【発明の詳細な説明】
光不安定保護基を有するヌクレオシド誘導体詳細な説明
本発明の主題は、光不安定保護基を有するヌクレオシド誘導体およびその製造
方法に関する。
ヌクレオシドおよびヌクレオチドのヒドロキシおよびホスフェート官能基のた
めの光不安定保護基が、例えば固体担体上でオリゴヌクレオチドの光制御並行合
成(S.P.A.Fordor et al.Science 1991,251,p.767 et seq.)に好適であるの
で、特に該保護基に関するものである。
該保護基が、迅速なDNA配列分析のための分子生物学に必要とされている、
いわゆるDNAチップ(表面に多数の異なったオリゴヌクレオチドが配列されて
いる)の製造を可能とする。該保護基は、先行技術では、これまで主として0−
ニトロベンジル基およびその誘導体が、ヌクレオシドおよびヌクレオチド化学(
V.N.R.Pillai,Org.Photochem.1987,9,P.225 et seq.およびJ.W.Walker et al.,
J.Am.Chem.Soc.1988,110,p.7170et seq.)における光不安定保護基として使用さ
れてきた。対応するヌクレオシドおよびヌクレオチド誘導体の遅くかつ部分的に
不完全な脱保護が、これらの保護基の特別な欠点であった。その上、0−ニトロ
ベンジル化合物の分解の間に、有害なニトロソフェニル化合物の形の望ましくな
い副生物がある程度生成する。
「Biophosphates and Their Analogues−Synthesis,Structure,Metaboli
sm and Activity」,Elsevier Science Publishers B.V.(Amsterdam)1987,P
.133 et seq.におけるW.Pfleiderer et al.によると、もっぱら塩基部における
、特にグ
アノシンのO6位における保護基として導入されている、2−(o−ニトロフェニ
ル)エチルが、ヌクレオシドのための他の光不安定保護基として推奨されていた
。同刊行物では、またp−ニトロフェニルエトキシカルボニル(NPEOC)基
および2、4−ジニトロフェニルエトキシカルボニル(DNPEOC)基がとも
に、基の脱離はもっぱら塩基触媒β−脱離によって行われていたが、糖部のアミ
ノ官能基およびヒドロキシル官能基のための保護基として記載されている。
それ故、本発明は、先行技術が持つ目だった欠点を示さないで、比較的速く、
定量的に、かつ望ましくない副生物の生成なしに脱保護できる、糖部の5'―O
H官能基のための光不安定保護基を有するヌクレオシド誘導体を開発することを
目的とする。
この目的は、本発明によって、請求項1に記載の一般式(I)のヌクレオシド
誘導体によって達成された。驚くべきことに、本発明による保護基が、例えばO
−ニトロベンジル基よりもずっと速くかつ完全に脱離することが認められた。こ
れまで脱保護の際の大量の望ましくない副生物は発見できなかったし、このこと
は予測もできないことであった。
本発明のヌクレオシド誘導体は、下記一般式(I)を有する:
式中、フェニル環のR1,R2,R3基は、下記の意味を有する。
R1=H,NO2,CN,OCH3,ハロゲン、または炭素数1ないし4のアルキ
ルまたはアルコキシアルキル、
R2=H,OCH3,
R3=H,F,Cl,Br,NO2,または炭素数2ないし5の脂肪族アシル基(
例えばアセチルなど)。
O−ニトロフェニルエーテル基のC2原子に位置する基R4は、H,ハロゲン、
OCH3,炭素数1ないし4のアルキル基または所望により置換基を有していて
もよいアリール基であってよい。アルキル基は、直鎖状でも分岐状でも、置換(
特に1またはそれ以上のハロゲン原子で)されていても非置換でも、また飽和で
も不飽和でもよい。同じことが、R1のアルキルおよびアルコキシアルキル基に
も適用される。R4は好ましくはメチル基である。アリール基は、好ましくはア
ルキル(炭素数1ないし4)、アルコキシ(例えばメトキシ)もしくはジアルキル
アミノ(例えばジメチルアミノ)および/またはF,Cl,Br,NO2もしく
はCNで置換されていてよいフェニル基である。R4≠Hの場合、フェニル環の
R1,R2およびR3は、好ましくは水素残基である。
本発明で、ハロゲンとは、F、Cl、Br,Iを意味し、好ましくはF、Cl
もしくはBr,である。
本発明における上記化合物のヌクレオシド部は、通常のD−リボフラノースま
たは2’−デオキシリボフラノース単位およびピリミジン(B=シトシン、チミ
ン、ウラシル)もしくはプリン塩基(B=アデニン、グアニン)よりなっている
。2,6−ジアミノプリン−9−イル、ハイポキサンチン−9−イル、5−メチ
ルシトシン−1−イル、5−アミノ−4−イミダゾールカン酸アミド−1−イル
または5−アミノ−4−イミダゾールカルボン酸アミド−3−イル残基も塩基と
