JP4255227B2 - 2 ', 4'-BNA oligonucleotide with N3'-P5' linkage - Google Patents

2 ', 4'-BNA oligonucleotide with N3'-P5' linkage Download PDF

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JP4255227B2 JP2001352543A JP2001352543A JP4255227B2 JP 4255227 B2 JP4255227 B2 JP 4255227B2 JP 2001352543 A JP2001352543 A JP 2001352543A JP 2001352543 A JP2001352543 A JP 2001352543A JP 4255227 B2 JP4255227 B2 JP 4255227B2
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    • 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

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れたアンチセンス又はアンチジーン活性を有し、かつ、生体内で安定な非天然型のオリゴヌクレオチド類縁体を製造するための新規なビシクロヌクレオシド類縁体に関する。
【0002】
また、本発明は、該ビシクロヌクレオシド構造を1又は2以上含有する新規なオリゴヌクレオチド類縁体に関する。
【0003】
さらに、本発明は、抗エイズ活性を有する新規な修飾ビシクロヌクレオシド類縁体に関する。
【0004】
【従来の技術】
優れたアンチセンス又はアンチジーン活性を有し、かつ、生体内で安定なオリゴヌクレオチドは、有用な医薬として期待される。
【0005】
しかしながら、天然型オリゴヌクレオチドは、血液中や細胞内に存在する各種ヌクレアーゼにより、速やかに分解されてしまうことが知られている。
【0006】
これらの欠点を克服すべく、種々の非天然型のオリゴヌクレオチド類縁体が製造され、それらを医薬として、開発する試みがなされている。 例えば、オリゴヌクレオチドのホスホジエステル結合内のリン原子と結合する酸素原子を硫黄原子に置換したもの、該酸素原子をメチル基に置換したもの、該酸素原子をホウ素原子に置換したもの、オリゴヌクレオチドの糖部分や塩基部分を化学修飾したもの等が知られている。
【0007】
また、より具体的には、ISIS社は、ヒトサイトメガロウイルス性網膜炎の治療薬として、チオエート型オリゴヌクレオチドであるISIS2922を開発し、VitraveneTMとして米国で販売している。
【0008】
しかしながら、上記の非天然型のオリゴヌクレオチド類縁体における、アンチセンス又はアンチジーン活性の強さ、すなわち、m−RNA又はDNAとの安定な相補鎖形成能や、各種ヌクレアーゼに対する安定性、生体内の各種蛋白質と非特異的に結合することによる副作用の発現等を考慮すると、さらに優れたアンチセンス又はアンチジーン活性を有し、生体内で安定で、かつ、副作用の発現の少ない非天然型のオリゴヌクレオチド類縁体が望まれる。
【0009】
本願化合物と関連する化学構造、すなわち、下記のジオキサビシクロ[2,2,1]ヘプタン構造を有するものが、WO98/39352号に記載されているが、該化合物は、リボースの3’位における置換基において本願化合物と異なる。また、該化合物が抗エイズ活性を有することは知られていない。
【0010】
【化3】

Figure 0004255227
【0011】
上記式中、B0はピリミジン若しくはプリン核酸塩基又はそれらの類縁体であり、X及びYは同一又は異なって、水素、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリール基、アシル基又はシリル基である。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、優れたアンチセンス又はアンチジーン活性を有し、かつ、生体内で安定な非天然型のオリゴヌクレオチド類縁体を製造するための新規なビシクロヌクレオシド類縁体を提供することにある。
【0013】
また、本発明の課題は、該ビシクロヌクレオシド構造を1又は2以上含有する新規なオリゴヌクレオチド類縁体を提供することにある。
【0014】
さらに、本発明の課題は、抗エイズ活性を有する新規なビシクロヌクレオシド類縁体を提供することにある。
【0015】
本発明の発明者は、該課題を解決すべく、鋭意研究を続けた結果、2’−O−4’−C−メチレンを有する新規なビシクロヌクレオシド類縁体が、優れたアンチセンス又はアンチジーン活性を有し、かつ、生体内で安定な非天然型のオリゴヌクレオチド類縁体を製造するための重要中間体であることを見出し、また、該ビシクロヌクレオシド構造を1又は2以上含有する新規なオリゴヌクレオチド類縁体が、優れたアンチセンス又はアンチジーン活性を有し、かつ、生体内で安定であることを見出し、さらに、該ビシクロヌクレオシド類縁体が、優れた抗エイズ活性を有することを見出し、本発明を完成した。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の新規なビシクロヌクレオシド類縁体は、
1)一般式(1)
【0017】
【化4】
Figure 0004255227
【0018】
[式中、
1は、同一又は異なって、水素原子、水酸基の核酸合成の保護基、リン酸基、核酸合成の保護基で保護されたリン酸基又は式−P(R4a)R4b(式中、R4a及びR4bは、同一又は異なって、水酸基、核酸合成の保護基で保護された水酸基、メルカプト基、核酸合成の保護基で保護されたメルカプト基、アミノ基、核酸合成の保護基で保護されたアミノ基、炭素数1乃至6個のアルコキシ基、炭素数1乃至6個のアルキルチオ基、炭素数1乃至7個のシアノアルコキシ基又は炭素数1乃至6個のアルキル基で置換されたアミノ基を示す)で表される基を示し、R2は、アジド基、アミノ基又は式NH―R3(R3は、同一又は異なって、アミノ基の核酸合成の保護基、リン酸基、核酸合成の保護基で保護されたリン酸基又は式−P(R4a)R4b(式中、R4a及びR4bは、同一又は異なって、水酸基、核酸合成の保護基で保護された水酸基、メルカプト基、核酸合成の保護基で保護されたメルカプト基、アミノ基、核酸合成の保護基で保護されたアミノ基、炭素数1乃至6個のアルコキシ基、炭素数1乃至6個のアルキルチオ基、炭素数1乃至7個のシアノアルコキシ基又は炭素数1乃至6個のアルキル基で置換されたアミノ基を示す)で表される基を示す)で表される基を示し、
Bは、下記α群から選択される任意の置換基を1以上有していてもよいプリン−9−イル又は2−オキソ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基を示す。]
で表される化合物又はその薬理上許容される塩である。
(α群)
水酸基、
核酸合成の保護基で保護された水酸基、
炭素数1乃至6個のアルコキシ基、
メルカプト基、
核酸合成の保護基で保護されたメルカプト基、
炭素数1乃至6個のアルキルチオ基、
アミノ基、
核酸合成の保護基で保護されたアミノ基、
炭素数1乃至6個のアルキル基で置換されたアミノ基、
炭素数1乃至6個のアルキル基、及び、
ハロゲン原子。
【0019】
本発明の化合物のうち、好適なものは、
2)R1が、水素原子、脂肪族アシル基、芳香族アシル基、シリル基、1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基、又は、低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン若しくはシアノ基でアリール環が置換された1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基である、化合物、
3)R1が、水素原子、シリル基、1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基、又は、低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン若しくはシアノ基でアリール環が置換された1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基である、化合物、
4)R1が、水素原子、トリメチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、t−ブチルジフェニルシリル基、ベンジル基、トリフェニルメチル基、4−メトキシベンジル基、4−メトキシフェニルジフェニルメチル基、4,4’−ジメトキシトリフェニルメチル基又は4,4’,4”−トリメトキシトリフェニルメチル基である、化合物、
5)R1が、式−P(OCH3)(N(CH(CH322)、又は、式−P(OCH2CH2CN)(N(CH(CH322)である、化合物、
6)R2が、アジド基、アミノ基、又は、式NH―R3基(式中、R3は、脂肪族アシル基、芳香族アシル基、1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基、低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン若しくはシアノ基でアリール環が置換された1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基、シリル基、ホスホロアミダイト基、ホスホニル基、リン酸基又は核酸合成の保護基で保護されたリン酸基である)である、化合物、
7)R2が、アジド基、アミノ基、式NH−R3基(式中、R3が、アセチル基、トリフルオロアセチル基、ベンゾイル基、ベンジル基、p−メトキシベンジル基、tert-ブチルジフェニルシリル基、式−P(OC24CN)(N(CH(CH322)で表される基、式−P(OCH3)(N(CH(CH322)で表される基、ホスホニル基、又は、2−クロロフェニル若しくは4−クロロフェニルリン酸基である)である、化合物、
8)R2が、アジド基又はアミノ基である、化合物、
