JP2004531589A - ポリマー - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は、ポリマー、特に核酸模倣体として有用であるポリマー、またはオリゴマーの固相合成において使用するためのポリマーに関する。
【背景技術】
【0002】
自然界に見出されるDNAは、生物学的物質などの検体の検出において、特に病原性細菌などの微生物の診断および検出において、道具またはプローブとして使用されることが多い。
【0003】
近年、DNAと相互作用し、ペプチド核酸(PNA)として知られる、知られている核酸模倣体が開発されてきた。ペプチド核酸は、DNA鎖のプリンが豊富な部位に侵入して、三重構造を形成する傾向のあることが知られている(P.E.Nielson他、Science、1991、254、p1497〜1506、Turney D.Y.他、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、1993、90、1667〜1670)。
【0004】
PNAは、ヌクレオチド単位間に6個の結合、および骨格とそれぞれのヌクレオチド塩基の間に3個の結合を保有させることによって、DNAの鎖をその立体配置で模倣するために合成された、ポリマーまたは偽ペプチド骨格を有している。一般的に、検出法においてDNA模倣体を使用することの利点は、これらのDNA模倣体は、天然に存在するDNAに対して検出限界を高めたことである。ハイブリッド形成速度はDNAよりも速いと思われ、その構造はDNAよりも頑丈である、すなわち安定性があると思われる。
【0005】
バイオテクノロジーの研究および療法的な適用例において、核酸模倣体の多くの用途が存在しており、その中のいくつかは、非環状ヌクレオチド模倣体の構造と共に、たとえばEP−A−0839830中に要約されている。オリゴマーの固相合成に有用な他のポリマーは、WO92/07882中に記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本出願人は、5〜6員不飽和環が、核酸模倣体および他のポリマーに関して良い骨格要素となることを見出している。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、同じであるか異なっていてよく、連結鎖によって1つに連結して骨格を形成してよい複数の5〜6員不飽和環を有するポリマーであって、前記5〜6員不飽和環の少なくともいくつかがリガンドを有するポリマーを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
詳細には、本発明は、一般式(I)の化合物であって、
【0009】
【化1】
上式でnが1より大きな整数であり、それぞれのAが同じであるか異なっており、5または6員不飽和環であり、それぞれのR1が任意の他のこのような基と同じであるか異なっており、水素またはリガンド基から選択され、それぞれのR2が同じであるか異なっており、場合によっては置換された連結基であり、R3が水素またはブロック基であり、R4が連結基の少なくとも一部分であり、pが0または1であり、かつR5が脱離基またはそのブロック誘導体である化合物を提供する。
【0010】
適切な5〜6員不飽和環Aは、C5〜6シクロアルケニル、C5〜6シクロアルキニル、フェニルまたは不飽和複素環である。複素環は1つまたは複数のヘテロ原子を含んでよい。適切なヘテロ原子は酸素、窒素またはイオウである。したがって、適切な複素環の例にはトリアジン、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、イミダゾール、イミダゾリン、ピラゾール、ピロール、フラン、チアジンおよびチオフェンがある。
【0011】
5〜6員不飽和環は、正常の条件下では一般に平面状であることが好ましく、したがって好ましい環は、フェニルなどの芳香族環、またはトリアジン、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、イミダゾール、ピラゾール、ピロール、フラン、チアジンおよびチオフェンなどの複素環式芳香族化合物の環である。