して使用することができる。
リボフラノシドもしくは2’−デオキシリボフラノース部におけるOH基は、
必要に応じて、フリーの形でも、保護されていてもよい。これに関して、
のような公知のホスファイトアミド基が、3’位を保護するのに有効であった。
式中R7基は、同一でも異なっていてもよく、直鎖状または分基状の炭素数1な
いし4のアルキル基を意味し、好ましくは、エチルもしくはイソプロピル基であ
る。
リボフラノシド部(R6位)の2’位において、フリーのまたは保護されたO
H基が水素もしくはハロゲン原子(特にF,Cl,Br)と同様に存在していて
もよい、この場合、ヌクレオチド化学で周知のいかなる保護基(R8)も使用で
きる。酸素原子(X=O)のために、従来公知のアルキル、アルケニル、アセチ
ルもしくはシリルエーテル保護基を採用することができる。R6が、S−アルキ
ル基(X=S,R8=アルキル)を表してもよい。好ましい例としては、O−ア
ルキル保護基は、O−メチルもしくはO−エチル基であり、O−アルケニル保護
基は、O−アリル基であり、O−アセチル保護基は、O−テトラヒドロピラニル
基もしくはO−メチルテトラヒドロピラニル基であり、O−シリルエーテル保護
基は、O−t−ブチルジメチルシリル基である。
好ましい態様によれば、一級アミノ官能基を有するピリミジンもしくはプリン
塩基(例えばアデニン、シトシンおよびグアニン)は、カルボニルベースの恒久
保護基を含んでいてもよい。これについて、フェノキシアセチルもしくはジメチ
ルフォルムアミジノ基が、上記に示した三つの塩基すべてに使えるので好ましい
。また、ある塩基の場合にだけ導入される特別な保護基もある。例えば、アデニ
ンの場合、ベンゾイルもしくはp−ニ
トロフェニルエトキシカルボニル(p−NPEOC)基がある。p−NPEOC基
に加えて、グアニンには、イソブチロイルまたはp−ニトロフェニルエチル(p
−NPE)保護基も導入することができる。最後に、シトシンには、p−NPE
OC基のほかにベンゾイル保護基が好適である。
本発明のヌクレオシド誘導体の製造は、三つの工程で行うことができる。第一
の工程a)は、下記一般式(II)のアルコールを、
(式中、R1,R2,R3およびR4は、上記と同一の意味を有している)
チオニルクロライドと、好ましくは50から120℃の間で非極性有機溶媒中で
、最も望ましくは塩基の存在下で、反応させる。
該アルコール成分は、ほんどの場合公知であるか、または公知の方法と同様に
して製造することができる。工程a)では、トルエンを非極性有機溶媒として使
用するのが好ましく、ピリジンを塩基として、使用するトルエンに対して2ない
し10容量%で使用するのが好ましい。反応成分は、ほぼ化学量論的比で反応さ
せることができるが、チオニルクロライドは、好ましくはアルコール成分に対し
て過剰に、例えば2ないし5倍モル過剰で使用される。アルコール成分の濃度は
、広い範囲で変えることができるが、10ml溶媒当たり1.0ないし20.0
mmolの濃度に設定するのが特に有利であることが判った。
下記一般式(III)に相当するフェニルアルキルクロライ
ドが、
この反応(約1ないし3時間の反応)で、高純度で、高収率(>85%)で得ら
れる。
得られた生成物の処理は、好ましくは、まず反応溶液を氷水で、さらに所望に
よりクロロホルムもしくはジクロロメタンで数回処理し、有機相を中和(例えば
重炭酸塩で)し、所望により乾燥し、溶媒を除去し、その後生成物を、所望によ
り蒸留もしくは結晶化により、精製する。
次の工程b)では、一般式(III)のフェニルアルキルクロライドが、まず
チオ硫酸ナトリウムと反応して対応するエステルとなり、その後塩素と反応して
下記一般式(IV)のフェニルアルキルスルホニルクロライドとなる。
チオ硫酸ナトリウムとの反応は、アルコールと水よりなる混合溶媒中で、50
から100℃の温度で、特にフェニルアルキルの濃度を、アルコール/水の混合
物10ml当り10ないし100mmolに設定して行うのが好ましい。とりわ
けメタノールとエタノールは、アルコールとして最良であることが証明された。
水に対するアルコールの量比は、広く変えることができるが、水に対するアルコ
ールの比をほぼ1:1に調整するのが有利であることが確認されている。
チオ硫酸ナトリウムに対するフェニルアルキルクロライドの量比は、少なくと
も1:1であるが、好ましい態様によれば、特にフェニルアルキルクロライド1
mmol当り1.5ないし2.5mmolというチオ硫酸ナトリウムの明らかな
過剰条件で行われる。反応終了後、通常10ないし20時間後に終了するが、溶
媒は、すべてもしくはかなり、通常の方法によって除去され、精製したエステル
は、さらに分離ないしは処理することなく、塩素と反応してフェニルアルキルス
