JP3518385B2 - ホスホルアゾリド化合物 - Google Patents
ホスホルアゾリド化合物Info
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- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/55—Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は新規なホスホルアゾ
リド化合物に関するものであり、本発明におけるホスホ
ルアゾリド化合物は、例えば、ＤＮＡオリゴマーの中間
原料として有機合成化学、生化学および医薬産業上にお
いて有用な化合物である。
リド化合物に関するものであり、本発明におけるホスホ
ルアゾリド化合物は、例えば、ＤＮＡオリゴマーの中間
原料として有機合成化学、生化学および医薬産業上にお
いて有用な化合物である。
【０００２】
【従来の技術】これまで、ＤＮＡオリゴマーの中間原料
であるＤＮＡ合成試薬としては、前記式（１）において
Ｒ1およびＲ2のいずれも水素原子であり、Ｘがジアルキ
ルアミノ基であるホスホルアミダイト化合物が知られて
いる［エイチ・ケスター（H.Koester）ら、テトラヘド
ロン・レターズ（Tetrahedron Letters）、52,5843（19
83）. および特許協力条約（ＰＣＴ） WO97/42202を参
照されたい］。前記ホスホルアミダイト化合物を、ＤＮ
Ａオリゴマーの中間原料として用いる場合には、２−シ
アノエトキシジアルキルアミノホスフィン誘導体と５’
−Ｏ,塩基保護−ヌクレオシドとを反応させ、同ヌクレ
オシドの３’−Ｏ−アミダイト体、いわゆるＤＮＡ合成
試薬の構造とするのが一般的である。この方法によれ
ば、ＤＮＡの化学合成の原料を安定的に得ることができ
るが、純度良く目的物を得るために、生成する副生物あ
るいは不純物を除去することが必要であり、そのため操
作上の煩雑さが生じ、コストが嵩む等の問題がある。
であるＤＮＡ合成試薬としては、前記式（１）において
Ｒ1およびＲ2のいずれも水素原子であり、Ｘがジアルキ
ルアミノ基であるホスホルアミダイト化合物が知られて
いる［エイチ・ケスター（H.Koester）ら、テトラヘド
ロン・レターズ（Tetrahedron Letters）、52,5843（19
83）. および特許協力条約（ＰＣＴ） WO97/42202を参
照されたい］。前記ホスホルアミダイト化合物を、ＤＮ
Ａオリゴマーの中間原料として用いる場合には、２−シ
アノエトキシジアルキルアミノホスフィン誘導体と５’
−Ｏ,塩基保護−ヌクレオシドとを反応させ、同ヌクレ
オシドの３’−Ｏ−アミダイト体、いわゆるＤＮＡ合成
試薬の構造とするのが一般的である。この方法によれ
ば、ＤＮＡの化学合成の原料を安定的に得ることができ
るが、純度良く目的物を得るために、生成する副生物あ
るいは不純物を除去することが必要であり、そのため操
作上の煩雑さが生じ、コストが嵩む等の問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＤＮ
Ａ合成試薬の製造において、単離精製工程を必要とせず
に、反応液をそのままＤＮＡオリゴマーの合成に用いる
ことができるin situＤＮＡ合成試薬を提供することで
ある。
Ａ合成試薬の製造において、単離精製工程を必要とせず
に、反応液をそのままＤＮＡオリゴマーの合成に用いる
ことができるin situＤＮＡ合成試薬を提供することで
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究を行った結果、下記式（１）で表
されるホスホルアゾリド化合物を用いた場合に、前記課
題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。すなわち、本発明は下記式（１）で表されるホスホ
ルアゾリド化合物である。
を解決すべく鋭意研究を行った結果、下記式（１）で表
されるホスホルアゾリド化合物を用いた場合に、前記課
題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。すなわち、本発明は下記式（１）で表されるホスホ
ルアゾリド化合物である。
【０００５】
【化３】
【０００６】（式中、Bは必要に応じてヌクレオチド化
学において通常の保護基で保護した塩基を示し、Ｒ1お
よびＲ2は水素原子、またはヘテロ原子を含んでいても
よいアルキル基、シクロアルキル基、アリール基もしく
はアラルキル基を示し、Ｒ3は保護基、Aは水素原子、水
酸基、アルコキシ基またはトリアルキルシリルオキシ基
を示し、Ｘはアゾリル基を示す。ただし、Ｒ1およびＲ2
のいずれもが水素原子、メチル基またはエチル基である
場合を除く。）
学において通常の保護基で保護した塩基を示し、Ｒ1お
よびＲ2は水素原子、またはヘテロ原子を含んでいても
よいアルキル基、シクロアルキル基、アリール基もしく
はアラルキル基を示し、Ｒ3は保護基、Aは水素原子、水
酸基、アルコキシ基またはトリアルキルシリルオキシ基
を示し、Ｘはアゾリル基を示す。ただし、Ｒ1およびＲ2
のいずれもが水素原子、メチル基またはエチル基である
場合を除く。）
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明におけるホスホルアゾリド
化合物は、前記式（１）で表される化合物であり、Ｂと
して表される塩基は周知のものであり、プリン誘導体、