【0012】
最も好ましくは、不飽和環Aは、サブ式(i)の6員の芳香族基であって、
【0013】
【化2】
上式でX1、X2およびX3がCまたはNから独立に選択される。
【0014】
詳細には、サブ式(i)の基は、トリアジン、ピリジンおよびピリミジンなどの窒素を含む環であって、これらの中ではトリアジンが最も好ましい基である。
【0015】
適切な連結基R2は、必要とされるポリマーの厳密な性質、および予定するその用途に応じて変わるであろう。しかしながらR2は、原子が炭素原子、または窒素、酸素およびイオウなどのヘテロ原子から選択される、場合によっては置換された原子数2〜8個の鎖、または場合によっては置換された原子数3〜8個の環を一般に含むであろう。
【0016】
R2が環である場合、それは芳香族または非芳香族であってよい。芳香族環連結基の具体例はベンジルであり、非芳香族環連結基R2の具体例はシクロヘキシルである。
【0017】
特に連結基R2は、原子数2〜8個、好ましくは原子数3〜8個の場合によっては置換された鎖を含む。
【0018】
連結基R2が炭素原子または窒素原子を含む場合、これらの連結基は原子価の制約を満たすために他の基で置換され、これらの基は水素であってよいが、あるいは任意選択の置換基であってよい。
【0019】
連結基R2の適切な任意選択の置換基には、アルキル(C1〜4アルキルなど)、ヒドロキシ、ヒドロキシアルキル(ヒドロキシC1〜4アルキルおよび特にヒドロキシメチルなど)、アルコキシ(C1〜4アルコキシなど)、アルカノイル(C1〜4アルカノイルなど)、カルボキシまたはその塩またはエステル(アルキルエステルなど)、カルボキシアルキル(カルボキシC1〜4アルキルおよび特にCH2COOHなど)またはその塩またはエステル、(アルキルエステルなど)、ニトロ、ニトロアルキル、C1〜4ニトロアルキル特に−CH2NO2)など、シアノ、シアノアルキル、C1〜4シアノアルキル特に−CH2CN)など、アミノ、モノまたはジアルキルアミノ、アミノアルキル(アミノC1〜4アルキルおよび特に−CH2NH2など)リン酸、アルキルリン酸(リン酸C1〜4アルキルおよび特にCH2PO3など)、硫酸、硫酸アルキル(硫酸C1〜4アルキルおよび特にCH2SO3など)、メルカプト、アルキルチオ(C1〜4アルキルチオなど)、アルキルスルホニル、またはレポーター分子またはタグがある。
【0020】
連結基上の置換基は、所望のポリマーの親油性または親水性に影響を与える可能性がある。たとえば、親油性ポリマーが必要とされる場合、置換基を省略することができるか、あるいはC1〜4アルキルなどのアルキル基、特にメチルから選択することができる。親水性ポリマーが必要とされる場合は、帯電しているかあるいは電子が豊富な置換基であるヒドロキシ、ヒドロキシアルキル、カルボキシまたはその塩またはエステル(アルキルエステルなど)、カルボキシアルキル、ニトロ、シアノ、リン酸、アルキルリン酸、硫酸または硫酸アルキルなどを、適切に使用することができる。
【0021】
連結基R2の任意選択の置換基がレポーター分子またはタグを含む場合、該置換基は蛍光標識を含むことができる。典型的な核酸の標識には、フルオレセイン誘導体(5−カルボキシフルオレセイン、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)、フルオレセインジクロロトリアジン(DTAI)など)、ローダミン誘導体(5−カルボキシテトラメチルローダミン、ローダミン6G、Rhodamine Green(商標)、Rhodamine Red(商標)、Lissamine(商標)、ローダミンBなど)、Texas Red(商標)、BODIPY(商標)およびCascade Blue(商標)がある。核酸を検出するために使用することができる他の染料には、臭化エチジウム、アクリジンホモジマー、アクリジンオレンジ、エチジウム−アクリジンヘテロジマー、SYBR(商標)Green、SYBR(商標)GoldおよびPicoGreen(商標)がある。
【0022】
連結基R2は、炭素およびヘテロ原子の両方、特に酸素または窒素原子を含むことが適切である。
【0023】