ルホニルクロライドとなる。この塩素化は、水中で、水/酢酸混合物(好ましい
量比は4:1から2:1)もしくは水/ジクロロメタン混合物(好ましい量比は
2:1から1:1)温度0ないし10℃で、大過剰の塩素を用いて行われるのが
好ましい。この工程では、フェニルアルキルクロライドの濃度は、溶媒100m
l当り5ないし30mmolであることが好ましい。
塩素処理(約10ないし30分)の後、沈殿物を分離し、粗生成物を結晶化も
しくはカラムクロマトグラフィなどの公知の方法で精製する。この際、対応する
フェニルアルキルスルホニルクロライドは、固体状か、油状かによって大きく異
なった収率となる。
フェニルアルキルスルホニルクロライドは、最後に工程c)で一般式(V)の
ヌクレオシドと反応する。
式中、R5,R6およびBは前記と同じ意味を持つ。
同反応は、ジクロロメタンとピリジンよりなる混合溶媒中で、−60ないし0
℃の温度で行うのが好ましい。ピリジンに対するジクロロメタンの混合比は、そ
れほど厳密ではないが、ピリ
ジン1容量部当りジクロロメタン1ないし3容量部が好ましい。
本発明の好ましい態様によれば、それぞれの反応温度で、ピリジンに溶解した
ヌクレオシド(V)が装入され、フェニルアルキルスルホニルクロライドのジク
ロロメタン溶液が滴下添加される。フェニルアルキルスルホニルクロライドに対
するヌクレオシドのモル比は、化学量論によりほぼ1:1に調整することができ
る。しかしながら、フェニルアルキルスルホニルクロライドを過剰に使用するの
が好ましく、フェニルアルキルスルホニルクロライドに対するヌクレオシドのモ
ル比は、1:1ないし1:2である。最後に、混合溶媒中のヌクレオシドの濃度
は、広い限界範囲の中で変えることができるが、溶媒10ml当り0.1ないし
3.0mmolに設定するのが好ましい。
反応が完了(反応時間は約1ないし10時間)すると、本発明のヌクレオシド
誘導体を、ジクロロメタンによる希釈、水洗による塩の除去、有機相の乾燥、溶
液の濃縮もしくは結晶化、およびその後のカラムクロマトフラフィなどの公知の
方法で、単離もしくは精製することができる。このような方法で得られるヌクレ
オシド誘導体は、高純度および高収率(30ないし65%)で得られる。
好ましい態様によれば、反応工程b)によって、下記ホスファイトアミド基を
公知の方法によって、R5=Hであるヌクレオシド誘導体の3’位に導入するこ
とができる。この相当するホスフィンとの反応は、通常ジクロロメタンとアセト
ニトリルからなる混合溶媒中で、0ないし25℃の温度で、活性化剤として1H
テトラゾ
ールの存在下で行う。ホスフィンは、1H テトラゾールに対するホスフィンの
モル比を、3:約1.0に設定するような、2倍ないし3倍モル過剰で使用する
ことが好ましい。アセトニトリルに対するジクロロメタンの量比は、さほど厳密
ではなく、1:1ないし4:1が好ましい。反応終了(約10ないし20時間)
後、生成するヌクレオシドを、上記したように工程c)で反応させることができ
る。
波長>289nmを有する多色光を用いた照射実験が示しているように、本発明の
ヌクレオシドは、非常に速く(t0.5=1ないし40分)かつ大規模に(収率up
to 97%)脱保護されうるので、保護基の不安定さが優れたレベルであるとい
う特別の要求を満たすことができる。
これらの特別な性質を持っているので、本発明のヌクレオシドは、光制御方式
で保護基の分解によって、特に固体担体上で、オリゴヌクレオチドを製造するの
に特に適している。
以下の実施例は、さらに詳しく本発明を例証するためのものである。実施例 共通事項: 溶媒と試薬
溶媒は、蒸留または通常の方法で乾燥した。蒸留した溶媒のみをクロマトグラ
フィに使用した。合成に使用したすべての化学品は、p.a.品質のものを使用した
。クロマトグラフィ
薄層クロマトグラフィ分析は、蛍光ラベル(シリカゲル 60、F254)を施
したメルク社の既成フィルム上で行った。Baker
ッシュクロマトグラフィ用に使用された。操作は、0.25ないし0.35ba
rの加圧下で行った。UV/VIS吸収スペクトル
UVスペクトルは、Perkin-Elmer社のスペクトロメーター、Model Lambda 5を
用いて、メタノール(Uvasol,メルク社)中で測定した。合成詳細には、λ[nm]
および(lgε)がそれぞれ記載されている。ショルダーは、カッコ[]の中に示した
。 1 H-NMRスペクトル
Bruker社の250MHz−FT−Spectrometer,Model AC 250、を1H-NMRスペクトル
をとるのに使用した。スペクトルは、溶媒(CDCl3:7.24、D6-DMSO:2
.49)のプロトンシグナルで較正した。略号
LM=溶媒
EE=酢酸エチルエーテル
PE=石油エーテル
TOL=トルエン
NPE=2−(4−ニトロフェニル)エチル−