例えばアデニン、グアニンおよびヒポキサンチンの誘導
体、ならびにピリミジン誘導体、例えばシトシン、チミ
ンおよびウラシルの誘導体などが挙げられ、具体的に
は、１−チミニル基、１−（Ｎ−４−ベンゾイルシトシ
ニル）基、９−（Ｎ−６−ベンゾイルアデニニル）基お
よび９−（Ｎ−２−イソブチリルグアニニル）基などが
挙げられる。また、式（１）におけるＲ1およびＲ2とし
ては水素原子、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル
基、イソプロピル基、イソブチル基、セカンダリーブチ
ル基、ターシャリーブチル基、ノルマルペンチル基、１
−エチルプロピル基、シクロヘキシル基、ノルマルノニ
ル基、２−フェニルエチル基、２−(メチルチオ)エチル
基、フェニル基、１，１−ジエチル−３−ブテニル基お
よび１，１−ジメチル−２−フェニルエチル基などが挙
げられる（ただし、Ｒ1およびＲ2のいずれもが水素原
子、メチル基またはエチル基の場合を除く）。Ｒ3とし
てはトリチル基、４−メトキシトリチル基および４，
４’−ジメトキシトリチル基などが挙げられ、Ｘとして
はイミダゾリル基、２−メチルイミダゾリル基、４−メ
チルイミダゾリル基および２，４−ジメチルイミダゾリ
ル基などが挙げられる。Ａは水素原子、水酸基、アルコ
キシ基およびトリアルキルオキシ基であり、アルコキシ
基としては、メトキシ基およびエトキシ基などが挙げら
れ、トリアルキルシリルオキシ基としては、ターシャリ
ーブチルジメチルシリルオキシ基などが挙げられる。
化合物は、前記式（１）で表される化合物であり、Ｂと
して表される塩基は周知のものであり、プリン誘導体、
例えばアデニン、グアニンおよびヒポキサンチンの誘導
体、ならびにピリミジン誘導体、例えばシトシン、チミ
ンおよびウラシルの誘導体などが挙げられ、具体的に
は、１−チミニル基、１−（Ｎ−４−ベンゾイルシトシ
ニル）基、９−（Ｎ−６−ベンゾイルアデニニル）基お
よび９−（Ｎ−２−イソブチリルグアニニル）基などが
挙げられる。また、式（１）におけるＲ1およびＲ2とし
ては水素原子、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル
基、イソプロピル基、イソブチル基、セカンダリーブチ
ル基、ターシャリーブチル基、ノルマルペンチル基、１
−エチルプロピル基、シクロヘキシル基、ノルマルノニ
ル基、２−フェニルエチル基、２−(メチルチオ)エチル
基、フェニル基、１，１−ジエチル−３−ブテニル基お
よび１，１−ジメチル−２−フェニルエチル基などが挙
げられる（ただし、Ｒ1およびＲ2のいずれもが水素原
子、メチル基またはエチル基の場合を除く）。Ｒ3とし
てはトリチル基、４−メトキシトリチル基および４，
４’−ジメトキシトリチル基などが挙げられ、Ｘとして
はイミダゾリル基、２−メチルイミダゾリル基、４−メ
チルイミダゾリル基および２，４−ジメチルイミダゾリ
ル基などが挙げられる。Ａは水素原子、水酸基、アルコ
キシ基およびトリアルキルオキシ基であり、アルコキシ
基としては、メトキシ基およびエトキシ基などが挙げら
れ、トリアルキルシリルオキシ基としては、ターシャリ
ーブチルジメチルシリルオキシ基などが挙げられる。
【０００８】本発明におけるホスホルアゾリド化合物
は、下記式（３）で表される５’−Ｏ,塩基保護−ヌク
レオシドと下記式（４）で表されるオルガノオキシビス
アゾリルホスフィンとの反応により容易に製造すること
ができる｛下記式（５）｝。
は、下記式（３）で表される５’−Ｏ,塩基保護−ヌク
レオシドと下記式（４）で表されるオルガノオキシビス
アゾリルホスフィンとの反応により容易に製造すること
ができる｛下記式（５）｝。
【０００９】
【化４】
【００１０】｛式中、Ａ、ＢおよびＲ3は前記式（１）
と同じである。｝
と同じである。｝
【００１１】
【化５】
【００１２】（式中、Ｒ1、Ｒ2およびＸは前記式（１）
と同じである。）
と同じである。）
【００１３】
【化６】
【００１４】｛式中、Ａ、Ｂ、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＸ
は前記式（１）と同じである。｝
は前記式（１）と同じである。｝
【００１５】前記反応は、５’−Ｏ,塩基保護−ヌクレ
オシドを減圧乾燥するか、あるいはピリジンもしくは
１，４−ジオキサン等の有機溶媒に溶解してから共沸脱
水した後、トルエン、ピリジン、テトラヒドロフラン、
クロロホルムまたはアセトニトリル等の有機溶媒中、
５’−Ｏ,塩基保護−ヌクレオシドに対し０．９〜１．
２当量のオルガノオキシビスアゾリルホスフィンを−８
０℃〜室温の条件で混合させて行なう。低温で反応させ
た方がホスホルアゾリド化合物の収率は良い。また、有
機溶媒は乾燥剤で乾燥後、蒸留精製したものを用いるこ
とが好ましい。反応にあたり、反応溶液の31P−ＮＭＲ
スペクトルを測定し、反応が完了したことを確認するこ
とができる。なお、この反応溶液は、そのままin situ
ＤＮＡ合成試薬としてオリゴヌクレオチドの合成に用い
ることができる。一方、前記式（４）で表されるオルガ
ノオキシビスアゾリルホスフィンは、下記式（６）で表
されるオルガノオキシジクロロホスフィンと下記式
（７）で表されるN−トリメチルシリルアゾール化合物
との反応により容易に製造することができる｛下記式
（８）｝。
オシドを減圧乾燥するか、あるいはピリジンもしくは
１，４−ジオキサン等の有機溶媒に溶解してから共沸脱
