en)
CN (1) CN115916797A (en)
AU (1) AU2021296396B2 (en)
BR (1) BR112022026472A2 (en)
CA (1) CA3182836A1 (en)
FR (2) FR3111896A1 (en)
IL (1) IL299424A (en)
WO (1) WO2021260562A1 (en)
ZA (1) ZA202213895B (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5548852B2 (en) 2009-05-29 2014-07-16 国立大学法人東京農工大学 Hydrophobic group-bonded nucleoside, hydrophobic group-bonded nucleoside solution, and hydrophobic group-bonded oligonucleotide synthesis method
CN101870717B (en) * 2010-05-28 2012-09-05 中国人民解放军军事医学科学院放射与辐射医学研究所 Oligonucleotide direct condensation method reagent and application thereof
IN2014DN10144A (en) * 2012-05-30 2015-08-21 Hokkaido System Science Co Ltd

Also Published As

Publication number Publication date
AU2021296396B2 (en) 2024-02-15
US20230265119A1 (en) 2023-08-24
WO2021260562A1 (en) 2021-12-30
CN115916797A (en) 2023-04-04
FR3111897B1 (en) 2022-12-16
BR112022026472A2 (en) 2023-01-31
AU2021296396A1 (en) 2023-02-02
FR3111896A1 (en) 2021-12-31
ZA202213895B (en) 2024-04-24
IL299424A (en) 2023-02-01
FR3111897A1 (en) 2021-12-31
CA3182836A1 (en) 2021-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1273589A (en) Carriers, process for their preparation and the intermediates obtained, use in the synthesis of oligonucleotides linked to such carriers
US7572908B2 (en) Cleavable linkers for polynucleotides
US7855281B2 (en) Cleavable thiocarbonate linkers for polynucleotide synthesis
US7368550B2 (en) Phosphorus protecting groups
FR3025201A1 (en) MODIFIED NUCLEOTIDES FOR THE SYNTHESIS OF NUCLEIC ACIDS, A KIT COMPRISING SUCH NUCLEOTIDES AND THEIR USE FOR THE PRODUCTION OF SYNTHETIC NUCLEIC ACID GENES OR SEQUENCES
Lönnberg Synthesis of oligonucleotides on a soluble support
US6768005B2 (en) Process
EP0707592B1 (en) Process for solid support nucleic acid synthesis and compounds useful as solid supports in said process
EP0607337B1 (en) Process for rna synthesis using a new deprotection reagent
WO2021260562A1 (en) Method for synthesising macromolecules in solution from carbohydrate derivative units
RU2819631C1 (en) Method for synthesis in solution of macromolecules from links of carbohydrate derivatives
US9574236B2 (en) Isolation of RNA-protein complexes using cross-linking reagents and oligonucleotides
EP1248859B1 (en) Method for synthesising and immobilising nucleic acids on a silanized solid support
Katayama et al. Liquid-phase synthesis of oligonucleotides
EP2271653B1 (en) Novel method for preparing oligonucleotides comprising a 5&#39; -phosphate monoester or 5&#39; -thiophosphate monoester end
DE102004019098A1 (en) Photolabile protecting groups
FR2804684A1 (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF BETA- (1,3) -GLUCANES FUNCTIONALIZED DERIVATIVES
EP0902788B1 (en) Nucleoside derivatives, and their use in oligonucleotide synthesis
US7456309B2 (en) Reusable universal polymer support for repetitive oligonucleotide synthesis
SU316241A1 (en) METHOD FOR OBTAINING TRIAL KIL FORCES IL OXIMINOSTEROIDS
Zatsepin et al. Synthesis and properties of oligodeoxyribonucleotides containing 2’-O-(2, 3-dihydroxypropyl)-and 2’-O-(2-oxoethyl) arabinouridine residues
Yagodkin et al. Universal linker phosphoramidite
Blain et al. Chapter Five: Site-specific ‘click’chemistry with RNA transcripts
WO2014006022A1 (en) Glycoside derivatives, preparation thereof and use thereof as prosthetic groups

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20230124

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)