NPES=2−(2−ニトロフェニル)エチルスルフォニル−
NPPS=2−(2−ニトロフェニル)エチルプロピルスルフォニル−フェニルアルキルクロライドの製造 実施例1
2−(2−ニトロフェニル)エチルクロライド
精製ピリジン2.1mlとチオニルクロライド21.62g(13.3ml、0
.18mol)を、精製トルエン36ml中の2−(2−ニトロフェニル)エタ
ノール10.13g(60m
mol)に添加する。2時間還流した後、冷却し、氷上に流下する。該氷水を5
0mlのクロロホルムと混合し、50mlのクロロホルムで2度抽出する。混合
有機相を100mlの飽和重炭酸塩溶液で2度中和する。Na2SO4上で乾燥し
た後、ろ過し、回転蒸発させた。高真空下で蒸留した後、9.7g(50mmo
l、87%)の2−(2−ニトロフェニル)エチルクロライドが、沸点66ない
し67℃(0.001mbar)の黄色油として得られる。
TLC(シリカゲル):Rf=0.39(PE/EE 9:1) 実施例2
2−(2−クロロ−6−ニトロフェニル)エチルクロライド
トルエン10ml中の15.60gのチオニルクロライド(130mmol)を
、精製トルエン100ml中の2−(2−クロロ−6−ニトロフェニル)エタノ
ール8.8g(44mmol)に素早く滴下添加する。反応溶液を還流下で1時
間加熱する。冷却した後、氷上に流下し、50mlのCH2Cl2で希釈し、H2
O相を50mlCH2Cl2で2度抽出する。混合有機相をNa2SO4上で乾燥し
た後、回転蒸発させる。9.08gの2−(2−クロロ−6−ニトロフェニル)
エチルクロライド
(41mmol、94%)が、褐色油として得られるが、これは冷蔵庫で数日保
存すると結晶化する。
TLC(Silica gel):Rf=0.71(PE/EE 7:3)
MP.:<25℃
元素分析:C8H7Cl2NO2(220.1g/mol) 実施例3
2−(4−クロロ−2−ニトロフェニル)エチルクロライド
トルエン10ml中のチオニルクロライド12g(7.4ml、100mmol
)を、精製トルエン100mlとピリジン2.5ml中の2−(4−クロロ−2
−ニトロフェニル)エタノール6.78gに素早く適下添加する。還流下に2時
間加熱し、冷却して、100gの氷上に流下し、100mlのCH2Cl2と混合
する。水相を50mlのCH2Cl2で2度抽出する。混合有機相を80mlの飽
和重炭酸塩溶液で2度中和し、Na2S
O4上で乾燥した後、ろ過し、回転蒸発させる。2−(4−クロロ−2−ニトロ
フェニル)エチルクロライド7.12g(32mmol、98%)が褐色油とし
て得られるが、これは冷蔵庫で数日置くと褐色固体として固化する。
TLC(silica gel):Rf=0.54(PE/EE 9:1)
MP.:<25℃
元素分析:C8H7Cl2NO2(220.1g/mol)
実施例4
2−(2,4−ジニトロフェニル)エチルクロライド
2−(2,4−ジニトロフェニル)エタノール20g(94mmol)を、12
0mlの精製トルエンおよび4mlのピリジンに溶解する。精製トルエン20m
l中のチオニルクロライド34g(21ml、282mmol)を、素早く適下
添加する。2時間還流した後、冷却して、氷上に流下する。これを、100ml
のCH2Cl2と混合し、水相を50mlのCH2Cl2で
2度抽出する。混合有機相をNa2SO4上で乾燥した後、ろ過し、回転蒸発させ
る。2−(2、4−ジニトロフェニル)エチルクロライド21.51g(93m
mol、98%)が褐色油として得られる。
TLC(silica gel):Rf=0.62(PE/EE 7:3)
実施例5
2−(2−ニトロフェニル)プロピルクロライド
トルエン(精製)10ml中のチオニルクロライド12.16g(7.5ml、
102mmol)を、精製トルエン90mlとピリジン2ml中の2−(2−ニ
トロフェニル)プロパノール6.2g(34mmol)に素早く適下する。反応
溶液を、還流下に1時間加熱する。冷却後、100gの100gの氷上に流下し
、80mlのCH2Cl2と混合する。水相を80mlのCH2Cl2で2度抽出す
る。混合有機相を120mlの飽和重炭酸塩溶液で2度中和し、Na2SO4上で
乾燥した後、回転蒸発させる。2−(2−ニトロフェニル)プロピルクロライド
6.62g(33mmol、98%)が褐色油として得られる。
TLC(silica gel):Rf=0.75(PE/EE 7:3)元素分析:C9H10ClNO2(199.6g/mol)
フェニルアルキルスルホニルクロライドの製造 実施例6
2−(2−ニトロフェニル)エチルスルホニルクロライド
2−(2−ニトロフェニル)エチルクロライド3.7g(20mmol)を、5
0%メタノール水溶液95ml中のチオ硫酸ナトリウム五水和物7.8g(31
mmol)に溶解させ、還流下で16時間加熱する。溶液を冷却後ろ過し、沈殿