水した後、トルエン、ピリジン、テトラヒドロフラン、
クロロホルムまたはアセトニトリル等の有機溶媒中、
５’−Ｏ,塩基保護−ヌクレオシドに対し０．９〜１．
２当量のオルガノオキシビスアゾリルホスフィンを−８
０℃〜室温の条件で混合させて行なう。低温で反応させ
た方がホスホルアゾリド化合物の収率は良い。また、有
機溶媒は乾燥剤で乾燥後、蒸留精製したものを用いるこ
とが好ましい。反応にあたり、反応溶液の31P−ＮＭＲ
スペクトルを測定し、反応が完了したことを確認するこ
とができる。なお、この反応溶液は、そのままin situ
ＤＮＡ合成試薬としてオリゴヌクレオチドの合成に用い
ることができる。一方、前記式（４）で表されるオルガ
ノオキシビスアゾリルホスフィンは、下記式（６）で表
されるオルガノオキシジクロロホスフィンと下記式
（７）で表されるN−トリメチルシリルアゾール化合物
との反応により容易に製造することができる｛下記式
（８）｝。
【００１６】
【化７】
【００１７】｛式中、Ｒ1およびＲ2は前記式（１）と同
じである。｝
じである。｝
【００１８】
【化８】
【００１９】｛式中、Ｘは前記式（１）と同じであ
る。｝
る。｝
【００２０】
【化９】
【００２１】｛式中、Ｒ1、Ｒ2およびＸは前記式（１）
と同じである。｝
と同じである。｝
【００２２】前記式（８）で表される反応は、トルエン
またはクロロホルム等のハロゲン系有機溶媒中、室温の
条件下、オルガノオキシジクロロホスフィンに、これに
対し２〜３当量のN−トリメチルシリルアゾール化合物
を混合させて行なう。この反応溶液の1Ｈ−ＮＭＲスペ
クトルを測定して反応が完了したことを確認した後、副
生したクロロトリメチルシラン、反応溶媒および過剰の
N−トリメチルシリルアゾール化合物などを減圧留去す
れば、目的とするオルガノオキシビスアゾリルホスフィ
ンが得られる。なお、有機溶媒は乾燥剤で乾燥後、蒸留
精製したものを用いることが好ましい。
またはクロロホルム等のハロゲン系有機溶媒中、室温の
条件下、オルガノオキシジクロロホスフィンに、これに
対し２〜３当量のN−トリメチルシリルアゾール化合物
を混合させて行なう。この反応溶液の1Ｈ−ＮＭＲスペ
クトルを測定して反応が完了したことを確認した後、副
生したクロロトリメチルシラン、反応溶媒および過剰の
N−トリメチルシリルアゾール化合物などを減圧留去す
れば、目的とするオルガノオキシビスアゾリルホスフィ
ンが得られる。なお、有機溶媒は乾燥剤で乾燥後、蒸留
精製したものを用いることが好ましい。
【００２３】また、前記式（６）で表されるオルガノオ
キシジクロロホスフィンは、下記式（９）で表されるオ
ルガノオキシトリメチルシランと三塩化リンとの反応に
より容易に製造することができる｛下記式（１０）、畑
辻明ら、ヌクレイック・アッシッズ・リサーチ（Nuclei
c Acids Res.）、17,8581（1989）｝。
キシジクロロホスフィンは、下記式（９）で表されるオ
ルガノオキシトリメチルシランと三塩化リンとの反応に
より容易に製造することができる｛下記式（１０）、畑
辻明ら、ヌクレイック・アッシッズ・リサーチ（Nuclei
c Acids Res.）、17,8581（1989）｝。
【００２４】
【化１０】
【００２５】（式中、Ｒ1およびＲ2は前記式（１）と同
じである。）
じである。）
【００２６】
【化１１】
【００２７】（式中、Ｒ1およびＲ2は前記式（１）と同
じである。）
じである。）
【００２８】前記反応は、例えば、０℃の条件で、前記
オルガノオキシトリメチルシランとこれに対し2〜５当
量の三塩化リンとを混合し、室温で1時間〜１０日間静
置することにより達成され、得られたものを常法に従っ
て減圧蒸留すれば、前記オルガノオキシジクロロホスフ
ィンが得られる。前記式（９）で表されるオルガノオキ
シトリメチルシランは、下記式（１１）で表される２−
シアノエタノール誘導体と１，１，１，３，３，３−ヘ
キサメチルジシラザンとの反応｛下記式（１２）｝、ま
たは下記式（１３）で表されるアルデヒドもしくはケト
ンとシアノメチルリチウムなどのシアノメチルアルカリ
金属化合物との反応生成物に、クロロトリメチルシラン
を反応させることにより、容易に製造することができる
｛下記式（１４）｝。なお、シアノメチルアルカリ金属
化合物は、アセトニトリルのシアノ基に隣接した活性水
素を、ノルマルブチルリチウムなどを用いてアルカリ金
属化することにより容易に製造することができる｛下記
式（１５）｝。
オルガノオキシトリメチルシランとこれに対し2〜５当
量の三塩化リンとを混合し、室温で1時間〜１０日間静
置することにより達成され、得られたものを常法に従っ
て減圧蒸留すれば、前記オルガノオキシジクロロホスフ
ィンが得られる。前記式（９）で表されるオルガノオキ
シトリメチルシランは、下記式（１１）で表される２−
シアノエタノール誘導体と１，１，１，３，３，３−ヘ
キサメチルジシラザンとの反応｛下記式（１２）｝、ま
たは下記式（１３）で表されるアルデヒドもしくはケト
ンとシアノメチルリチウムなどのシアノメチルアルカリ
金属化合物との反応生成物に、クロロトリメチルシラン
を反応させることにより、容易に製造することができる
｛下記式（１４）｝。なお、シアノメチルアルカリ金属
化合物は、アセトニトリルのシアノ基に隣接した活性水
素を、ノルマルブチルリチウムなどを用いてアルカリ金
属化することにより容易に製造することができる｛下記
式（１５）｝。
【００２９】