9)Bが、6−アミノプリン−9−イル(すなわち、アデニニル)、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された6−アミノプリン−9−イル、2,6−ジアミノプリン−9−イル、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された2,6−ジアミノプリン−9−イル、2−アミノ−6−クロロプリン−9−イル、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された2−アミノ−6−クロロプリン−9−イル、2−アミノ−6−フルオロプリン−9−イル、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された2−アミノ−6−フルオロプリン−9−イル、2−アミノ−6−ブロモプリン−9−イル、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された2−アミノ−6−ブロモプリン−9−イル、2−アミノ−6−ヒドロキシプリン−9−イル(すなわち、グアニニル)、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された2−アミノ−6−ヒドロキシプリン−9−イル、6−アミノ−2−メトキシプリン−9−イル、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された6−アミノ−2−メトキシプリン−9−イル、6−アミノ−2−クロロプリン−9−イル、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された6−アミノ−2−クロロプリン−9−イル、6−アミノ−2−フルオロプリン−9−イル、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された6−アミノ−2−フルオロプリン−9−イル、2,6−ジメトキシプリン−9−イル、2,6−ジクロロプリン−9−イル、6−メルカプトプリン−9−イル、メルカプト基が核酸合成の保護基で保護された6−メルカプトプリン−9−イル、2−オキソ−4−アミノ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル(すなわち、シトシニル)、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された2−オキソ−4−アミノ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル、4−アミノ−2−オキソ−5−フルオロ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された4−アミノ−2−オキソ−5−フルオロ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル、4−アミノ−2−オキソ−5−クロロ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された4−アミノ−2−オキソ−5−クロロ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル、2−オキソ−4−メトキシ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル、2−オキソ−4−メルカプト−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル、メルカプト基が核酸合成の保護基で保護された2−オキソ−4−メルカプト−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル、2,4−ジヒドロキシピリミジン−1−イル(すなわち、ウラシリル)、2,4−ジヒドロキシ−5−メチルピリミジン−1−イル(すなわち、チミニル)、4−アミノ−5−メチル−2−オキソ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル又はアミノ基が核酸合成の保護基で保護された4−アミノ−5−メチル−2−オキソ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基である、化合物、
10)Bが、6−ベンゾイルアミノプリン−9−イル、アデニニル、2−ベンゾイルアミノ−6−ヒドロキシプリン−9−イル、グアニニル、2−オキソ−4−ベンゾイルアミノ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル、シトシニル、ウラシリル又はチミニル基である、化合物、
である。
【0020】
1を上記2)乃至5)から選択し、R2を上記6)乃至8)から選択し、Bを上記9)乃至10)から選択して得られる任意の組合せもまた好適であり、特に好適には、2)、6)及び9)の組合せ、3)、7)及び9)の組合せ、5)、6)及び10)並びに5)、7)及び10)の組合せである。
【0021】
本発明の新規オリゴヌクレオチド類縁体は、
1)一般式(1a)
【0022】
【化5】
Figure 0004255227
【0023】
[式中、
Bは、下記α群から選択される置換基を有していてもよいプリン−9−イル基又は2−オキソ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基を示す。]で表わされる構造を1又は2以上含有するオリゴヌクレオチド類縁体及びその薬理学上許容される塩である。但し、上記構造を2以上含有する場合には、当該構造間でBは同一又は異なる。
(α群)
水酸基、
核酸合成の保護基で保護された水酸基、
炭素数1乃至6個のアルコキシ基、
メルカプト基、
核酸合成の保護基で保護されたメルカプト基、
炭素数1乃至6個のアルキルチオ基、
アミノ基、
核酸合成の保護基で保護されたアミノ基、
炭素数1乃至6個のアルキル基で置換されたアミノ基、
炭素数1乃至6個のアルキル基、及び、
ハロゲン原子。
【0024】
ここで、「オリゴヌクレオチド類縁体」とは、天然型のオリゴヌクレオチドにおけるヌクレオシド単位が上記構造(1a)で1又は2以上置換された非天然型のものをいい、そのような類縁体においては、例えば、糖部分が修飾された糖誘導体、リン酸ジエステル結合部分がチオエート化されたチオエート誘導体、末端のリン酸部分がエステル化されたエステル体、プリン塩基上のアミノ基がアミド化されたアミド体を他のヌクレオシド又はヌクレオチド単位として含有することもできる。
【0025】
本発明の新規なオリゴヌクレオチド類縁体のうち、好適なものは、
2)Bが、6−アミノプリン−9−イル基(すなわち、アデニニル基)、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された6−アミノプリン−9−イル基、2,6−ジアミノプリン−9−イル基、2−アミノ−6−クロロプリン−9−イル基、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された2−アミノ−6−クロロプリン−9−イル基、2−アミノ−6−フルオロプリン−9−イル基、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された2−アミノ−6−フルオロプリン−9−イル基、2−アミノ−6−ブロモプリン−9−イル基、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された2−アミノ−6−ブロモプリン−9−イル基、2−アミノ−6−ヒドロキシプリン−9−イル基(すなわち、グアニニル基)、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された2−アミノ−6−ヒドロキシプリン−9−イル基、アミノ基及び水酸基が核酸合成の保護基で保護された2−アミノ−6−ヒドロキシプリン−9−イル基、6−アミノ−2−メトキシプリン−9−イル基、6−アミノ−2−クロロプリン−9−イル基、6−アミノ−2−フルオロプリン−9−イル基、2,6−ジメトキシプリン−9−イル基、2,6−ジクロロプリン−9−イル基、6−メルカプトプリン−9−イル基、2−オキソ−4−アミノ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基(すなわち、シトシニル基)、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された2−オキソ−4−アミノ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基、2−オキソ−4−アミノ−5−フルオロ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基、アミノ基が核酸合成の保護基で保護された2−オキソ−4−アミノ−5−フルオロ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基、4−アミノ−2−オキソ−5−クロロ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基、2−オキソ−4−メトキシ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基、2−オキソ−4−メルカプト−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基、2−オキソ−4−ヒドロキシ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基(すなわち、ウラシニル基)、2−オキソ−4−ヒドロキシ−5−メチル−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基(すなわち、チミニル基)、4−アミノ−5−メチル−2−オキソ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基(すなわち、5−メチルシトシニル基)又はアミノ基が核酸合成の保護基で保護された4−アミノ−5−メチル−2−オキソ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基である、オリゴヌクレオチド類縁体及びその薬理学上許容される塩、
3)Bが、6−ベンゾイルアミノプリン−9−イル基、アデニニル基、2−イソブチリルアミノ−6−ヒドロキシプリン−9−イル基、グアニニル基、2−オキソ−4−ベンゾイルアミノ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基、シトシニル基、2−オキソ−5−メチル−4−ベンゾイルアミノ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基、5−メチルシトシニル基、ウラシニル基又はチミニル基である、オリゴヌクレオチド類縁体及びその薬理学上許容される塩である。