が析出するまで回転蒸発させる。これを500ml三つ口フラスコ中にデカンテ
ーションで移し、10℃に冷やして100gの氷と混ぜる。強い塩素気流を10
分間溶液中に流す。温度は10℃を超えないようにする。これを室温でさらに半
時間攪拌して、過剰の塩素を追い出す。沈殿をガラスフィルターで分離し、デシ
ケーター中で乾燥する。精製のため、沈殿をクロロホルムに溶解し、少量の石油
エーテルで沈殿させる。2−(2−ニトロフ
ェニル)エチルスルフォニルクロライド3.2g(13mmol、65%)が、
結晶として得られる。
TLC(silica gel):Rf=0.65(PE/EE 7:3)
MP.:76〜77℃(Lit.:74〜75°)
実施例7
2−(2−クロロ−6−ニトロフェニル)エチルスルホニルクロライド
2−(2−クロロ−6−ニトロフェニル)エチルクロライド1.3g(6mmo
l)とチオ硫酸ナトリウム五水和物3.7g(15mmol)を、エタノール/
水(1:1)50ml中で、還流下で3日間加熱する。反応溶液を熱間ろ過し、
乾燥するまで回転蒸発させる。残渣を水に溶解し、未反応物を除去するため、C
H2Cl2で2度抽出する。塩素を3℃に冷却した水相に通す。そのとき、温度が
10℃を超えないように注意する。これを過剰の塩素を追い出すために、30分
間さらに攪拌する。沈殿を分離する(粘着性なので扱い難い)。フラッシュクロ
マトグラフィで精製するため、粗生成物が石油エーテルには完全には溶けないの
で、それを少量のCH2Cl2に溶解してカラム(36gsilica gel、3x10cm、LM.:
PE/EE、cond.9:1、gradient:200ml PE/EE 9:1,80ml 7:1,140ml 6:1,120ml 5:1,
100ml 4:1)に入
れる。2−(2−クロロ−6−ニトロフェニル)エチルスルホニルクロライド4
00mg(1.5mmol、25%)が、黄色固体として得られる。
TLC(silica gel):Rf=0.19(PE/EE 9:1)
MP.:75〜76℃元素分析:C8H7Cl2NO4S(268.1g/mol)
実施例8
2−(4−クロロ−2−ニトロフェニル)エチルスルホニルクロライド
2−(4−クロロ−2−ニトロフェニル)エチルクロライド5.02g(22m
mol)とチオ硫酸ナトリウム五水和物8.89g(36mmol)を、50%
メタノール水溶液80mlに溶解させ、還流下で15時間加熱する。冷却後、ろ
過し、溶液を50mlになるまで回転蒸発させる。これを、500mlの三つ口
スラスコにデカンテーションで移し、10℃に冷やして、
25mlの氷酢酸および100gの氷と混合する。10分間塩素ガスを供給(温
度を10℃を超えないようにする)した後、さらに室温で半時間過剰の塩素を追
い出すため攪拌する。得られた粘着性の沈殿を分離し、大量の水で洗浄し、デシ
ケータ中のNaOH上で、一夜乾燥する。フラスコ中の残存物質をCH2Cl2に
溶解しNa2SO4上で乾燥し、回転蒸発させる。乾燥した沈殿物もCH2Cl2で
取り出し、他の沈殿と一緒にして、回転蒸発させる。粗生成物(5.636g)
をシリカゲルと接触させ、フラッシュクロマトグラフィ(150g silica gel、5x11
cm、LM.:PE/EE、cond.15:1、gradient:250ml 15:1,330ml 10:1,340ml 7.5:1,
360ml 5:1)で精製する。2−(4−クロロ−2−ニトロフェニル)エチルスルホ
ニルクロライド3.38g(12mmol,55%)を黄色固体として得る。
TLC(silica gel):Rf=0.65(PE/EE 7:3)
MP.:59〜61℃
元素分析:C8H7Cl2NO4S(284.1g/mol)
実施例9
2−(2、4−ジニトロフェニル)エチルスルホニルクロライド
2−(2、4−ジニトロフェニル)エチルクロライド9.22g(40mmol
)とチオ硫酸ナトリウム五水和物14.89g(60mmol)を、50%メタ
ノール水溶液180mlに溶解させ、還流下で16時間加熱する。冷却後、ろ過
し、溶液を容量が半分になるまで回転蒸発させる。これを、500mlの三つ口
スラスコにデカンテーションで移し、10℃に冷やして、50mlの氷酢酸およ
び150gの氷と混合する。10分間塩素ガスを供給(温度を10℃を超えない
ようにする)した後、さらに室温で半時間過剰の塩素を追い出すため攪拌する。
得られた粘着性の沈殿を分離し、大量の水で洗浄する。分離した沈殿と共に、フ
ラスコ中の残存物質をCH2Cl2に溶解し、Na2SO4上で乾燥し、回転蒸発さ
せる。7.34gの褐色油(25mmol、62%)が得られるが、なお不純物
を含む。粗生成物を半分ずつ、さらに精製するため、シリカゲルと接触させ、フ
ラッシュクロマトグラフィ(70g silica gel、4x11cm、LM.:PE/EE、cond.15:1、