特に好ましい連結基R2は、サブ式(ii)または(iii)の基であって、
【0024】
【化3】
上式でm、sおよびtは1〜6、好ましくは2〜4の整数から独立に選択され、Y1およびY2は単結合、O、S、NR12、−C(O)O−、−OC(O)−、−NR12C(O)−、−C(O)NR12−、または−NR12C(O)NR13から独立に選択され、R12およびR13が水素またはメチルなどのC1〜4アルキルから独立に選択され、Y3は2つの部分を一緒に結合させることによって形成される基であり、R12およびR13が前に定義したものである式−C(O)O−、−OC(O)−、−NR12C(O)−、−C(O)NR12−、または−NR12C(O)NR13のエステルおよびアミドなどであり;R6、R7、R8、R9、R10およびR11はそれぞれ、前に記載した水素、アルキル(C1〜4アルキルなど)、ヒドロキシ、ヒドロキシアルキル(ヒドロキシC1〜4アルキルおよび特にヒドロキシメチルなど)、アルコキシ(C1〜4アルコキシなど)、アルカノイル(C1〜4アルカノイルなど)、カルボキシまたはその塩またはエステル(アルキルエステルなど)、カルボキシアルキル(カルボキシC1〜4アルキルおよび特にCH2COOHなど)またはその塩またはエステル(アルキルエステルなど)、ニトロ、ニトロアルキル(C1〜4ニトロアルキル特に−CH2NO2など)、シアノ、シアノアルキル(C1〜4シアノアルキル特に−CH2CNなど)、アミノ、モノまたはジアルキルアミノ、アミノアルキル(アミノC1〜4アルキルおよび特に−CH2NH2など)リン酸、アルキルリン酸(リン酸C1〜4アルキルおよび特にCH2OPO3など)、硫酸、硫酸アルキル(硫酸C1〜4アルキルおよび特にCH2SO3など)、メルカプト、アルキルチオ(C1〜4アルキルチオなど)、アルキルスルホニル、またはレポーター分子またはタグから独立に選択される。
【0025】
少なくともいくつかの基R6、R7、R8、R9、R10およびR11は、水素であることが適切である。最大で1つの基R6、R7、R8、R9、R10およびR11が、水素以外であることが最も好ましい。
【0026】
R12およびR13は水素であることが好ましい。
【0027】
本明細書で使用するように、「アルキル」という語は、直鎖および分枝鎖基の両方を含み、他に特に述べない限りは、たとえば1〜10個、適切には1〜6個の炭素原子を含んでよい。本明細書で使用する、アルコキシおよびアルカノイルなどの他の語は、従来の官能基と組み合わせて、ここで論じるようにアルキル基を含むものとする。
【0028】
サブ式(ii)の連結基の具体例は、基−NHCH2CH2NH−、−OCH2CH2O−、−NHC(O)CH2O−、−NHC(O)NHCH2−、−NHC(OH)CH2NH−、−NHCH(CH2COOH)CH2NH−、−NHCH(CH2OH)CH2NH2−、−OCH(CH2OH)CH2O−、−NHCH(CH2OPO3 2−)CH2NH2−、または−NHCH(CH2NH2)CH2NH−である。連結基R2の特に好ましい例は、基−NHCH2CH2NH−である。親油性ポリマーが必要とされる場合は特に、このような連結基は有用であろう。
【0029】
R1の適切なリガンドの例は、ポリマーの性質、およびそれが配置される目的に依存するであろう。リガンドR1は、たとえば核酸塩基、および特に天然に存在する核酸塩基、核酸塩基の結合基またはDNA挿入剤から選択することができる。リガンドは環Aに直接結合することができ、あるいはC1〜4、好ましくはC1〜2アルキレン鎖などのスペーサー基が核酸塩基、核酸塩基の結合基またはDNA挿入剤と環Aとの間に介在してもよい。
【0030】
このようなリガンドによって、式(I)の化合物は、DNAまたはRNA分子と、相互作用体のハイブリッド形成相互作用体などを形成することができるであろう。
【0031】
しかしながら、DNA模倣体として使用するためには、リガンドR1は天然に存在する核酸塩基を含むことが一般的であろう。しかしながら、いくつかの場合、リガンド間の追加的なスペースが必要とされる場合は、少なくともいくつかの基R1は水素であってよい。しかしながら、すべてではないが大部分の基R1は水素以外であることが好ましい。