【0026】
上記R1の定義における「水酸基の核酸合成の保護基」は、核酸合成の際に安定に水酸基を保護し得るものであれば、特に限定はないが、例えば、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、ペンタノイル、ピバロイル、バレリル、イソバレリル、オクタノイル、デカノイル、8−メチルノナノイル、3−エチルオクタノイル、3,7−ジメチルオクタノイル、ウンデカノイル、トリデカノイル、ヘキサデカノイル、14−メチルペンタデカノイル、13,13−ジメチルテトラデカノイル、1−メチルヘプタデカノイル、ノナデカノイル、アイコサノイル及びヘナイコサノイルのようなアルキルカルボニル基、スクシノイル、グルタロイル、アジポイルのようなカルボキシ化アルキルカルボニル基、クロロアセチル、ジクロロアセチル、トリクロロアセチル、トリフルオロアセチルのようなハロゲノ低級アルキルカルボニル基、メトキシアセチルのような低級アルコキシ低級アルキルカルボニル基、(E)−2−メチル−2−ブテノイルのような不飽和アルキルカルボニル基等の「脂肪族アシル基」;
ベンゾイル、α−ナフトイル、β−ナフトイルのようなアリールカルボニル基、2−ブロモベンゾイル、4−クロロベンゾイルのようなハロゲノアリールカルボニル基、2,4,6−トリメチルベンゾイル、4−トルオイルのような低級アルキル化アリールカルボニル基、4−アニソイルのような低級アルコキシ化アリールカルボニル基、2−カルボキシベンゾイル、3−カルボキシベンゾイル、4−カルボキシベンゾイルのようなカルボキシ化アリールカルボニル基、4−ニトロベンゾイル、2−ニトロベンゾイルのようなニトロ化アリールカルボニル基;2−(メトキシカルボニル)ベンゾイルのような低級アルコキシカルボニル化アリールカルボニル基、4−フェニルベンゾイルのようなアリール化アリールカルボニル基等の「芳香族アシル基」;
テトラヒドロピラン−2−イル、3−ブロモテトラヒドロピラン−2−イル、4−メトキシテトラヒドロピラン−4−イル、テトラヒドロチオピラン−2−イル、4−メトキシテトラヒドロチオピラン−4−イルのような「テトラヒドロピラニル又はテトラヒドロチオピラニル基」;テトラヒドロフラン−2−イル、テトラヒドロチオフラン−2−イルのような「テトラヒドロフラニル又はテトラヒドロチオフラニル基」;
トリメチルシリル、トリエチルシリル、イソプロピルジメチルシリル、t−ブチルジメチルシリル、メチルジイソプロピルシリル、メチルジ−t−ブチルシリル、トリイソプロピルシリルのようなトリ低級アルキルシリル基、ジフェニルメチルシリル、t−ブチルジフェニルシリル、ジフェニルイソプロピルシリル、フェニルジイソプロピルシリルのような1乃至2個のアリール基で置換されたトリ低級アルキルシリル基等の「シリル基」;
メトキシメチル、1,1−ジメチル−1−メトキシメチル、エトキシメチル、プロポキシメチル、イソプロポキシメチル、ブトキシメチル、t−ブトキシメチルのような「低級アルコキシメチル基」;
2−メトキシエトキシメチルのような「低級アルコキシ化低級アルコキシメチル基」;
2,2,2−トリクロロエトキシメチル、ビス(2−クロロエトキシ)メチルのような「ハロゲノ低級アルコキシメチル」;
1−エトキシエチル、1−(イソプロポキシ)エチルのような「低級アルコキシ化エチル基」;
2,2,2−トリクロロエチルのような「ハロゲン化エチル基」;
ベンジル、α−ナフチルメチル、β−ナフチルメチル、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル、α−ナフチルジフェニルメチル、9−アンスリルメチルのような「1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基」;
4−メチルベンジル、2,4,6−トリメチルベンジル、3,4,5−トリメチルベンジル、4−メトキシベンジル、4−メトキシフェニルジフェニルメチル、4,4’−ジメトキシトリフェニルメチル、4,4’,4”−トリメトキシトリフェニルメチル、2−ニトロベンジル、4−ニトロベンジル、4−クロロベンジル、4−ブロモベンジル、4−シアノベンジルのような「低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン又はシアノ基でアリール環が置換された1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基」;
メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、t−ブトキシカルボニル、イソブトキシカルボニルのような「低級アルコキシカルボニル基」;
2,2,2−トリクロロエトキシカルボニル、2−トリメチルシリルエトキシカルボニルのような「ハロゲン又はトリ低級アルキルシリル基で置換された低級アルコキシカルボニル基」;
ビニルオキシカルボニル、アリルオキシカルボニルのような「アルケニルオキシカルボニル基」;
ベンジルオキシカルボニル、4−メトキシベンジルオキシカルボニル、3,4−ジメトキシベンジルオキシカルボニル、2−ニトロベンジルオキシカルボニル、4−ニトロベンジルオキシカルボニルのような「1乃至2個の低級アルコキシ又はニトロ基でアリール環が置換されていてもよいアラルキルオキシカルボニル基」をあげることができ、
好適には、脂肪族アシル基、芳香族アシル基、1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基、低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン若しくはシアノ基でアリール環が置換された1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基、又は、シリル基であり、さらに好適には、アセチル基、ベンゾイル基、ベンジル基、p−メトキシベンジル基、ジメトキシトリチル基、モノメトキシトリチル基又はtert-ブチルジフェニルシリル基である。
【0027】
上記R1及びR3の定義における「核酸合成の保護基で保護されたリン酸基」の核酸合成の保護基とは、核酸合成の際に安定にリン酸基を保護し得るものであれば、特に限定はないが、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、2−メチルブチル、ネオペンチル、1−エチルプロピル、n−ヘキシル、イソヘキシル、4−メチルペンチル、3−メチルペンチル、2−メチルペンチル、1−メチルペンチル、3,3−ジメチルブチル、2,2−ジメチルブチル、1,1−ジメチルブチル、1,2−ジメチルブチル、1,3−ジメチルブチル、2,3−ジメチルブチル、2−エチルブチルのような「低級アルキル基」;
2−シアノエチル、2−シアノ−1,1−ジメチルエチルのような「シアノ化低級アルキル基」;
2−メチルジフェニルシリルエチル、2−トリメチルシリルエチル、2−トリフェニルシリルエチルのような「シリル基で置換されたエチル基」;
2,2,2−トリクロロエチル、2,2,2−トリブロモエチル、2,2,2−トリフルオロエチル、2,2,2−トリクロロ−1、1−ジメチルエチルのような「ハロゲン化低級アルキル基」;
エテニル、1−プロペニル、2−プロペニル、1−メチル−2−プロペニル、1−メチル−1−プロペニル、2−メチル−1−プロペニル、2−メチル−2−プロペニル、2−エチル−2−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、1−メチル−2−ブテニル、1−メチル−1−ブテニル、3−メチル−2−ブテニル、1−エチル−2−ブテニル、3−ブテニル、1−メチル−3−ブテニル、2−メチル−3−ブテニル、1−エチル−3−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、1−メチル−2−ペンテニル、2−メチル−2−ペンテニル、3−ペンテニル、1−メチル−3−ペンテニル、2−メチル−3−ペンテニル、4−ペンテニル、1−メチル−4−ペンテニル、2−メチル−4−ペンテニル、1−ヘキセニル、2−ヘキセニル、3−ヘキセニル、4−ヘキセニル、5−ヘキセニルのような「低級アルケニル基」;
シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、ノルボルニル、アダマンチルのような「シクロアルキル基」;
2−シアノブテニルのような「シアノ化低級アルケニル基」;
ベンジル、α−ナフチルメチル、β−ナフチルメチル、インデニルメチル、フェナンスレニルメチル、アントラセニルメチル、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル、1−フェネチル、2−フェネチル、1−ナフチルエチル、2−ナフチルエチル、1−フェニルプロピル、2−フェニルプロピル、3−フェニルプロピル、1−ナフチルプロピル、2−ナフチルプロピル、3−ナフチルプロピル、1−フェニルブチル、2−フェニルブチル、3−フェニルブチル、4−フェニルブチル、1−ナフチルブチル、2−ナフチルブチル、3−ナフチルブチル、4−ナフチルブチル、1−フェニルペンチル、2−フェニルペンチル、3−フェニルペンチル、4−フェニルペンチル、5−フェニルペンチル、1−ナフチルペンチル、2−ナフチルペンチル、3−ナフチルペンチル、4−ナフチルペンチル、5−ナフチルペンチル、1−フェニルヘキシル、2−フェニルヘキシル、3−フェニルヘキシル、4−フェニルヘキシル、5−フェニルヘキシル、6−フェニルヘキシル、1−ナフチルヘキシル、2−ナフチルヘキシル、3−ナフチルヘキシル、4−ナフチルヘキシル、5−ナフチルヘキシル、6−ナフチルヘキシルのような「アラルキル基」;
4−クロロベンジル、2−(4−ニトロフェニル)エチル、o−ニトロベンジル、4−ニトロベンジル、2、4−ジニトロベンジル、4−クロロ−2−ニトロベンジルのような「ニトロ基、ハロゲン原子でアリール環が置換されたアラルキル基」;
フェニル、インデニル、ナフチル、フェナンスレニル、アントラセニルのような「アリール基」;
2−メチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2−クロロフェニル,4−クロロフェニル、2,4−ジクロロフェニル、2,5−ジクロロフェニル、2−ブロモフェニル、4−ニトロフェニル、4−クロロ−2−ニトロフェニルのような「低級アルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基で置換されたアリール基」をあげることができ、