gradient:200ml 15:1,330ml 10:1,340ml 7.5:1,350ml 6:1,360ml 5:1)で精製
する。合計で4.37g(15mmol、37%)の2−(2、4−ジニトロフ
ェニル)エチルスルホニルクロライドが、黄色固体として得られる。
TLC(silica gel):Rf=0.42(PE/EE 7:3)
MP.:79〜80℃
元素分析:C8H7ClN2O6S(294.7g/mol)
実施例10
2−(2−ニトロフェニル)プロピルスルホニルクロライド
2−(2−ニトロフェニル)プロピルクロライド2g(10mmol)とチオ硫
酸ナトリウム五水和物3.75g(15mmol)を、50%メタノール水溶液
50mlに溶解させ、還流下で15時間加熱する。冷却後、ろ過し、溶液を回転
蒸発させて油を得る。得られた油を、250mlの三つ口スラスコ中にデカンテ
ーションで移し、10℃に冷やして、50mlの水、25m1の氷酢酸および5
0gの氷と混合する。10分間塩素ガスを供給(温度を10℃を超えないように
する)した後、さらに室温で半時間過剰の塩素を追い出すため攪拌する。反応溶
液を200mlのエーテルで1回、75mlで2回抽出する。エーテル相を合わ
せて、5%亜硫酸水素ナトリウム溶液および水それぞれ100mlで洗浄し、N
a2SO4上で乾燥し、回転蒸発させる。粗生成物(1.03g)をシリカゲルと
接触させ、フラッシュクロマトグラフィ(34g silica gel、3x10cm、LM.:PE/EE
、cond.15:1、gradient:250ml 15:1,165ml 10:1,170ml 7.5:1,180ml 5:1)で精
製する。2−(2−ニトロフェニル)プ
ロピルクロライドの遊離体458mgと、2−(2−ニトロフェニル)プロピル
スルホニルクロライド423mgが、赤味を帯びた油として得られる。
TLC(silica gel):Rf=0.51(PE/EE 7:3)
MP.:79〜80℃
元素分析:C9H10Cl2NO4S(263.7g/mol)
ヌクレオシド誘導体の製造 実施例11
N6−NPEOC−5’−O−[2−(2−ニトロフェニル)エチルスルホニル]
−2’−デオキシアデノシン
−45℃で、精製CH2Cl23.5ml中の2−(2−ニトロフェニル)エチル
スルホニルクロライド304g(1.2mol)を、精製ピリジン3.5ml中
のN6−NPEOC−2’−デオキシアデノシン438g(1mmol、精製ピ
リジン4ml
と3度共沸させたもの)に、20分以内に滴下する。−40ないし−20℃で、
4時間攪拌した後、温度を2時間かけて−15ないし−5℃に上昇させてから、
さらに1時間半かけて0℃になるまで上昇させる。合計7時間半後、溶液を水1
5mlおよびCH2Cl215mlと混合する。水相を20mlのCH2C12で2
度抽出して、有機相を合わせてNa2SO4上で乾燥させる。これをろ過し、回転
蒸発させて、トルエンで3回、メタノールで1回共沸させる。得られた粗生成物
をフラッシュクロマトグラフィ(37g silica gel、4x10cm、LM.:CH2Cl2/MeOH、c
ond.100:1、gradient:80ml 100:1,100ml 100:2,100:3,100:4 and 100:5)で精製
する。N6−NPEOC−3'、5’−ジ−O−[2−(2−ニトロフェニル)エ
チルスルホニル]−2’−デオキシアデノシン174mg(0.2mmol、2
0%)と、N6−NPEOC−5’−O−[2−(2−ニトロフェニル)エチルス
ルホニル]−2’−デオキシアデノシン219mg(0.35mmol、35%
)が無色の泡として得られる。
TLC(silica gel):Rf=0.33(Tol/EE/MeOH 5:4:1)
元素分析:C27H27N7O11S x 1/2 H2O(666.6g/mol)
実施例12
5’−O−[2−(2−クロロ−6−ニトロフェニル)エチルスルホニル]−N6
−NPEOC−2’−デオキシアデノシン
−45℃で、精製CH2Cl24ml中の2−(2−クロロ−6−ニトロフェニル
)エチルスルホニルクロライド290mg(1.02mmol)を、精製ピリジ
ン4ml中のN6−NPEOC−2’−デオキシアデノシン355mg(0.8
mmol、精製ピリジン各4mlと3度共沸させたもの)に、20分以内に滴下
添加する。−40ないし−30℃で、4時間攪拌した後、温度を2時間半かけて
0℃になるまで上昇させる。合計6時間半後、溶液を水15mlおよびCH2C
l215mlと混合する。水相を15mlのCH2Cl2で3度抽出して、有機相
を合わせてNa2SO4上で乾燥させる。これをろ過し、回転蒸発させて、トルエ
ンで3回、メタノールで1回共沸させる。得られた粗生成物をフラッシュクロマ