【化１２】
【００３０】｛式中、Ｒ1およびＲ2は前記式（１）と同
じである。｝
じである。｝
【００３１】
【化１３】
【００３２】｛式中、Ｒ1およびＲ2は前記式（１）と同
じである。｝
じである。｝
【００３３】前記式（１２）で表される反応は、２−シ
アノエタノール誘導体とこれに対し１〜２当量の１，
１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザンおよび
０．００５〜０．１当量のイミダゾールを混合し、1〜5
時間かきまぜながら加熱・還流させることにより達成さ
れ、得られたものを常法に従って減圧蒸留すれば、目的
の前記オルガノオキシトリメチルシランが得られる。
アノエタノール誘導体とこれに対し１〜２当量の１，
１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザンおよび
０．００５〜０．１当量のイミダゾールを混合し、1〜5
時間かきまぜながら加熱・還流させることにより達成さ
れ、得られたものを常法に従って減圧蒸留すれば、目的
の前記オルガノオキシトリメチルシランが得られる。
【００３４】
【化１４】
【００３５】｛式中、Ｒ1およびＲ2は前記式（１）と同
じである。｝
じである。｝
【００３６】
【化１５】
【００３７】｛式中、Ｒ1およびＲ2は前記式（１）と同
じである。｝
じである。｝
【００３８】
【化１６】
【００３９】前記式（１４）および（１５）の反応は以
下のように行なう。まず、−８０℃〜−６０℃の条件
で、ノルマルブチルリチウムのノルマルヘキサン／テト
ラヒドロフラン(１／２)溶液に、これに対し１．０〜
１．２当量のアセトニトリルを加えて、０．５〜２時間
かき混ぜて反応させてシアノメチルリチウムのノルマル
ヘキサン／テトラヒドロフラン溶液を得る。これに−８
０℃〜−６０℃の条件で、１．０〜１．２当量の前記ア
ルデヒドもしくはケトンを加え、反応温度を０．５〜１
時間かけて室温に戻した後、１．２〜１．５当量のクロ
ロトリメチルシランを加えてかき混ぜる。なお、有機溶
媒は乾燥剤で乾燥後、蒸留精製したものを用いることが
好ましい。さらに、生成物を常法に従って減圧蒸留すれ
ば、目的の前記オルガノオキシトリメチルシランが得ら
れる。前記式（７）で表されるN−トリメチルシリルア
ゾール化合物は、下記式（１６）で表されるアゾール類
と１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザンと
の反応により容易に製造することができる｛下記式（１
７）｝。
下のように行なう。まず、−８０℃〜−６０℃の条件
で、ノルマルブチルリチウムのノルマルヘキサン／テト
ラヒドロフラン(１／２)溶液に、これに対し１．０〜
１．２当量のアセトニトリルを加えて、０．５〜２時間
かき混ぜて反応させてシアノメチルリチウムのノルマル
ヘキサン／テトラヒドロフラン溶液を得る。これに−８
０℃〜−６０℃の条件で、１．０〜１．２当量の前記ア
ルデヒドもしくはケトンを加え、反応温度を０．５〜１
時間かけて室温に戻した後、１．２〜１．５当量のクロ
ロトリメチルシランを加えてかき混ぜる。なお、有機溶
媒は乾燥剤で乾燥後、蒸留精製したものを用いることが
好ましい。さらに、生成物を常法に従って減圧蒸留すれ
ば、目的の前記オルガノオキシトリメチルシランが得ら
れる。前記式（７）で表されるN−トリメチルシリルア
ゾール化合物は、下記式（１６）で表されるアゾール類
と１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザンと
の反応により容易に製造することができる｛下記式（１
７）｝。
【００４０】
【化１７】
【００４１】｛式中、Ｘは前記式（１）と同じであ
る。｝
る。｝
【００４２】
【化１８】
【００４３】｛式中、Ｘは前記式（１）と同じであ
る。｝
る。｝
【００４４】前記反応は、式（１６）で表されるアゾー
ル類と、これに対し１〜２当量の１，１，１，３，３，
３−ヘキサメチルジシラザンとを混合し、３〜２４時間
かきまぜながら加熱・還流させることにより達成され、
得られた生成物を常法に従って減圧蒸留すれば、N−ト
リメチルシリルアゾール化合物が得られる。
ル類と、これに対し１〜２当量の１，１，１，３，３，
３−ヘキサメチルジシラザンとを混合し、３〜２４時間
かきまぜながら加熱・還流させることにより達成され、
得られた生成物を常法に従って減圧蒸留すれば、N−ト
リメチルシリルアゾール化合物が得られる。
【００４５】本発明におけるホスホルアゾリド化合物
は、オリゴヌクレオチドを化学合成する際の中間原料と
して有用であり、例えば、２−シアノ−1−（１，１−
ジエチル−３−ブテニル)エトキシビス（４−メチルイ
ミダゾリル)ホスフィンと、５’−Ｏ−（４，４’−ジ
メトキシトリチル）チミジンを反応させて得られる３’
−Ｏ−４−メチルイミダゾリルホスフィン誘導体の反応
溶液を、そのままin situでＤＮＡ自動合成機上での固
相合成に用いることにより、ＤＮＡオリゴマーを収率良
く得ることができる。この反応の収率は、前記式（１）
のＲ1およびＲ2のファンデルワールス（van der Waal
s）体積の和と相関があり、反応収率が高いという理由
から、下記の条件で計算したＲ1およびＲ2のファンデル
ワールス（van der Waals）体積の和が４９（オングス
トローム） 3 以上の化合物が好ましい。例えば、Ｒ1が水
素原子であり、Ｒ2がノルマルプロピル基である化合物