好適には、「低級アルキル基」、「シアノ基で置換された低級アルキル基」、「アラルキル基」、「ニトロ基、ハロゲン原子でアリール環が置換されたアラルキル基」又は「低級アルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基で置換されたアリール基」であり、さらに好適には、2−シアノエチル基、2,2,2−トリクロロエチル基、ベンジル基、2−クロロフェニル基又は4−クロロフェニル基である。
【0028】
上記α群の定義における「炭素数1乃至6個のアルキル基」としては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシルのような炭素数1乃至6個の直鎖又は分枝鎖アルキル基をあげることができ、好適には、炭素数1乃至4個のアルキル基であり、さらに好適には、炭素数1又は2個のアルキル基であり、最も好適には、メチル基である。
【0029】
上記R2の定義における「アミノ基の核酸合成の保護基」とは、核酸合成の際に安定にアミノ基を保護し得るものであれば、特に限定はないが、例えば、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、ペンタノイル、ピバロイル、バレリル、イソバレリル、オクタノイル、デカノイル、8−メチルノナノイル、3−エチルオクタノイル、3,7−ジメチルオクタノイル、ウンデカノイル、トリデカノイル、ヘキサデカノイル、14−メチルペンタデカノイル、13,13−ジメチルテトラデカノイル、1−メチルヘプタデカノイル、ノナデカノイル、アイコサノイル及びヘナイコサノイルのようなアルキルカルボニル基、スクシノイル、グルタロイル、アジポイルのようなカルボキシ化アルキルカルボニル基、クロロアセチル、ジクロロアセチル、トリクロロアセチル、トリフルオロアセチルのようなハロゲノ低級アルキルカルボニル基、メトキシアセチルのような低級アルコキシ低級アルキルカルボニル基、(E)−2−メチル−2−ブテノイルのような不飽和アルキルカルボニル基等の「脂肪族アシル基」;
ベンゾイル、α−ナフトイル、β−ナフトイルのようなアリールカルボニル基、2−ブロモベンゾイル、4−クロロベンゾイルのようなハロゲノアリールカルボニル基、2,4,6−トリメチルベンゾイル、4−トルオイルのような低級アルキル化アリールカルボニル基、4−アニソイルのような低級アルコキシ化アリールカルボニル基、2−カルボキシベンゾイル、3−カルボキシベンゾイル、4−カルボキシベンゾイルのようなカルボキシ化アリールカルボニル基、4−ニトロベンゾイル、2−ニトロベンゾイルのようなニトロ化アリールカルボニル基;2−(メトキシカルボニル)ベンゾイルのような低級アルコキシカルボニル化アリールカルボニル基、4−フェニルベンゾイルのようなアリール化アリールカルボニル基等の「芳香族アシル基」;
メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、t−ブトキシカルボニル、イソブトキシカルボニルのような「低級アルコキシカルボニル基」;
2,2,2−トリクロロエトキシカルボニル、2−トリメチルシリルエトキシカルボニルのような「ハロゲン又はトリ低級アルキルシリル基で置換された低級アルコキシカルボニル基」;
ビニルオキシカルボニル、アリルオキシカルボニルのような「アルケニルオキシカルボニル基」;
4−メチルベンジル、2,4,6−トリメチルベンジル、3,4,5−トリメチルベンジル、4−メトキシベンジル、4−メトキシフェニルジフェニルメチル、4,4’−ジメトキシトリフェニルメチル、4,4’,4”−トリメトキシトリフェニルメチル、2−ニトロベンジル、4−ニトロベンジル、4−クロロベンジル、4−ブロモベンジル、4−シアノベンジルのような「低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン又はシアノ基でアリール環が置換された1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基」;
ベンジルオキシカルボニル、4−メトキシベンジルオキシカルボニル、3,4−ジメトキシベンジルオキシカルボニル、2−ニトロベンジルオキシカルボニル、4−ニトロベンジルオキシカルボニルのような「1乃至2個の低級アルコキシ又はニトロ基でアリール環が置換されていてもよいアラルキルオキシカルボニル基」をあげることができ、好適には、低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン又はシアノ基でアリール環が置換された1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基」、「脂肪族アシル基」、「芳香族アシル基」又は「1乃至2個の低級アルコキシ又はニトロ基でアリール環が置換されていてもよいアラルキルオキシカルボニル基」であり、さらに好適には、低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン又はシアノ基でアリール環が置換された1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基」、「脂肪族アシル基」又は「1乃至2個の低級アルコキシ又はニトロ基でアリール環が置換されていてもよいアラルキルオキシカルボニル基」であり、特に好適には、4,4’−ジメトキシトリチル基、4−モノメトキシトリチル基、トリフルオロアセチル基又はベンジルオキシカルボニル基である。
【0030】
上記の「ホスホロアミダイト基」とは、式−P(OR3a)(NR3b)で表される基(式中、R3aは炭素数1乃至6個のアルキル基又は炭素数1乃至7個のシアノアルキル基を示し、R3bは炭素数1乃至6個のアルキル基を示す)であり、好適には、式−P(OC24CN)(N(CH(CH322)で表される基又は式−P(OCH3)(N(CH(CH322)で表される基である。
【0031】
上記α群の定義における「ハロゲン原子」としては、弗素原子、塩素原子、臭素原子又は沃素原子をあげることができ、好適には、弗素原子又は塩素原子である。
【0032】
上記R4a及びR4b並びにα群の定義における「炭素数1乃至6個のアルキル基」としては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシルのような炭素数1乃至6個の直鎖又は分枝鎖アルキル基を挙げることができ、好適には、メチル基又はエチル基である。
【0033】
上記R4a及びR4b並びにα群の定義における「核酸合成の保護基で保護された水酸基」の核酸合成の保護基としては、前記R1の定義における「水酸基の核酸合成の保護基」で例示した基と同様の基をあげることができ、好適には、「脂肪族アシル基」又は「芳香族アシル基」であり、さらに好適には、ベンゾイル基である。
【0034】
上記R4a及びR4b並びにα群の定義における「核酸合成の保護基で保護されたメルカプト基」の核酸合成の保護基としては、例えば、前記R1の定義における「水酸基の核酸合成の保護基」としてあげたものの他、メチルチオ、エチルチオ、tert−ブチルチオのようなアルキルチオ基、ベンジルチオのようなアリールチオ基等の「ジスルフィドを形成する基」をあげることができ、好適には、「脂肪族アシル基」又は「芳香族アシル基」であり、さらに好適には、ベンゾイル基である。
【0035】
上記R4a及びR4b並びにα群の定義における「核酸合成の保護基で保護されたアミノ基」の核酸合成の保護基としては、前記R2の定義における「アミノ基の核酸合成の保護基」で例示した基と同様の基を挙げることができ、好適には、「脂肪族アシル基」又は「芳香族アシル基」であり、更に好適には、ベンゾイル基である。
【0036】
上記R4a及びR4b並びにα群の定義における「炭素数1乃至6個のアルコキシ基」としては、例えば、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、s−ブトキシ、tert−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシのような炭素数1乃至6個の直鎖若しくは分枝鎖アルコキシ基を挙げることができ、好適には、メトキシ又はエトキシ基である。
【0037】
上記R4a及びR4b並びにα群の定義における「炭素数1乃至6個のアルキルチオ基」としては、例えば、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、イソプロピルチオ、ブチルチオ、イソブチルチオ、s−ブチルチオ、tert−ブチルチオ、ペンチルチオ、ヘキシルチオ基を挙げることができ、好適には、メチルチオ又はエチルチオ基である。
【0038】
上記R4a及びR4b並びにα群の定義における「炭素数1乃至6個のアルキル基で置換されたアルキルアミノ基」としては、例えば、メチルアミノ、エチルアミノ、プロピルアミノ、イソプロピルアミノ、ブチルアミノ、イソブチルアミノ、s−ブチルアミノ、tert−ブチルアミノ、ペンチルアミノ、ヘキシルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジプロピルアミノ、ジイソプロピルアミノ、ジブチルアミノ、ジイソブチルアミノ、ジ(s−ブチル)アミノ、ジ(tert−ブチル)アミノ、ジペンチルアミノ、ジヘキシルアミノ基を挙げることができ、好適には、メチルアミノ、エチルアミノ、ジメチルアミノ又はジエチルアミノ基である。
【0039】
上記R4a及びR4bの定義における「炭素数1乃至7個のシアノアルコキシ基」としては、例えば、シアノメトキシ、シアノエトキシ、シアノプロピルオキシ、シアノブチルオキシ、シアノペンチルオキシ、シアノヘキシルオキシ基等を挙げることができ、好適には、2−シアノエトキシ基である。
【0040】