トグラフィ(32g silica gel、3x10cm、LM.:CH2Cl2/MeOH、cond.100:1、gradient
:100ml 100:1,each 100ml 100:2,100:3,100:4 and 100:5)で精製する。5’−O
−[2−(2−クロロ−6−ニトロフェニル)エチルスルホニル]−N6−NPE
OC−2’−デオキシアデノシン214mg(0.3mmol、39%)が無色
の泡として得られる。
TLC(silica gel):Rf=0.36(Tol/EE/MeOH5:4:1)
元素分析:C27H26ClN7O11S x 1/2 H2O(701.1g/mol) 実施例13
5’−O−[2−(4−クロロ−2−ニトロフェニル)エチルスルホニル]−N4
−NPEOC−2’−デオキシシチジン
0℃で、精製CH2Cl22.5ml中の2−(4−クロロ−2−ニトロフェニル
)エチルスルホニルクロライド253mg(0.89mmol)を、精製ピリジ
ン2.5ml中のN4−NPEOC
−2’−デオキシシチジン250mg(0.59mmol、精製ピリジン各4m
lと3度共沸させたもの)に、45分以内に滴下添加する。0℃で、3時間45
分攪拌した後、溶液を水10mlおよびCH2Cl215mlと混合する。水相を
15mlのCH2Cl2で1回抽出して、混合有機相をNa2SO4上で乾燥させ、
ろ過し、回転蒸発させて、トルエンで3回、メタノールで2回共沸させる。得ら
れた粗生成物(942mg)をフラッシュクロマトグラフィ(37g silica gel、3
x10cm、LM.:CH2Cl2/MeOH、cond.CH2Cl2,gradient:100ml CH2CH2,each 200ml 1
00:1,100:2,100:3 and 100:4)で精製する。5’−O−[2−(4−クロロ−2−
ニトロフェニル)エチルスルホニル]−N4−NPEOC−2’−デオキシシチジ
ン214mg(0.32mmol、34%)が無色の泡として得られる。得られ
た混合留分をもう一度クロマトグラフィ(5g silica gel、1x12cm、LM.:CH2Cl2/
MeOH、cond.CH2Cl2,gradient:70ml CH2Cl2,each 100ml 100:5,100:1,and 50ml
100:2)にかける。3’−O−[2−(4−クロロ−2−ニトロフェニル)エチル
スルホニル]−N4−NPEOC−2’−デオキシシチジン147ml(0.16
mmol、27%)および3’,5’−ジ−O−[2−(4−クロロ−2−ニト
ロフェニル)エチルスルホニル]−N4−NPEOC−2’−デオキシシチジン
24mg(0.04mmol、6%)も無色の泡として得られる。
TLC(silica gel):Rf=0.43(Tol/EE/MeOH 5:4:1) 元素分析:C26H26ClN5O12S(668.0g/mol)
実施例14
5’−O−[2−(2、4−ジニトロフェニル)エチルスルホニル]−N2−NP
EOC−O6−NPE−2’−デオキシグアノシン
-50℃で、精製CH2Cl23ml中の2−(2、4−ジニトロフェニル)エチ
ルスルホニルクロライド381mg(1.3mmol)を、精製ピリジン3ml
中のN2−NPEOC−O6−NPE−2’−デオキシグアノシン391mg(0
.65mmol、精製ピリジン各8mlと3度共沸させたもの)に、40分以内
に滴下添加する。−50ないし−30℃で、4時間と、−30ないし−15℃で
2時間半攪拌した後、溶液を水15mlおよびCH2Cl215mlと混合する。
水相を20mlのCH2Cl2で1回抽出して、混合有機相をNa2SO4上で乾燥
させ、ろ過し、回転蒸発させて、トルエンで3回、メタノールで1回共沸させる
。得られた粗生成物(730mg)をフラッシュク
ロマトグラフィ(33g silica gel、3x9cm、LM.:CH2Cl2/MeOH、cond.CH2Cl2,grad
ient:100ml CH2Cl2,each 200ml 100:0.7,100:1.4,100:2,100:3 and 100:4)で
精製する。わずかに不純な3’、5’−ジ−O−[2−(2、4−ジニトロフェ
ニル)エチルスルホニル]−N2−NPEOC−O6−NPE−2’−デオキシグ
アノシンおよび5’−O−[2−(2、4−ジニトロフェニル)エチルスルホニ
ル]−N2−NPEOC−O6−NPE−2’−デオキシグアノシン339mg(
0.39mmol、60%)が薄黄色の泡として得られる。
TLC(silica gel):Rf=0.46(Tol/EE/MeOH 5:4:1)
元素分析:C35H33N9O16S x 1/2H2O(876.8g/mol)
実施例15
5’−O−[2−(2−ニトロフェニル)プロピルスルホニル]−チミジン
チミジン242mg(1mmol、精製ピリジン5mlで3回共沸させたもの)