【0032】
概して言えば、R3、存在する場合はR4、およびR5の性質は、以下に略述したようなポリマーの製造において使用する生成法、および連結基R2の性質に依存するであろう。適切なブロック基R3は、ポリマー生成反応中に、前述のサブ式(ii)中の基Y2を保護するために使用される基である。したがって、たとえば、Y2が酸素であるときは、R3はアルキルカルボニルまたはベンジルカルボニル基などのアリルカルボニルであってよく、Y2がNH−であるときは、R3はt−ブトキシカルボニルエステルなどのアルコキシカルボニルエステルであってよい。しかしながら一般には、R3は水素であろう。
【0033】
同様に、R5は脱離基であって、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素などのハロゲンなど、およびメシレートまたはトシレート、特に塩素であってよい。このような脱離基は、必要な場合はポリマー鎖をその方向に伸張させるために、生成法において必要とされる可能性がある。しかしながら、望むならば、あるいはその方向に鎖を延長させることを妨げることが必要である場合は、以降に記載したような従来的な化学的性質を使用して、末端の脱離基をブロックすることができる。
【0034】
式(I)の化合物では、整数nは、生成される生成物の性質に応じて任意の整数であってよい。しかしながら、概して言えば、nは2〜200、好ましくは約6〜100、より好ましくは10〜60の範囲であろう。
【0035】
特定の実施形態では、本発明の化合物は式(II)の化合物であって、
【0036】
【化4】
上式でR2、R3、R5およびnが式(I)に関して定義したものであり、それぞれのR1が同じであるか異なっており、式(I)に関して定義したものであり、かつX1、X2およびX3がサブ式(ii)に関して定義したものである化合物である。
【0037】
特に適切な式(II)の化合物は、以下のように部分的に表すことができる:
【0038】
【化5】
上式でB1、B2およびB3が核酸塩基を表し、
a、bおよびcが0または1〜6の整数から独立に選択され、ただしa+b+cはサブ式(iii)に関して定義したようにmに等しく、
それぞれのR20が前に定義した連結基の任意選択の置換基であり、
R5は式(I)に関して定義したものであり、
Y1およびY2がサブ式(iii)に関して定義したものであり、
かつ、ポリマーは点線の方向に同様にさらに延長する。
【0039】
好ましくは、上式中では、bは0、1または2であり、0または1であることが好ましい。
【0040】
aおよびcは、0、1または2から独立に選択されることが適切である。
【0041】
bが1である場合、aまたはcの1つが0であり、他が1であることが好ましい。
【0042】
R5が脱離基である場合、ポリマーの端部でのさらなる鎖の成長が助長される。
【0043】
式(I)のポリマー化合物は、文献中の従来的な方法によって適切に調製される。特に、これらの化合物は、適切に置換されたモノマーを鎖に連続的に加えることによって調製することができる。したがって、式(I)の化合物は、以下のステップを含む反復法によって適切に調製される。
【0044】
(a)式(III)の化合物であって、
【0045】
【化6】
上式でA、R4、R5およびpが式(I)に関して定義したものであり、
R1’が式(I)に関して定義した基R1であるか、あるいはその保護誘導体であり、
pが0である場合、R2’が式(I)に関して定義した基R2であるか、あるいはその保護形であり、pが1である場合、R2’はR2あるいはその保護形が−R2’−R4−によって形成されるような前駆体基であり、かつ
R14が保護基である化合物と、
式(IV)の化合物であって、
【0046】
【化7】
上式でA、R2、R4およびpが請求項1に関して定義したものであり、qが0または1であり、R1’およびR2’が式(III)に関して定義したものであり、これらはすべて式(III)の化合物中の対応する部分と同じであるか異なっていてよく、R15が保護基であり、qが0または1である化合物を反応させるステップ、次いで
(b)保護基R14を除去し、生成物を式(III)の他の化合物と反応させるステップ、または