などが例示される。
は、オリゴヌクレオチドを化学合成する際の中間原料と
して有用であり、例えば、２−シアノ−1−（１，１−
ジエチル−３−ブテニル)エトキシビス（４−メチルイ
ミダゾリル)ホスフィンと、５’−Ｏ−（４，４’−ジ
メトキシトリチル）チミジンを反応させて得られる３’
−Ｏ−４−メチルイミダゾリルホスフィン誘導体の反応
溶液を、そのままin situでＤＮＡ自動合成機上での固
相合成に用いることにより、ＤＮＡオリゴマーを収率良
く得ることができる。この反応の収率は、前記式（１）
のＲ1およびＲ2のファンデルワールス（van der Waal
s）体積の和と相関があり、反応収率が高いという理由
から、下記の条件で計算したＲ1およびＲ2のファンデル
ワールス（van der Waals）体積の和が４９（オングス
トローム） 3 以上の化合物が好ましい。例えば、Ｒ1が水
素原子であり、Ｒ2がノルマルプロピル基である化合物
などが例示される。
【００４６】ファンデルワールス（van der Waals）体
積の計算方法 下記式（２）で表されるオルガノオキシビス（４−メチ
ルイミダゾリル）ホスフィンにおいて、まず、SPARTAN
TM Version４．１．１（Wavefunction，Inc.）により三
次元分子構造を決定し、MM力場を使って立体的エネルギ
ーの最適化を行った後、半経験的分子軌道法（AM1）に
より立体構造を確定した。次に、AM1により得られた立
体構造に基づいて、TSARTM３．０（Oxford MolecularGr
oup）の分子体積計算プログラムによりＲ1およびＲ2の
ファンデルワールス（van der Waals）体積を求めた。
積の計算方法 下記式（２）で表されるオルガノオキシビス（４−メチ
ルイミダゾリル）ホスフィンにおいて、まず、SPARTAN
TM Version４．１．１（Wavefunction，Inc.）により三
次元分子構造を決定し、MM力場を使って立体的エネルギ
ーの最適化を行った後、半経験的分子軌道法（AM1）に
より立体構造を確定した。次に、AM1により得られた立
体構造に基づいて、TSARTM３．０（Oxford MolecularGr
oup）の分子体積計算プログラムによりＲ1およびＲ2の
ファンデルワールス（van der Waals）体積を求めた。
【００４７】
【化１９】
【００４８】｛式中、Ｒ1およびＲ2は前記式（１）と同
じであり、Ｘは４−メチルイミダゾリル基を示す｝
じであり、Ｘは４−メチルイミダゾリル基を示す｝
【００４９】
【実施例】以下、実施例により本発明の化合物について
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。 （実施例１） ａ）前記式（１）においてＡが水素原子、Ｂが１−チミ
ニル基、Ｒ1が水素原子、Ｒ2がノルマルプロピル基、Ｒ
3が４，４’−ジメトキシトリチル基、Ｘが４−メチル
イミダゾリル基である下記式（１８）で表されるＤＮＡ
合成試薬の製造。
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。 （実施例１） ａ）前記式（１）においてＡが水素原子、Ｂが１−チミ
ニル基、Ｒ1が水素原子、Ｒ2がノルマルプロピル基、Ｒ
3が４，４’−ジメトキシトリチル基、Ｘが４−メチル
イミダゾリル基である下記式（１８）で表されるＤＮＡ
合成試薬の製造。
【００５０】
【化２０】
【００５１】トルエン（５ｍｌ）溶液中、アルゴン雰囲
気下、室温の条件で、２−シアノ−１−ノルマルプロピ
ルエトキシジクロロホスフィン０．２６７ｇ（１．２５
ｍｍｏｌ）とトリメチルシリル−４−メチルイミダゾー
ル０．４２５ｇ（２．７５ｍｍｏｌ）を加え、５分間反
応させた。副生したクロロトリメチルシランおよびトル
エンを室温で１０分間減圧留去した後、残留トルエンお
よび過剰のトリメチルシリル−４−メチルイミダゾール
を３５℃の条件で2時間減圧留去し、無色透明、油状の
２−シアノ−１−ノルマルプロピルエトキビス（４−メ
チルイミダゾリル）ホスフィンを得た。これを重クロロ
ホルム２．５ｍｌに溶解した溶液（０．５M）を、アル
ゴン雰囲気下、室温で２時間減圧乾燥した５’−Ｏ−
（４，４’−ジメトキシトリチル）チミジン０．６７８
ｇ（１．２５ｍｍｏｌ）に加えた。均一になった後、そ
のまま一晩静置して反応させ、前記式（１８）で表され
るホスホルアゾリド化合物を得た。なお、得られた化合
物の31PＮＭＲ（外部標準；(CH3O)3P ＝１４０ppm, CDC
l3）は、δ；１２３．０，１２５．４ppm.であった (
31P−ＮＭＲスペクトルは１６１．７MHzＮＭＲ測定装置
で測定した）。
気下、室温の条件で、２−シアノ−１−ノルマルプロピ
ルエトキシジクロロホスフィン０．２６７ｇ（１．２５
ｍｍｏｌ）とトリメチルシリル−４−メチルイミダゾー
ル０．４２５ｇ（２．７５ｍｍｏｌ）を加え、５分間反
応させた。副生したクロロトリメチルシランおよびトル
エンを室温で１０分間減圧留去した後、残留トルエンお
よび過剰のトリメチルシリル−４−メチルイミダゾール
を３５℃の条件で2時間減圧留去し、無色透明、油状の
２−シアノ−１−ノルマルプロピルエトキビス（４−メ
チルイミダゾリル）ホスフィンを得た。これを重クロロ
ホルム２．５ｍｌに溶解した溶液（０．５M）を、アル
ゴン雰囲気下、室温で２時間減圧乾燥した５’−Ｏ−
（４，４’−ジメトキシトリチル）チミジン０．６７８
ｇ（１．２５ｍｍｏｌ）に加えた。均一になった後、そ