を、精製ピリジン2.5mlに溶解させ−60℃に冷やす。これに精製Ch2C
l22.5ml中の2−(2−ニトロフェニル)プロピルスルホニルクロライド
396mg(1.5mmol)を、10分以内に滴下する。−60ないし−30
℃で、4時間攪拌した後、温度を−15℃まで上昇させる。合計6時間15分後
、溶液を15mlの水およびCH2Cl2と混合する。水相を15mlのCH2C
l2で4度抽出する。有機相を合わせてNa2SO4上で乾燥させ、ろ過し、回転
蒸発させる。トルエンで3回、メタノールで1回共沸させる。得られた粗生成物
(600mg)をフラッシュクロマトグラフィ(39gsilica gel、3x11cm、LM.:C
H2Cl2/MeOH、cond.CH2Cl2、gradient:100ml CH2Cl2,each 150ml 100:1,100:2,
100:3 and 100:4)で精製する。5’−O−[2−(2−ニトロフェニル)プロピ
ルスルホニル]−チミジン290mg(0.62mmol、62%)が無色の泡
として得られる。得られた混合留分を、さらにカラム(4.5g silica gel、1x11cm
、LM.:CH2Cl2/MeOH、cond.CH2Cl2、gradient:100ml CH2Cl2,each 50ml 100:0
.5,100:1 and 100:2)で精製する。3’、5’−ジ−O−[2−(2−ニトロフ
ェニル)−プロピルスルホニル]−チミジン128mg(0.18mmol,1
8%)を無色の泡として、また3’−O−[2−(2−ニトロフェニル)−プロ
ピルスルホニル]−チミジン26mg(0.06mmol,6%)が薄赤色の泡
として得られる。
TLC(silica gel):Rf=0.39(Tol/EE/MeOH 5:4:1)
元素分析(Mol.Wt.):C19H23N3O9S(469.5g/mol) 照射実験
1.実施方法
対応する保護されたヌクレオシド誘導体を、Hg超高圧ランプ(200W)、IRフ
ィルター(水)、シャッター(照射時間を正確に調節するための自動シャッター)、
波長365nm付近の狭い領域をもつ標準干渉フィルター(フィルター1)、集光レン
ズおよびサーモスタットでほぼ17℃に保ったキュベットホルダーよりなる装置
によって光照射した。フィルター1の加熱を避けるため、広領域スペクトルフィ
ルターUG1(フィルター2)を、シャッターとフィルター1の間に装着した。
本照射実験で
は、保護基だけが励起され、ヘテロ環塩基が励起されないように、波長365nmの
光を使用した。各3mlの溶液(開始時濃度は0.1および/または0.002
5mmol)を入れた水晶キュベット容器内で照射された。照射終了後、二つの
サンプルをキュベット容器から取り出し、HPLCシステムによって分析した。
Merk-Hitachi社のHPLCシステムは、以下の装置からなっている;
ポンプ L-7000,自動サンプラー L-7200,UV/VIS−検出器L-7420(検
出波長は260nm)およびInterface D-7000。自動制御は、HSM Manager
を備えたCompaq computerにより行った。
クロマトグラフィには、次のグラディエント(gradient)を使用した。(表1
参照) 遊離体(Edukt)(5’−O−保護ヌクレオシド)の減少と生成物(Produkt)
((5’−O−脱保護ヌクレオシド)の増加は、得られたクロマトグラムにおい
て追跡できる。分析は個々のピークの領域について行った。照射するヌクレオシ
ド溶液は、参考として時間0分(即ち照射前)に注入し、その得られるピーク領
域を遊離体100%とみなした。生成物も同様に行って、0.1および/または
0.025mmol溶液の領域を測定し、生成物100%とした。この参考値を
、他の時間点の生成物と遊離体のそれぞれの領域に適用した。
以下の値は、この方法で得た曲線(時間に対してプロットした濃度%)から読
み取った値である。
tH:半減期における生成物の濃度
tend:実験の最終時における生成物の濃度
この最終時は、遊離体が検出されなくなった時点に設定した。
照射実験の結果を、表2にまとめた。
表2から分かるように、半減期は、ヌクレオシドによって変わっている。5’
−O−フェニルプロピルフェニルスホニル−チミジン誘導体の場合(実施例15
)49秒という最短の半減期であるが、5’−O−[2−(2−クロロ−6−ニ
トロフェニル)エチルスルホニル]−保護−2’−デオキシアデノシンの場合(
実施例12)42分である。
保護ヌクレオシドの収率に関しては、表2から他のヌクレオシド誘導体は約5
0から80%の間であるのに、5’−O−[2−(2−クロロ−6−ニトロフェ
ニル]エチルスルホニル]−保護−2’−デオキシアデノシン(実施例11)は
、最高値97%であることが分かる。