上記「その薬理上許容される塩」とは、本発明のヌクレオシド類縁体(1)並びに上記構造(1a)を含有するオリゴヌクレオチド類縁体は、塩にすることができるので、その塩をいい、そのような塩としては、好適には、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩のようなアルカリ金属塩、カルシウム塩、マグネシウム塩のようなアルカリ土類金属塩、アルミニウム塩、鉄塩、亜鉛塩、銅塩、ニッケル塩、コバルト塩等の金属塩;アンモニウム塩のような無機塩、t−オクチルアミン塩、ジベンジルアミン塩、モルホリン塩、グルコサミン塩、フェニルグリシンアルキルエステル塩、エチレンジアミン塩、N−メチルグルカミン塩、グアニジン塩、ジエチルアミン塩、トリエチルアミン塩、ジシクロヘキシルアミン塩、N,N’−ジベンジルエチレンジアミン塩、クロロプロカイン塩、プロカイン塩、ジエタノールアミン塩、N−ベンジル−フェネチルアミン塩、ピペラジン塩、テトラメチルアンモニウム塩、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン塩のような有機塩等のアミン塩;弗化水素酸塩、塩酸塩、臭化水素酸塩、沃化水素酸塩のようなハロゲン化水素酸塩、硝酸塩、過塩素酸塩、硫酸塩、燐酸塩等の無機酸塩;メタンスルホン酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、エタンスルホン酸塩のような低級アルカンスルホン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、p−トルエンスルホン酸塩のようなアリールスルホン酸塩、酢酸塩、りんご酸塩、フマール酸塩、コハク酸塩、クエン酸塩、酒石酸塩、蓚酸塩、マレイン酸塩等の有機酸塩;及び、グリシン塩、リジン塩、アルギニン塩、オルニチン塩、グルタミン酸塩、アスパラギン酸塩のようなアミノ酸塩を挙げることができ、ヌクレオシド構造(1a)を含有するオリゴヌクレオチド類縁体の場合には、ナトリウム塩、カリウム塩及びトリエチルアミン塩が好適であり、ヌクレオシド類縁体(1)の場合には、フリー体が好適である。
【0041】
また、本発明のヌクレオシド類縁体(1)並びに上記構造(1a)を含有するオリゴヌクレオチド類縁体は、大気中に放置しておくことにより、水分を吸収し、吸着水が付いたり、水和物となる場合があり、そのような塩も本発明に包含される。
【0042】
さらに、本発明のヌクレオシド類縁体(1)並びに上記構造(1a)を含有するオリゴヌクレオチド類縁体は、他のある種の溶媒を吸収し、溶媒和物となる場合があるが、そのような塩も本発明に包含される。
【0043】
本発明の化合物(1)の具体例としては、例えば、下記表1及び表2に示すような化合物を挙げることができる。
【0044】
表1及び表2中、
「Bn」は、ベンジル基を、「Bz」は、ベンゾイル基を、「Me」は、メチル基を、「PMBn」は、p−メトキシベンジル基を、「MMTr」は、4−メトキシトリフェニルメチル基を、「DMTr」は、4,4’−ジメトキシトリフェニルメチル基を、「TMTr」は、4,4’,4”−トリメトキシトリフェニルメチル基を、「TMS」は、トリメチルシリル基を、「TBDMS」は、tert−ブチルジメチルシリル基を、「TBDPS」は、tert−ブチルジフェニルシリル基を、「Tfa」は、トリフルオロアセチル基を、「Cbz」は、ベンジルオキシカルボニル基を、それぞれ示す。
【0045】
【表1】
【0046】
【化6】
Figure 0004255227
【0047】
Figure 0004255227
Figure 0004255227
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Figure 0004255227
Figure 0004255227
【0048】
【表2】
【0049】
【化7】
Figure 0004255227
【0050】
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
上記表中、好ましい化合物としては、化合物番号1−3、1−4、1−7、1−9、1−10、1−16、1−17、1−19、1−20、1−21、1−22、1−23、1−27、1−28、1−31、1−33、1−34、1−40、1−41、1−43、1−44、1−45、1−46、1−47、1−49、1−50、1−56、1−57、1−82、1−83、1−92、1−93、1−94、1−95、1−96、1−97、1−98、1−99、2−3、2−4、2−5、2−6、2−7、2−8、2−9、2−10、2−13、2−14、2−15、2−16、2−17、2−18、2−19、2−20、2−21、2−22、2−48、2−59、2−60、2−61、2−74、2−75、2−76、2−77、2−78、2−79、2−80、2−81、2−82、2−83、2−84、2−85、2−86、2−87、2−88、及び、2−89の化合物が挙げられ、
更に好ましい化合物としては、化合物番号1−4、1−22、1−28、1−46、1−49、1−50、1−56、1−57、1−82、1−83、1−96、1−97、1−98、1−99、2−3、2−4、2−6、2−13、2−14、2−16、2−21、2−22、2−48、2−59、2−60、2−61、2−82、2−83、2−84、2−85、2−86、2−87、2−88、及び、2−89の化合物が挙げられ、
最も好ましい化合物としては、
化合物番号2−4 :3’−アミノ−3’−デオキシ−2’−O,4’−C−メチレン−5−メチルウリジン、
化合物番号2−14:3’−アジド−3’−デオキシ−2’−O,4’−C−メチレン−5−メチルウリジン、
化合物番号2−36:3’−アジド−3’−デオキシ−5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−2’−O,4’−C−メチレン−5−メチルウリジン、
化合物番号2−48:3’−アジド−5’−O−tert−ブチルジフェニルシリル−3’−デオキシ−2’−O,4’−C−メチレン−5−メチルウリジン、
及び、
化合物番号2−60:3’−アミノ−3’−デオキシ−5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−2’−O,4’−C−メチレン−5−メチルウリジン
化合物番号2−83:3’−アミノ−3’−デオキシ−3’−N−(4−モノメトキシトリチル)−2’−O,4’−C−メチレン−5−メチルウリジン−5’−O−(2−シアノエチル N,N−ジイソプロピル)ホスホロアミダイト
があげられる。
【0051】
【発明の実施の形態】
本発明の化合物(1)は、以下に記載するA法により、製造することができる。
【0052】
【化8】
Figure 0004255227
【0053】
上記工程表中、R1、R2及びBは、前述と同意義である。
【0054】
7は、水酸基の保護基を示し、好適には、ベンゾイル、α−ナフトイル、β−ナフトイルのようなアリールカルボニル基、2,4,6−トリメチルベンゾイル、4−トルオイルのような低級アルキル化アリールカルボニル基、4−フェニルベンゾイルのようなアリール化アリールカルボニル基等の「芳香族アシル基」であり、更に好適には、ベンゾイル基である。
【0055】
8は、水酸基の保護基を示し、好適には、トリメチルシリル、トリエチルシリル、イソプロピルジメチルシリル、t−ブチルジメチルシリル、メチルジイソプロピルシリル、メチルジ−t−ブチルシリル、トリイソプロピルシリルのようなトリ低級アルキルシリル基、ジフェニルメチルシリル、t−ブチルジフェニルシリル、ジフェニルイソプロピルシリル、フェニルジイソプロピルシリルのような1乃至2個のアリール基で置換されたトリ低級アルキルシリル基等の「シリル基」;
ベンジル、α−ナフチルメチル、β−ナフチルメチル、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル、α−ナフチルジフェニルメチル、9−アンスリルメチルのような「1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基」;
4−メチルベンジル、2,4,6−トリメチルベンジル、3,4,5−トリメチルベンジル、4−メトキシベンジル、4−メトキシフェニルジフェニルメチル、4,4’−ジメトキシトリフェニルメチル、4,4’,4”−トリメトキシトリフェニルメチル、2−ニトロベンジル、4−ニトロベンジル、4−クロロベンジル、4−ブロモベンジル、4−シアノベンジルのような「低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン、シアノ基でアリール環が置換された1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基」であり、更に好適には、トリメチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、t−ブチルジフェニルシリル基、ベンジル基、トリフェニルメチル基、4−メトキシベンジル基、4−メトキシフェニルジフェニルメチル基、4,4’−ジメトキシトリフェニルメチル基又は4,4’,4”−トリメトキシトリフェニルメチル基である。
【0056】
9は、脱離基を示し、好適には、メタンスルホニル、エタンスルホニルのような低級アルキルスルホニル基、トリフルオロメタンスルホニルのような、ハロゲン置換低級アルキルスルホニル基、p−トルエンスルホニルのようなアリールスルホニル基であり、更に好適には、メタンスルホニル又はp−トルエンスルホニル基である。
【0057】
10は、水酸基の保護基を示し、好適には、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、ペンタノイル、ピバロイル、バレリル、イソバレリル、オクタノイル、デカノイル、1−メチルヘプタデカノイル、ノナデカノイル、アイコサノイル及びヘナイコサノイルのようなアルキルカルボニル基、スクシノイル、グルタロイル、アジポイルのようなカルボキシ化アルキルカルボニル基、クロロアセチル、ジクロロアセチル、トリクロロアセチル、トリフルオロアセチルのようなハロゲノ低級アルキルカルボニル基、メトキシアセチルのような低級アルコキシ低級アルキルカルボニル基、(E)−2−メチル−2−ブテノイルのような不飽和アルキルカルボニル基等の「脂肪族アシル基」;
ベンゾイル、α−ナフトイル、β−ナフトイルのようなアリールカルボニル基、2−ブロモベンゾイル、4−クロロベンゾイルのようなハロゲノアリールカルボニル基、2,4,6−トリメチルベンゾイル、4−トルオイルのような低級アルキル化アリールカルボニル基、4−アニソイルのような低級アルコキシ化アリールカルボニル基、2−カルボキシベンゾイル、3−カルボキシベンゾイル、4−カルボキシベンゾイルのようなカルボキシ化アリールカルボニル基、4−ニトロベンゾイル、2−ニトロベンゾイルのようなニトロ化アリールカルボニル基;2−(メトキシカルボニル)ベンゾイルのような低級アルコキシカルボニル化アリールカルボニル基、4−フェニルベンゾイルのようなアリール化アリールカルボニル基等の「芳香族アシル基」であり、更に好適には、「脂肪族アシル基」であり、特に好適には、アセチル基である。