のまま一晩静置して反応させ、前記式（１８）で表され
るホスホルアゾリド化合物を得た。なお、得られた化合
物の31PＮＭＲ（外部標準；(CH3O)3P ＝１４０ppm, CDC
l3）は、δ；１２３．０，１２５．４ppm.であった (
31P−ＮＭＲスペクトルは１６１．７MHzＮＭＲ測定装置
で測定した）。
【００５２】ｂ）前記式（１８）で表されるホスホルア
ゾリド化合物（ in situＤＮＡ合成試薬）とメタノール
との反応。前記で得られたホスホルアゾリド化合物のCD
Cl3反応溶液に、アルゴン雰囲気下、室温でメタノール
約０．１ｍｌ（約２ｍｍｏｌ）を加えて反応させ、下記
式（１９）で表される化合物を定量的に得た。得られた
生成物の31PＮＭＲ（外部標準；(CH3O)3P ＝１４０ppm,
CDCl3）は、δ；１３８．８，１３８．９，１３９．
３，１３９．５ppm.であった( 31P−ＮＭＲスペクトル
は１６１．７MHzＮＭＲ測定装置で測定した)。
ゾリド化合物（ in situＤＮＡ合成試薬）とメタノール
との反応。前記で得られたホスホルアゾリド化合物のCD
Cl3反応溶液に、アルゴン雰囲気下、室温でメタノール
約０．１ｍｌ（約２ｍｍｏｌ）を加えて反応させ、下記
式（１９）で表される化合物を定量的に得た。得られた
生成物の31PＮＭＲ（外部標準；(CH3O)3P ＝１４０ppm,
CDCl3）は、δ；１３８．８，１３８．９，１３９．
３，１３９．５ppm.であった( 31P−ＮＭＲスペクトル
は１６１．７MHzＮＭＲ測定装置で測定した)。
【００５３】
【化２１】
【００５４】ｃ）オルガノオキシビスアゾリルホスフィ
ンの５’−Ｏ,塩基保護−ヌクレオシドとの一置換選択
的反応性。前記ａ）に従ってホスホルアゾリド化合物を
製造する場合、下記式（２０）で示される副反応が進行
し、下記式（２１）で表される二置換生成物が副生す
る。そこで前記ｂ）の反応により得られた反応溶液の
31P−ＮＭＲスペクトルを測定し、反応の一置換選択性
を下記式（Ａ）より求めた。その結果、一置換選択性は
９２％であった。
ンの５’−Ｏ,塩基保護−ヌクレオシドとの一置換選択
的反応性。前記ａ）に従ってホスホルアゾリド化合物を
製造する場合、下記式（２０）で示される副反応が進行
し、下記式（２１）で表される二置換生成物が副生す
る。そこで前記ｂ）の反応により得られた反応溶液の
31P−ＮＭＲスペクトルを測定し、反応の一置換選択性
を下記式（Ａ）より求めた。その結果、一置換選択性は
９２％であった。
【００５５】
【化２２】
【００５６】
【化２３】
【００５７】一置換選択性（％）＝［〔１９〕／（〔１
９〕＋〔２１〕）］×１００（Ａ） （式中、〔１９〕および〔２１〕は、31P−ＮＭＲスペ
クトルにより求めた化合物（１９）および（２１）の反
応溶液中でのモル組成率をそれぞれ示す）
９〕＋〔２１〕）］×１００（Ａ） （式中、〔１９〕および〔２１〕は、31P−ＮＭＲスペ
クトルにより求めた化合物（１９）および（２１）の反
応溶液中でのモル組成率をそれぞれ示す）
【００５８】（応用例）実施例１で得られたホスホルア
ゾリド化合物をin situＤＮＡ合成試薬として用いた、
固相法によるＤＮＡ自動合成機上でのd(TTTTTTTTTTTTTT
TTTTTT)（チミジン２０量体）の合成。５’−Ｏ−
（４，４’−ジメトキシトリチル）チミジンを１,４−
ジオキサンに溶解後、共沸脱水し、かつ２−シアノ−１
−ノルマルプロピルエトキビス（４−メチルイミダゾリ
ル）ホスフィンとの反応溶媒としてアセトニトリルを用
いてその濃度を０．１Mとした以外は他は、前記ａ）と
同様にして前記式（１８）で表されるホスホルアゾリド
化合物を製造した。この０．１Mアセトニトリル反応溶
液をそのまま原料として用いて、ＤＮＡ自動合成機上で
アミダイト法のプロトコールに従って固相法によりチミ
ジンの２０量体を合成した。得られた反応生成混合物を
逆相HPLC分析した結果、その平均縮合収率は９７．５％
であった。
ゾリド化合物をin situＤＮＡ合成試薬として用いた、
固相法によるＤＮＡ自動合成機上でのd(TTTTTTTTTTTTTT
TTTTTT)（チミジン２０量体）の合成。５’−Ｏ−
（４，４’−ジメトキシトリチル）チミジンを１,４−
ジオキサンに溶解後、共沸脱水し、かつ２−シアノ−１
−ノルマルプロピルエトキビス（４−メチルイミダゾリ
ル）ホスフィンとの反応溶媒としてアセトニトリルを用
いてその濃度を０．１Mとした以外は他は、前記ａ）と
同様にして前記式（１８）で表されるホスホルアゾリド
化合物を製造した。この０．１Mアセトニトリル反応溶
液をそのまま原料として用いて、ＤＮＡ自動合成機上で
アミダイト法のプロトコールに従って固相法によりチミ
ジンの２０量体を合成した。得られた反応生成混合物を
逆相HPLC分析した結果、その平均縮合収率は９７．５％
であった。
【００５９】（実施例２〜１３）実施例1と同様の操作
により、下記表１および表２に示した実施例２〜１３の
ホスホルアゾリド化合物を製造した。実施例１のａ）に
おいては、残留トルエンおよび過剰のトリメチルシリル
−４−メチルイミダゾールを３５℃の条件で２時間減圧
留去したが、実施例２〜１３においては、必要に応じて
３５〜５０℃の条件で２時間減圧留去した。各ホスホル
アゾリド化合物およびそのメタノールとの反応生成物
（ＯＭｅ体）の31P−ＮＭＲスペクトルのケミカルシフ
ト（δ）（外部標準；(CH3O)3P ＝１４０ppm、１６１．