(c)qが1である場合、保護基R15を除去し、生成物を式(III)の他の化合物と反応させるステップ、および
(d)所望のポリマーが得られるまで、ステップ(b)および/または(c)を繰り返すステップ、
(e)R1’および/またはR2’上の任意の保護基を除去し、その後望むならばあるいは必要ならば、任意の残りの保護基R14またはR15を除去する、かつ/あるいはブロック基R3を導入するステップ。
【0047】
したがって、この方法では、ステップ(a)、(b)および/または(c)中の段階の合計数は合計n−1であり、nは式(I)に関して定義したものである。
【0048】
それぞれのステップでは、使用する式(III)の化合物は、同じであるかあるいは異なっていてよい。これらが異なる場合は、式(I)の標的ポリマーの正確な構造を選択することができる。
【0049】
たとえば、ポリマー鎖中に含まれる連結基の性質を変えることによって、非常に弱いポイントを含ませることができ、したがって必要な場合は、これをその後開裂させることができる。
【0050】
前述の方法のカップリング反応は、従来的な条件下で行うことが適切である。たとえばカップリングは、0〜80℃、好ましくは30〜50℃の範囲であってよい適度な温度において、溶媒中、特にテトラヒドロフラン(THF)などの有機溶媒中で行うことが適切である。この反応は、塩基の存在下で行うことができ、塩基はトリエチルアミンなどの弱塩基であることが適切である。
【0051】
pが1である場合、カップリングによって、連結基R2の形成がもたらされる。たとえば、連結基R2の中尖部にアミド結合などの結合を形成することは、特に適切である可能性があり、したがってこれは前に定義したサブ式(iii)のものであってよい。したがってこの場合、式(IV)中の非常に適切である基R2’はサブ式(iv)の基を含むと思われ、
【0052】
【化8】
上式でR8、R9およびsがサブ式(iii)に関して定義したものであり、式(III)の化合物においては、R5がヒドロキシであり、R4がサブ式(v)の基であり、
【0053】
【化9】
上式でR10、R11およびtがサブ式(iii)に関して定義したものである。
【0054】
保護基R14およびR15の厳密な性質は、それらが結合している部分(すなわち、それぞれR2’またはR2)に応じて変わり、適切な例は熟練した化学者には明白であると思われる。一度にこれらの基の1つを除去するのを助長するために、R14はR15とは異なることが好ましい。適切な保護基R14およびR15、(たとえばR2’および/またはR2がアミノ基を含む場合)には、ベンジル、t−ブトキシカルボニルエステル(Boc)、9−フルオレニルメトキシカルボニルエステル(FMOC)などのアルコキシカルボニルエステル、またはN−ホルミルなどのアミド、またはフタルイミドなどのイミドがある。R2’およびR2が酸素原子を含むエーテルなどである場合、R14および/またはR15は酢酸エステル、特にOC(O)CH3、またはトリフルオロ酢酸エステルなどのエステル、アルキルカルバメート、特に−OC(O)OCH3などのカルバメート、または第三級ブチルエーテル、ベンジルエーテル、またはトリメチルシリルエーテルなどのエーテルであることが適切である。
【0055】
類似の考察は、基R1’および/またはR2’上の保護基の有無に関しても当てはまる。たとえば、R1が天然に存在する核酸塩基である場合、1つまたは複数のアミノ基または環の窒素原子を保護して、ポリマーの偶発的な「架橋」が形成中に起こらないようにすることを確実にすることが、好ましいと思われる。適切な保護基には、アルカノイルまたはベンゾイルなどのアロイル基がある。たとえば以降に示すような従来の方法を使用した予備ステップとして、この基は塩基上に適切に導入される。
【0056】
R2’がヒドロキシ、アミノまたはカルボキシ基などの反応性置換基を含む場合、R14およびR15に関して略述した方法と類似の方法を使用して、調製中にこれらの基を保護することができる。
【0057】
保護基R14およびR15およびR1’またはR2’上に存在する任意の保護基の除去は、以降に与える実施例中にも例示するような従来の条件下で行うことができる。