【0058】
1は、下記α1群から選択される任意の置換基を1以上有していてもよいプリン−9−イル又は2−オキソ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基を示す。
(α1群)
水酸基、
核酸合成の保護基で保護された水酸基、
炭素数1乃至6個のアルコキシ基、
メルカプト基、
核酸合成の保護基で保護されたメルカプト基、
炭素数1乃至6個のアルキルチオ基、
核酸合成の保護基で保護されたアミノ基、
炭素数1乃至6個のアルキル基で置換されたアミノ基、
炭素数1乃至6個のアルキル基、及び、
ハロゲン原子。
【0059】
A法は、化合物(2)を出発原料にして、置換基Bを導入してから環化を行なって、目的化合物(1a)、(1b)及び(1c)を得る方法である。
【0060】
ここで、原料化合物(2)は、市販のジアセトン−D−グルコースを出発原料にして、文献(O. T. Schmidt, Methods in Carbohydr. Chem., 4, 318 (1964);J. S. Brimacombe and O. A. Ching, Carbhyd. Res., 8, 82 (1968);T. F. Tam and B. Fraser-Reid, Can. J. Chem., 57, 2818 (1979);S. A. Suzhkov, Nucleosides & Nucleotides, 13, 2283 (1994))の方法に準じて製造することができる。
【0061】
以下A法の各工程について、詳細に説明する。
<A法>
(A−1工程)
本工程は、不活性溶剤中、塩基の存在下、原料化合物(2)の一級水酸基の保護基を脱保護して、化合物(3)を製造する工程である。
【0062】
使用される溶剤としては、通常の加水分解反応に使用されるものであれば特に限定はなく、例えば、水;メタノール、エタノール、n−プロパノールのようなアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサンのようなエーテル類等の有機溶媒又は水と上記有機溶媒との混合溶媒が用いられ、好適には、アルコール類である。
【0063】
使用される塩基としては、化合物の他の部分に影響を与えないものであれば特に限定はないが、好適には、ナトリウムメトキシドのような金属アルコキシド類;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウムのようなアルカリ金属炭酸塩;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化バリウムのようなアルカリ金属水酸化物又はアンモニア水、濃アンモニア−メタノールのようなアンモニア類が用いられ、好適には、アルカリ金属炭酸塩である。
【0064】
反応温度及び反応時間は、出発物質、溶媒及び使用される塩基等により異なり特に限定はないが、副反応を抑制するために、通常は0℃乃至150℃で、1乃至10時間実施される。
【0065】
反応終了後、本反応の目的化合物(3)は常法に従って、反応混合物から採取される。例えば、反応液を中和し、反応混合物を濃縮し、水と酢酸エチルのような混和しない有機溶剤を加え、水洗後、目的化合物を含む有機層を分離し、無水硫酸ナトリウム等で乾燥後、溶剤を留去することで得られる。
【0066】
得られた化合物は、必要ならば、常法、例えば、再結晶、シリカゲルカラムクロマトグラフィー等によって更に精製できる。
【0067】
(A−2工程)
本工程は、不活性溶剤中、塩基の存在下、A−1工程で得られる化合物(3)に水酸基の保護化剤を反応させて、化合物(4)を製造する工程である。
【0068】
使用される溶剤としては、反応を阻害せず、出発物質をある程度溶解するものであれば特に限定はないが、例えば、ヘキサン、ヘプタンのような脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレンのような芳香族炭化水素類;メチレンクロリド、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンのようなハロゲン化炭化水素類;蟻酸エチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、炭酸ジエチルのようなエステル類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテルのようなエーテル類;アセトニトリル、イソブチロニトリルのようなニトリル類;ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルピロリジノン、ヘキサメチルホスホロトリアミドのようなアミド類を挙げることができるが、好適には、メチレンクロリドである。
【0069】
使用される塩基としては、通常の反応において塩基として使用されるものであれば、特に限定はないが、例えば、N−メチルモルホリン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、N−メチルピペリジン、ピリジン、4−ピロリジノピリジン、ピコリン、4−(N,N−ジメチルアミノ)ピリジン、2,6−ジ(tert−ブチル)−4−メチルピリジン、キノリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチルアニリンのような有機塩基類を挙げることができるが、好適には、トリエチルアミンである。
【0070】
使用される保護化剤としては、例えば、t−ブチルジメチルシリルクロリド、トリメチルシリルクロリド、トリエチルシリルクロリド、トリエチルシリルブロミド、トリイソプロピルシリルクロリド、ジメチルイソプロピルシリルクロリド、ジエチルイソプロピルシリルクロリド、t−ブチルジフェニルシリルクロリド、ジフェニルメチルシリルクロリド、トリフェニルシリルクロリドのようなシリルハライド類、4−メトキシトリフェニルメチルクロリド、4,4'-ジメトキシトリフェニルメチルクロリド、4,4',4''-トリメトキシトリフェニルメチルクロリドのようなトリチルハライド類、ベンジルクロリド、ベンジルブロミド、p−メトキシベンジルブロミドのようなアラルキルハライド類を挙げることができ、好適には、t−ブチルジフェニルシリルクロリドである。
【0071】
反応温度は、通常、−20℃乃至使用する溶媒の還流温度で行なわれるが、好適には、0℃乃至使用する溶媒の還流温度である。
【0072】
反応時間は、主に反応温度、原料化合物、使用される塩基又は使用される溶媒の種類によって異なるが、通常、10分間乃至3日間であり、好適には、1時間乃至24時間である。
【0073】
反応終了後、本反応の目的化合物(4)は常法に従って、反応混合物から採取される。例えば、反応液を中和し、水と酢酸エチルのような混和しない有機溶剤を加え、水洗後、目的化合物を含む有機層を分離し、無水硫酸ナトリウム等で乾燥後、溶剤を留去することで得られる。
【0074】
得られた化合物は、必要ならば、特に、望ましくない水酸基にR8が導入された化合物が生じた場合には、常法、例えば、再結晶、シリカゲルカラムクロマトグラフィー等によって更に精製できる。
【0075】
(A−3工程)
本工程は、不活性溶剤中、塩基触媒の存在下、A−2工程で得られる化合物(4)に脱離基導入試薬を反応させて、化合物(5)を製造する工程である。
【0076】
使用される溶剤としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、リグロイン、石油エーテルのような脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレンのような芳香族炭化水素類;メチレンクロリド、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンのようなハロゲン化炭化水素類;蟻酸エチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、炭酸ジエチルのようなエステル類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテルのようなエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノンのようなケトン類;ニトロエタン、ニトロベンゼンのようなニトロ化合物類;アセトニトリル、イソブチロニトリルのようなニトリル類;ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルピロリジノン、ヘキサメチルホスホロトリアミドのようなアミド類;スルホランのようなスルホキシド類;ピリジン類を挙げることができるが、好適には、メチレンクロリドである。
【0077】
使用される塩基触媒としては、好適には、トリエチルアミン、ピリジン、ジメチルアミノピリジンのような塩基である。
【0078】
使用される脱離基導入試薬としては、例えば、メタンスルホニルクロリド、エタンスルホニルブロミドのようなアルキルスルホニルハライド類;p-トルエンスルホニルクロリドのようなアリールスルホニルハライド類を挙げることができ、好適には、メタンスルホニルクロリド及びp-トルエンスルホニルクロリドである。
【0079】
反応温度は、使用される原料化合物、溶剤、脱離基導入試薬、塩基触媒により異なるが、通常、0℃乃至50℃であり、好適には、10℃乃至40℃である。
【0080】
反応時間は、使用される原料化合物、溶剤、脱離基導入試薬、塩基触媒、反応温度により異なるが、通常、10分乃至24時間であり、好適には、1乃至15時間である。
【0081】
反応終了後、本反応の目的化合物(5)は、常法に従って、反応混合物から採取される。例えば、反応液を中和し、反応混合物を濃縮し、水と酢酸エチルのような混和しない有機溶剤を加え、水洗後、目的化合物を含む有機層を分離し、無水硫酸ナトリウム等で乾燥後、溶剤を留去することで得られる。
【0082】
得られた化合物は、必要ならば、常法、例えば、再結晶、シリカゲルカラムクロマトグラフィー等によって更に精製できる。
【0083】
(A−4工程)
本工程は、溶剤中、酸触媒の存在下、A−3工程で得られる化合物(5)に酸無水物を反応させて、化合物(6)を製造する工程である。
【0084】