９MHzＮＭＲ測定装置で測定）、置換基Ｒ1およびＲ2の
ファンデルワールス（van der Waals）体積の和｛置換
基体積（Ｒ1＋Ｒ2）｝、ならびに前記式（Ａ）で定義し
た一置換選択性を実施例１と同様に求めた。さらに、実
施例１と同様に各ホスホルアゾリド化合物を用いて、固
相法によりＤＮＡ自動合成機上でアミダイト法の標準的
なプロトコールにより、チミジンまたはシチジンの各２
０量体を合成した際の平均縮合収率（固相合成縮合収
率）を求めた。これらの値をそれぞれ表１および表２に
示した。
により、下記表１および表２に示した実施例２〜１３の
ホスホルアゾリド化合物を製造した。実施例１のａ）に
おいては、残留トルエンおよび過剰のトリメチルシリル
−４−メチルイミダゾールを３５℃の条件で２時間減圧
留去したが、実施例２〜１３においては、必要に応じて
３５〜５０℃の条件で２時間減圧留去した。各ホスホル
アゾリド化合物およびそのメタノールとの反応生成物
（ＯＭｅ体）の31P−ＮＭＲスペクトルのケミカルシフ
ト（δ）（外部標準；(CH3O)3P ＝１４０ppm、１６１．
９MHzＮＭＲ測定装置で測定）、置換基Ｒ1およびＲ2の
ファンデルワールス（van der Waals）体積の和｛置換
基体積（Ｒ1＋Ｒ2）｝、ならびに前記式（Ａ）で定義し
た一置換選択性を実施例１と同様に求めた。さらに、実
施例１と同様に各ホスホルアゾリド化合物を用いて、固
相法によりＤＮＡ自動合成機上でアミダイト法の標準的
なプロトコールにより、チミジンまたはシチジンの各２
０量体を合成した際の平均縮合収率（固相合成縮合収
率）を求めた。これらの値をそれぞれ表１および表２に
示した。
【００６０】（比較例１および２）実施例1と同様の操
作により、表２に示した比較例１および比較例２の化合
物を製造し、実施例１と同様に評価し、その結果を表２
に示した。
作により、表２に示した比較例１および比較例２の化合
物を製造し、実施例１と同様に評価し、その結果を表２
に示した。
【００６１】実施例２〜１３ならびに比較例１および２
に示した化合物は、前記式（１）において、Ａが水素原
子、Ｒ3が４，４’−ジメトキシトリチル基である下記
式（２２）で表されるホスホルアゾリド化合物である。
に示した化合物は、前記式（１）において、Ａが水素原
子、Ｒ3が４，４’−ジメトキシトリチル基である下記
式（２２）で表されるホスホルアゾリド化合物である。
【００６２】
【化２４】
【００６３】｛式中、ＤＭＴｒは４，４’−ジメトキシ
トリチル基を表し、Ｂ、Ｒ1、Ｒ2およびＸは前記式
（１）と同じである。｝
トリチル基を表し、Ｂ、Ｒ1、Ｒ2およびＸは前記式
（１）と同じである。｝
【００６４】
【表１】
【００６５】
【表２】
【００６６】｛表１および２中、Ｂ欄のＴは１−チミニ
ル基を、ＣBzは１−（Ｎ−４−ベンゾイルシトシニル）
基を、ＡBzは９−（Ｎ−６−ベンゾイルアデニニル）基
を、およびＧiBuは９−（Ｎ−２−イソブチリルグアニ
ニル）基をそれぞれ表わす。｝
ル基を、ＣBzは１−（Ｎ−４−ベンゾイルシトシニル）
基を、ＡBzは９−（Ｎ−６−ベンゾイルアデニニル）基
を、およびＧiBuは９−（Ｎ−２−イソブチリルグアニ
ニル）基をそれぞれ表わす。｝
【００６７】なお、置換基Ｒ1、Ｒ2およびＸの構造は下
記表３に示したとおりである。
記表３に示したとおりである。
【００６８】
【表３】
【００６９】表１および表２の実施例ならびに比較例か
ら明らかなように、従来のリン酸保護基であるＲ1＝Ｒ2
＝Ｈ（比較例１）の場合には、反応溶液をそのままin s
ituでＤＮＡオリゴマーの固相合成に用いると、その平
均縮合収率は高々９３．０％であり、 in situＤＮＡ合
成試薬としては有用ではない。しかし、これに比べて、
実施例１、実施例３〜１１のホスホルアゾリド化合物は
いずれも９６．８％以上である。この収率の３％余りの
差がＤＮＡオリゴマーの化学合成の中間原料として用い
る場合に大きく影響するのである。したがって、本発明
におけるホスホルアゾリド化合物をＤＮＡオリゴマーの
化学合成の中間原料として用いる場合には、単離精製す
ることなくin situＤＮＡ合成試薬として用いることが
できる。また、表１および表２より、ＤＮＡオリゴマー
の固相合成の平均縮合収率は、各ＤＮＡ合成試薬を製造
する際の一置換選択性が高くなるに従って高くなる傾向
にあり、また、置換基Ｒ1およびＲ2のファンデルワール
ス（van der Waals）体積の和ともかなり良い相関があ
ることが明らかである。すなわち、前記式（１）で表さ
れる化合物のうち、置換基Ｒ1およびＲ2のファンデルワ
ールス（van der Waals）体積の和が４９（オングスト
ローム） 3 以上であるものは、特に in situＤＮＡ合成
試薬として有用である。
ら明らかなように、従来のリン酸保護基であるＲ1＝Ｒ2
＝Ｈ（比較例１）の場合には、反応溶液をそのままin s
ituでＤＮＡオリゴマーの固相合成に用いると、その平
均縮合収率は高々９３．０％であり、 in situＤＮＡ合
成試薬としては有用ではない。しかし、これに比べて、
実施例１、実施例３〜１１のホスホルアゾリド化合物は
いずれも９６．８％以上である。この収率の３％余りの
差がＤＮＡオリゴマーの化学合成の中間原料として用い
る場合に大きく影響するのである。したがって、本発明
におけるホスホルアゾリド化合物をＤＮＡオリゴマーの
化学合成の中間原料として用いる場合には、単離精製す
ることなくin situＤＮＡ合成試薬として用いることが