【0058】
式(III)および(IV)の化合物は、式(V)の化合物に任意の順序で適切な置換基を導入することによって適切に調製される。
【0059】
【化10】
上式でAが式(I)に関して定義したものであり、R17、R18およびR19が同じであるか異なっており、それぞれ脱離基である。適切な方法の例は、以降で与える。置換基が式(V)の化合物に導入される順序は、関連する個々の置換基の性質に応じて変わるであろう。R17、R18およびR19は互いに異なることが好ましい。なぜなら、このことによって、環周囲の各置換基の正確な標的位置の決定が可能であるからである。しかしながら、本出願人は、R17、R18およびR19の2つ以上は同じであってよく、反応条件を注意深く調節することによって所望の置換生成物の良い収率が与えられることを見出している。
【0060】
適切な脱離基R17、R18およびR19には、R5に関して前に列挙した脱離基があり、特に塩素などのハロ基である。
【0061】
たとえば、pが0でありR5がR19と同じ脱離基である式(III)の化合物は、式(VI)の化合物であって、
【0062】
【化11】
上式でR2が式(I)に関して定義したものであり、R14が式(III)に関して定義したものであり、かつR17およびR19が式(V)に関して定義したものである化合物と、式(VII)の化合物であって、
【0063】
【化12】
上式でR1’が式(III)に関して定義したものである化合物を反応させることによって適切に調製される。この反応は、炭酸ナトリウムなどの塩基の存在下において、アセトン/水溶媒などの溶媒中で適切に行われる。適度な温度、たとえば0°〜50℃、好都合にはほぼ室温を使用して、R17およびR19が同じ脱離基である場合に具体的な危険要素である可能性がある、望ましくない三置換体の過剰生産を避ける。
【0064】
式(VI)の化合物は、前に定義した式(V)の化合物と、式(VIII)の化合物であって、
【0065】
【化13】
上式でR2が式(I)に関して定義したものであり、R14が式(III)に関して定義したものである化合物を反応させることによって調製することができる。この反応は、炭酸水素ナトリウムなどの塩基の存在下において、アセトン/水溶媒などの有機溶媒中で適切に行われる。この場合、低温、たとえば−20°〜10℃、および好都合には約0℃を使用して、望ましくない二または三置換体の過剰生産を避ける。
【0066】
特定の実施形態では、本発明は、
式(X)の化合物であって、
【0067】
【化14】
上式でR2が式(I)に関して定義したものであり、R14が式(III)に関して定義したものである化合物を、塩化シアヌルと、式(XI)の化合物であって、
【0068】
【化15】
上式でR2およびR14が前に定義したものである化合物を、10℃未満の温度、好ましくは約0℃で反応させることによって調製する方法を提供する。
【0069】
式(III)の化合物は、式(IX)の化合物であって、
【0070】
【化16】
上式でR2が式(I)に関して定義したものであり、R15およびqが式(IV)に関して定義したものである化合物と反応させることによって、式(IV)の化合物に転換することができる。この反応は、高温、たとえば溶媒の還流温度で、テトラヒドロフラン(THF)などの有機溶媒中で適切に行われる。
【0071】
式(III)、(IV)および(VI)の中間体は、新規な化合物の場合もあり、したがって本発明の他の態様を形成する。
【0072】
式(V)、(VIII)および(IX)の化合物は知られている化合物であるか、あるいはこれらは、従来の方法によって知られている化合物から調製することができる。
【0073】
式(I)の化合物を生成するための方法は、必要な場合は自動式にすることができる。
【0074】
式(I)の化合物は、環構造Aおよび連結基が下図のDNAに見られるものとはかなり異なっているという事実にもかかわらず、特に優れたDNA模倣体であり、下図で「TNA」は本発明の化合物の好ましい例であり、Bは核酸塩基を表し、Y1およびY2は前述のサブ式(iii)に関して定義したものである。
【0075】
【化17】