使用される溶剤としては、例えば、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランのようなエーテル類;アセトニトリル、イソブチロニトリルのようなニトリル類;ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルピロリジノン、ヘキサメチルホスホロトリアミドのようなアミド類;酢酸のような有機酸等を挙げることができるが、好適には、酢酸である。
【0085】
使用される酸触媒としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸をあげることができるが、好適には、硫酸(特に、濃硫酸)である。
【0086】
使用される酸無水物としては、例えば、無水酢酸、無水プロピオン酸等の低級脂肪族カルボン酸の無水物を挙げることができるが、好適には、無水酢酸である。
【0087】
反応温度は、使用される原料化合物、溶剤、酸触媒、酸無水物により異なるが、通常、0℃乃至50℃であり、好適には、10乃至40℃である。
【0088】
反応時間は、使用される原料化合物、溶剤、酸触媒、酸無水物、反応温度により異なるが、通常、10分乃至12時間であり、好適には、30分乃至6時間である。
【0089】
反応終了後、本反応の目的化合物(6)は常法に従って、反応混合物から採取される。例えば、水と酢酸エチルのような混和しない有機溶剤を加え、水洗後、目的化合物を含む有機層を分離し、無水硫酸ナトリウム等で乾燥後、溶剤を留去することで得られる。
【0090】
得られた化合物は、必要ならば、常法、例えば、再結晶、シリカゲルカラムクロマトグラフィー等によって更に精製できる。
【0091】
(A−5工程)
本工程は、不活性溶剤中、酸触媒の存在下、A−4工程で得られる化合物(6)に、文献(H. Vorbrueggen, K. Krolikiewicz and B, Bennua, Chem. Ber., 114, 1234-1255 (1981))に従って調製した、所望の置換基を有していてもよいプリン又はピリミジンに対応するトリメチルシリル化体を反応させて、化合物(7)を製造する工程である。
【0092】
使用される溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレンのような芳香族炭化水素類;メチレンクロリド、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンのようなハロゲン化炭化水素類;アセトニトリル、イソブチロニトリルのようなニトリル類;ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルピロリジノン、ヘキサメチルホスホロトリアミドのようなアミド類;硫化炭素等を挙げることができるが、好適には、1,2-ジクロロエタンである。
【0093】
使用される酸触媒としては、例えば、AlCl3、SnCl4、TiCl4、ZnCl2、BF3、トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルシリルのようなルイス酸触媒等をあげることができ、好適には、四塩化スズ(SnCl4)である。
【0094】
反応温度は、使用される原料化合物、溶剤、酸触媒により異なるが、通常、0乃至100℃であり、好適には、30℃乃至80℃である。
【0095】
反応時間は、使用される原料化合物、溶剤、酸触媒、反応温度により異なるが、通常、1時間乃至3日間であり、好適には、1時間乃至2日間である。
【0096】
反応終了後、本反応の目的化合物(7)は常法に従って、反応混合物から採取される。例えば、反応液を中和し、水と酢酸エチル若しくは塩化メチレンのような混和しない有機溶剤を加え、水洗後、目的化合物を含む有機層を分離し、無水硫酸ナトリウム等で乾燥後、溶剤を留去することで得られる。
【0097】
得られた化合物は、必要ならば、常法、例えば、再結晶、シリカゲルカラムクロマトグラフィー等によって更に精製できる。
【0098】
(A−6工程)
本工程は、不活性溶剤中、塩基触媒の存在下、A−5工程で得られる化合物(7)を環化して、化合物(1a)を製造する工程である。
【0099】
使用される溶剤としては、反応を阻害せず、出発物質をある程度溶解するものであれば特に限定はないが、好適には、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、イソアミルアルコール、ジエチレングリコール、グリセリン、オクタノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブのようなアルコール類を挙げることができるが、更に好適には、メタノールである。
【0100】
使用される塩基触媒としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのようなアルカリ金属水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウムのようなアルカリ金属炭酸塩;ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシドのようなアルカリ金属アルコキシド;アンモニア水等をあげることができ、好適には、アルカリ金属炭酸塩であり、更に好適には炭酸カリウムである。
【0101】
反応温度は、使用される原料化合物、溶剤、塩基触媒により異なるが、通常、0℃乃至50℃であり、好適には、10℃乃至30℃である。
【0102】
反応時間は、使用される原料化合物、溶剤、塩基触媒、反応温度により異なるが、通常、1時間乃至3日間であり、好適には、3時間乃至2日間である。
【0103】
反応終了後、本反応の目的化合物(1a)は、常法に従って、反応混合物から採取される。例えば、反応混合物を濃縮し、水と酢酸エチルのような混和しない有機溶剤を加え、水洗後、目的化合物を含む有機層を分離し、無水硫酸ナトリウム等で乾燥後、溶剤を留去することで得られる。
【0104】
得られた化合物は、必要ならば、常法、例えば、再結晶、シリカゲルカラムクロマトグラフィー等によって更に精製できる。
【0105】
(A−7工程)
本工程は、不活性溶剤中、A−6工程で得られる化合物(1a)に脱保護試薬を反応させて、化合物(1b)を製造する工程である。但し、脱保護が不要な場合は、本工程を行わないで次の工程に進むこともできる。
【0106】
脱保護の方法は、保護基の種類によって異なるが、他の副反応を生じない方法であれば、特に限定はなく、例えば、”Protective Groups in Organic Synthesis” (Theodora W. Greene 著、 1981年、A Wiley-Interscience Publication発行)に記載の方法によって、行うことができる。
【0107】
また、異なる種類の保護基が複数個存在している場合は、これらの方法を適宜組み合わせて、順次脱保護を行なうことができる。
【0108】
特に、保護基が、(1)「脂肪族アシル基又は芳香族アシル基」、(2)「1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基」又は「低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン、シアノ基でアリール環が置換された1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基」、(3)「シリル基」の場合には、以下の方法により行うことができる。
(1)脂肪族アシル基及び芳香族アシル基の場合は、通常、不活性溶剤中、塩基を反応して行う。
【0109】
使用される溶剤としては、通常の加水分解反応に使用されるものであれば特に限定はなく、例えば、水;メタノール、エタノール、n−プロパノールのようなアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサンのようなエーテル類等の有機溶媒又は水と上記有機溶媒との混合溶媒が用いられ、好適には、アルコール類である。
【0110】
使用される塩基としては、化合物の他の部分に影響を与えないものであれば特に限定はないが、好適には、ナトリウムメトキシドのような金属アルコキシド類;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウムのようなアルカリ金属炭酸塩;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化バリウムのようなアルカリ金属水酸化物又はアンモニア水、濃アンモニア−メタノールのようなアンモニア類が用いられ、好適には、アルカリ金属炭酸塩である。
【0111】
反応温度及び反応時間は、出発物質、溶媒及び使用される塩基等により異なり特に限定はないが、副反応を抑制するために、通常は0℃乃至150℃で、1乃至10時間実施される。
【0112】
反応終了後、本反応の目的化合物(1b)は常法に従って、反応混合物から採取される。例えば、反応混合物を濃縮し、水と酢酸エチルのような混和しない有機溶媒を加え、水洗後、目的化合物を含む有機層を分離し、無水硫酸ナトリウム等で乾燥後、溶剤を留去することで得られる。
【0113】
得られた化合物は必要ならば常法、例えば、再結晶またはシリカゲルカラムクロマトグラフィー等によって更に精製できる。
(2)保護基が「1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基」又は「低級アルキル、低級アルコキシ、ハロゲン、シアノ基でアリール環が置換された1乃至3個のアリール基で置換されたメチル基」の場合には、不活性溶剤中、還元剤を用いて行う。
【0114】
使用される溶剤としては、好適には、メタノール、エタノール、イソプロパノールのようなアルコール類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンのようなエーテル類;トルエン、ベンゼン、キシレンのような芳香族炭化水素類;ヘキサン、シクロヘキサンのような脂肪族炭化水素類;酢酸エチル、酢酸プロピルのようなエステル類;酢酸のような有機酸類又はこれらの有機溶媒と水との混合溶媒を挙げることができる。
【0115】
使用される還元剤としては、通常、接触還元反応に使用されるものであれば特に限定はないが、好適には、パラジウム炭素、ラネーニッケル、酸化白金、白金黒、ロジウム−酸化アルミニウム、トリフェニルホスフィン−塩化ロジウム、パラジウム−硫酸バリウムを挙げることができる。
【0116】
圧力は、特に限定はないが、通常1乃至10気圧で行なわれる。
【0117】
反応温度は、0℃乃至60℃であり、好適には、20乃至40℃である。