できる。また、表１および表２より、ＤＮＡオリゴマー
の固相合成の平均縮合収率は、各ＤＮＡ合成試薬を製造
する際の一置換選択性が高くなるに従って高くなる傾向
にあり、また、置換基Ｒ1およびＲ2のファンデルワール
ス（van der Waals）体積の和ともかなり良い相関があ
ることが明らかである。すなわち、前記式（１）で表さ
れる化合物のうち、置換基Ｒ1およびＲ2のファンデルワ
ールス（van der Waals）体積の和が４９（オングスト
ローム） 3 以上であるものは、特に in situＤＮＡ合成
試薬として有用である。
【００７０】
【発明の効果】本発明のホスホルアゾリド化合物は、オ
リゴヌクレオチドの中間原料として用いる場合、その製
造工程において単離精製工程を省くことができる insi
tuＤＮＡ合成試薬として有用である。
リゴヌクレオチドの中間原料として用いる場合、その製
造工程において単離精製工程を省くことができる insi
tuＤＮＡ合成試薬として有用である。
フロントページの続き
(56)参考文献 Ｒｅｃｕｉｌ ｄｅｓ Ｔｒａｖａｕ
ｘ Ｃｈｉｍｉｑｕｅｓ ｄｅｓ Ｐａ
ｙｓ−Ｂａｓ，1987年，Ｖｏｌ．106,
Ｎｏ．３，ｐ．72−76
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C07H 19/06 - 19/10
C07H 19/16 - 19/207
C07H 21/00 - 21/04
ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
ＣＡ（ＳＴＮ)
ＣＡＯＬＤ（ＳＴＮ)
Claims (2)
- 【請求項１】下記式（１）で表されるホスホルアゾリド
化合物。 【化１】 （式中、Bは必要に応じてヌクレオチド化学において通
常の保護基で保護した塩基を示し、Ｒ1およびＲ2は水素
原子、またはヘテロ原子を含んでいてもよいアルキル
基、シクロアルキル基、アリール基もしくはアラルキル
基を示し、Ｒ3は保護基、Aは水素原子、水酸基、アルコ
キシ基またはトリアルキルシリルオキシ基を示し、Ｘは
アゾリル基を示す。ただし、Ｒ1およびＲ2のいずれもが
水素原子、メチル基またはエチル基である場合を除
く。） - 【請求項２】下記式（２）で表されるオルガノオキシビ
ス（４−メチルイミダゾリル）ホスフィンを用いて計算
した前記式（１）におけるＲ1およびＲ2のファンデルワ
ールス（van der Waals）体積の和が４９（オングスト
ローム）3以上であり、かつＸがイミダゾリル基、２−
メチルイミダゾリル基もしくは４−メチルイミダゾリル
基である請求項１記載のホスホルアゾリド化合物。 【化２】 （２） （式（２）中、Ｒ1およびＲ2は前記式（１）と同じであ
り、Ｘは４−メチルイミダゾリル基を示す。）
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36738498A JP3518385B2 (ja) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | ホスホルアゾリド化合物 |
| US09/471,802 US6380378B1 (en) | 1998-12-24 | 1999-12-23 | Nucleotide compound, nucleotide block oligonucleotide, and method for producing them |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36738498A JP3518385B2 (ja) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | ホスホルアゾリド化合物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000191682A JP2000191682A (ja) | 2000-07-11 |
| JP3518385B2 true JP3518385B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=18489183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36738498A Expired - Fee Related JP3518385B2 (ja) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | ホスホルアゾリド化合物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3518385B2 (ja) |
-
1998
- 1998-12-24 JP JP36738498A patent/JP3518385B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｒｅｃｕｉｌ ｄｅｓ Ｔｒａｖａｕｘ Ｃｈｉｍｉｑｕｅｓ ｄｅｓ Ｐａｙｓ−Ｂａｓ，１９８７年，Ｖｏｌ．１０６， Ｎｏ．３，ｐ．７２−７６ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000191682A (ja) | 2000-07-11 |
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