これは、式(I)の化合物には、オリゴマー生成技法を含めたバイオテクノロジー、および治療用途においても、広い適用例が見出されることを意味する。
【0076】
ここで本発明を、実施例によって詳細に記載する。
【実施例1】
【0077】
ステップ1
エチレンジアミンの保護
エチレンジアミン(10.45g)をジクロロメタン(60ml)に溶かしたものを、t−ブトキシカルボニルエステル(Boc)無水物(4.90g)をジクロロメタン(60ml)に溶かした溶液に2時間にわたって加えた。溶媒を蒸発させる前に、反応混合物を22時間室温で攪拌した。水(100ml)を残留物に加え、不溶性生成物を濾過によって除去した。ジクロロメタン(3×100ml)を用いて水溶液を抽出し、合わせた有機層を蒸発させて、無色の油として所望のモノ保護生成物を得た(23.01g、83%)。
【0078】
【化18】
【0079】
ステップ2
mon−Boc保護エチレンジアミンの塩化シアヌルへの結合
ステップ1からのN−Boc−エチレンジアミン(500mg)を、アセトン(12ml)中の塩化シアヌル(75mg)をスラリーに加え、次いでそのスラリーを0℃に保った氷水中に攪拌しながら注いだ。重炭酸ナトリウム(262mg)を加え、0℃で2時間攪拌した後、白い固体を濾過除去し、水で洗浄し、真空中においてP2O5で乾燥させた。反応の温度が0℃を超えないことを確実にして、望ましくない二および三置換生成物の形成、および塩素基の加水分解を妨げるために、注意を払った。ピリジンから再結晶化させた白い固体(763mg、93%)として、所望の生成物を得た。
【0080】
【化19】
【0081】
ステップ3
ベンゾイルアミノ誘導体としての核酸塩基(チミン)のモノ保護
チミン(2.62g)をアセトニトリル(33ml)中に溶かし、ピリジン(13.5ml)および塩化ベンゾイル(11.68g)を加えた。この反応混合物を室温で24時間攪拌した。生成したオレンジ色の溶液を蒸発させて乾燥状態にし、残留物を1:1ジオキサン/水混合物(62ml)に抽出した。炭酸カリウム(4.86g)を加え、懸濁液を室温で一晩攪拌した。塩酸(1N)を溶液に加えて、pHを約3に下げ、その後沈殿を回収しエタノールから再結晶化させた。淡い黄色の針状結晶(2.5g)として、所望の3−ベンゾイルアミノ誘導体を得た。
【0082】
【化20】
【0083】
ステップ4
核酸塩基の一置換体への結合
ステップ(3)からの3−N−ベンゾイルチミン(0.4g)、炭酸ナトリウム(0.2g)、およびステップ2の一置換体(0.5g)をアセトン(20ml)および水(10ml)に溶かしたものを、一緒に混合した。次いで、反応混合物を室温で5時間攪拌した。TLCによって反応の終了を示した。生成した黄色の沈殿を濾過除去し、乾燥させて淡い黄色の固体(0.41g)として所望の生成物を得た。
【0084】
【化21】
【0085】
ステップ5
ベンジルアミノ誘導体としてのエチレンジアミンのモノ保護
第3の置換基をトリアジン分子に導入した、第2のモノマーを調製した。エチレンジアミン(10g)をジクロロメタン(60ml)に溶かしたものを、塩化ベンジル(21.01g)をジクロロメタンに溶かしたものと混合させた。この混合物を室温で数時間攪拌し、減圧下で溶液を濃縮した。残留物を酢酸エチル(100ml)に溶かし、生成した溶液を1Mの硫酸水素カリウム(2×100ml)、5%硫酸水素ナトリウム(100ml)、および塩水(100ml)で洗浄し、次いで硫酸マグネシウムで乾燥させた。減圧下で溶媒を蒸発させ、無色の油として所望の生成物を得た(22.40g、92%)。
【0086】
【化22】
【0087】
ステップ6
二置換トリアジン誘導体の三置換
前のステップ4で生成し、テトラヒドロフラン(THF)(5ml)中に懸濁させた二置換誘導体(0.1g)を、ステップ5からのベンジル保護エチレンジアミン化合物(0.034g)で処理した。反応混合物を還流下で一晩加熱し、TLCによって他の出発物質が観察されなくなったとき、反応が終了したとみなした。生成した灰色がかった白色の固体を濾過し、さらなるTHFで洗浄した。ピリジンからの再結晶後、灰色がかった白色の固体として所望の生成物を得た(84mg、63%)。
【0088】
【化23】
【0089】
ステップ7
二量体の調製
次いで、ステップ4および6でそれぞれ生成した2つのモノマーを、以下の反応スキームに示したように、溶液中で段階式に結合させた。
【0090】
詳細には、ステップ6の三置換体(0.50mg)をジクロロメタン(300ml)に懸濁させ、トリフルオロ酢酸(0.5ml)を加えた。混合物を1時間攪拌し、次いで蒸発させた。残留物をTHF(5ml)およびトリエチルアミン(24.52ml)中に溶かし、ステップ4の二置換体(34mg)を加えた。混合物を40℃で2時間攪拌し、混合物が塩基性になるまで、さらにトリエチルアミンを加えた。次いで、揮発性物質を減圧下で除去した。残留物を酢酸エチルに溶かし、硫酸水素カリウム(2×5ml)、水(5ml)、重炭酸ナトリウム(2×5ml)および塩水で洗浄し、次いで硫酸マグネシウムで乾燥させた。次いで、減圧下で溶媒を除去して、灰色がかった白色の固体として所望の生成物を得た(70.91.93%)。
【0091】
ステップ7のプロセスは、最適な鎖が得られるまで、同じまたは異なるモノマーについて繰り返すことができた。
【0092】
【化24】
Claims (18)
- 同じか、または異なっており、連結鎖によって一緒に連結されて骨格を形成する複数の5〜6員不飽和環を有し、前記5〜6員不飽和環の少なくともいくつかがリガンドを有しているポリマー。
- 一般式(I)
の化合物を含む請求項1に記載のポリマー。 - 環Aが芳香族環である請求項2に記載のポリマー。
- 環Aがサブ式(i)のものであって、
- その基またはサブ式(i)の少なくともいくつかがトリアジン基である請求項4に記載のポリマー。
- 連結基R2が、場合によっては置換されていてもよい炭素原子またはヘテロ原子から選択される、原子数2〜8個の鎖または原子数3〜8個の環から独立に選択される請求項1から5のいずれか一項に記載のポリマー。
- 少なくともいくつかの連結基R2がサブ式(ii)または(iii)の基であって、
請求項6に記載のポリマー。 - 少なくともいくつかの連結基R2が式−NHCH2CH2NH−の基である請求項7に記載のポリマー。
- 基R1が水素、核酸塩基、核酸塩基の結合基またはDNA挿入剤から独立に選択され、かつ核酸塩基、核酸塩基の結合基またはDNA挿入剤が環Aに直接結合するか、あるいはこれらの間に介在したC1〜4アルキレン鎖を有してもよい請求項1から8のいずれか一項に記載のポリマー。
- 少なくともいくつかの基R1が天然に存在する核酸塩基である請求項9に記載のポリマー。
- 式(II)
請求項1から10のいずれか一項に記載のポリマー。 - 適切に置換されたモノマーを連続的に付加させて、1つの鎖にすることを含む請求項1から11のいずれか一項に記載のポリマーを調製するための方法。
- (a)式(III)の化合物であって、
R1’が請求項1で定義した基R1であるか、あるいはその保護誘導体であり、
pが0である場合、R2’が請求項1に関して定義した基R2であるか、あるいはその保護形であり、あるいはpが1である場合、R2’が、R2あるいはその保護形が−R2’−R4−によって形成されるような前駆体基であり、かつ
R14が保護基である化合物を、
式(IV)の化合物であって、
反応させるステップ、次いで
(b)保護基R14を除去し、生成物を式(III)の他の化合物と反応させるステップ、または
(c)qが1である場合、保護基R15を除去し、生成物を式(III)の他の化合物と反応させるステップ、および
(d)所望のポリマーが得られるまで、ステップ(b)および/または(c)を繰り返すステップ、
(e)R1’および/またはR2’上の任意の保護基を除去し、その後所望または必要ならば、任意の残りの保護基R14またはR15を除去し、かつ/あるいはブロック基R3を導入するステップ
を含む請求項12に記載の方法。 - 自動方式で行われる請求項12または請求項13に記載の方法。
- 請求項12で定義した式(III)の化合物。
- 請求項12で定義した式(IV)の化合物。
- 式(VI)の化合物であって、
- 式(X)の化合物であって、
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