【0118】
反応時間は、10分乃至24時間であり、好適には、1乃至3時間である。
【0119】
反応終了後、本反応の目的化合物(1b)は常法に従って、反応混合物から採取される。例えば、反応混合物から、還元剤を除去し、水と酢酸エチルのような混和しない有機溶媒を加え、水洗後、目的化合物を含む有機層を分離し、無水硫酸ナトリウム等で乾燥後、溶剤を留去することで得られる。
【0120】
得られた化合物は、必要ならば、常法、例えば、再結晶、シリカゲルカラムクロマトグラフィー等によって更に精製できる。
【0121】
「3個のアリール基で置換されたメチル基」、すなわち、トリチル基の場合は酸を用いて行うこともできる。
【0122】
その場合に、使用する溶剤としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンのような芳香族炭化水素類;メチレンクロリド、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンのようなハロゲン化炭化水素類;メタノール、エタノール、イソプロパノール、tert-ブタノールのようなアルコ−ル類;アセトニトリル、イソブチロニトリルのようなニトリル類;ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルピロリジノン、ヘキサメチルホスホロトリアミドのようなアミド類;酢酸のような有機酸類を挙げることができ、好適には、有機酸(特に、酢酸)又はアルコール類(特に、tert-ブタノール)である。
【0123】
使用する酸としては、好適には、酢酸又はトリフルオロ酢酸である。
【0124】
反応温度は、0℃乃至60℃であり、好適には、20乃至40℃である。
【0125】
反応時間は、10分乃至24時間であり、好適には、1乃至3時間である。
【0126】
反応終了後、本反応の目的化合物(1b)は常法に従って、反応混合物から採取される。例えば、反応混合物を中和し、水と酢酸エチルのような混和しない有機溶剤を加え、水洗後、目的化合物を含む有機層を分離し、無水硫酸ナトリウム等で乾燥後、溶剤を留去することで得られる。
【0127】
得られた化合物は、必要ならば、常法、例えば、再結晶、シリカゲルカラムクロマトグラフィー等によって更に精製できる。
(3)保護基が、「シリル基」の場合は、通常、弗化テトラブチルアンモニウム、弗化水素酸、弗化水素酸−ピリジン、弗化カリウムのような弗素アニオンを生成する化合物で処理するか、又は、酢酸、メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸のような有機酸又は塩酸のような無機酸で処理することにより除去できる。
【0128】
尚、弗素アニオンにより除去する場合に、蟻酸、酢酸、プロピオン酸のような有機酸を加えることによって、反応が促進することがある。
【0129】
使用される溶剤としては、反応を阻害せず、出発物質をある程度溶解するものであれば特に限定はないが、好適には、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテルのようなエーテル類;アセトニトリル、イソブチロニトリルのようなニトリル類;水;酢酸のような有機酸及びこれらの混合溶媒を挙げることができる。
【0130】
反応温度は、0℃乃至100℃であり、好適には、20乃至70℃である。
【0131】
反応時間は、5分乃至48時間であり、好適には、1乃至24時間である。
【0132】
反応終了後、本反応の目的化合物(1b)は常法に従って、反応混合物から採取される。例えば、溶剤を留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製することで得られる。
【0133】
(A−8工程)
本工程は、不活性溶剤中、水素及び触媒の存在下、A−7工程で得られる化合物(1b)のアジド基をアミノ基に還元して、また、所望により、そのアミノ基を保護して、化合物(1c)を製造する工程である。
【0134】
使用される溶剤としては、本反応に関与しないものであれば特に限定はないが、好適には、メタノール、エタノール、イソプロパノールのようなアルコール類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンのようなエーテル類、トルエン、ベンゼン、キシレンのような芳香族炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサンのような脂肪族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸プロピルのようなエステル類、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ヘキサメチルホスホロトリアミドのようなアミド類、蟻酸、酢酸のような脂肪酸類、水、又はこれらの混合溶剤が用いられる。
【0135】
使用される触媒としては、通常、接触還元反応に使用されるものであれば、特に限定はないが、好適には、パラジウム炭素、パラジウム黒、ラネーニッケル、酸化白金、白金黒、ロジウム−酸化アルミニウム、トリフェニルホスフィン−塩化ロジウム、パラジウム−硫酸バリウムが用いられる。
【0136】
圧力は、特に限定はないが、通常1乃至10気圧で行なわれる。
【0137】
反応温度及び反応時間は、出発物質、溶媒及び触媒の種類等により異なるが、通常、0℃乃至100℃(好適には、20℃乃至40℃)、5分乃至48時間(好適には、30分間乃至10時間)である。
【0138】
反応終了後、本反応の目的化合物(1c)は、常法に従って、反応混合物から採取される。例えば、ろ過により触媒を除去し、溶剤を留去することによって得られる。
【0139】
ここで、所望により、前述の文献(Protective Groups in Organic Synthesis)に記載の方法に従って、アミノ基を保護することもできる。
【0140】
さらに、所望により、不活性溶剤中、アミダイト化に通常用いるモノ置換−クロロ(アルコキシ)ホスフィン類又はジ置換−アルコキシホスフィン類を反応させて、5’−水酸基をH−ホスホネート化、又は、ホスホロアミダイト化することができる。
【0141】
使用される溶剤としては、反応に影響を与えないものであれば、特に限定はないが、好適には、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサンのようなエーテル類;メチレンクロリド、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンのようなハロゲン化炭化水素類が挙げられる。
【0142】
使用されるモノ置換−クロロ(アルコキシ)ホスフィン類としては、例えば、クロロ(モルホリノ)メトキシホスフィン、クロロ(モルホリノ)シアノエトキシホスフィン、クロロ(ジメチルアミノ)メトキシホスフィン、クロロ(ジメチルアミノ)シアノエトキシホスフィン、クロロ(ジイソプロピルアミノ)メトキシホスフィン、クロロ(ジイソプロピルアミノ)シアノエトキシホスフィンのようなホスフィン類があげられ、好適には、クロロ(モルホリノ)メトキシホスフィン、クロロ(モルホリノ)シアノエトキシホスフィン、クロロ(ジイソプロピルアミノ)メトキシホスフィン、クロロ(ジイソプロピルアミノ)シアノエトキシホスフィンである。
【0143】
モノ置換−クロロ(アルコキシ)ホスフィン類を用いる場合には、脱酸剤が使用され、その場合に、使用される脱酸剤としては、ピリジン、ジメチルアミノピリジンのような複素環アミン類、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミンのような脂肪族アミン類があげられるが、好適には、脂肪族アミン類(特にジイソプロピルアミン)である。
【0144】
使用されるジ置換−アルコキシホスフィン類としては、例えば、ビス(ジイソプロピルアミノ)シアノエトキシホスフィン、ビス(ジエチルアミノ)メタンスルホニルエトキシホスフィン、ビス(ジイソプロピルアミノ)(2,2,2−トリクロロエトキシ)ホスフィン、ビス(ジイソプロピルアミノ)(4−クロロフェニルメトキシ)ホスフィンのようなホスフィン類をあげることができ、好適には、ビス(ジイソプロピルアミノ)シアノエトキシホスフィンである。
【0145】
ジ置換−アルコキシホスフィン類を用いる場合には、酸が使用され、その場合に、使用される酸としては、好適には、テトラゾール、酢酸又はp−トルエンスルホン酸である。
【0146】
反応温度は、特に限定はないが、通常0乃至80℃であり、好適には、室温である。
【0147】
反応時間は、使用する原料、試薬、温度等により異なるが、通常、5分乃至30時間であり、好適には、室温で反応した場合、30分乃至10時間である。
【0148】
反応終了後、目的化合物は、例えば、反応混合物を適宜中和し、又、不溶物が存在する場合には、濾過により除去した後、水と酢酸エチルのような混和しない有機溶媒を加え、水洗後、目的化合物を含む有機層を分離し、無水硫酸マグネシウム等で乾燥後、溶剤を留去することによって得られる。得られた目的化合物は必要ならば、常法、例えば、再結晶、再沈殿又はクロマトグラフィ−等によって更に精製できる。
【0149】
また、所望により、不活性溶剤中、5’−水酸基をトリス−(1,2,4−トリアゾリル)ホスファイトを反応した後、水を加えて、H−ホスホネート化することもできる。
【0150】
反応温度は、特に限定はないが、通常−20乃至100℃であり、好適には、10乃至40℃である。
【0151】
反応時間は、使用する原料、試薬、温度等により異なるが、通常、5分から30時間であり、好適には、室温で反応した場合、30分である
反応終了後、本反応の目的化合物は、例えば、反応混合物を適宜中和し、又、不溶物が存在する場合には、濾過により除去した後、水と酢酸エチルのような混和しない有機溶媒を加え、水洗後、目的化合物を含む有機層を分離し、無水硫酸マグネシウム等で乾燥後、溶剤を留去することによって得られる。得られた目的化合物は必要ならば、常法、例えば、再結晶、再沈殿又はクロマトグラフィ−等によって更に精製できる。
【0152】
本発明の化合物(1d)を用い、以下に述べるB法により、3'位の窒素原子と5’位の酸素原子をリン酸で結合させたN3'−P5'型の本発明のオリゴヌクレオチド類縁体を合成することができる。
【0153】
【化9】
Figure 0004255227
【0154】
上記工程表中、B1及びR8は、前述と同意義であるが、式(1d)B1と式(8)のB1とは、同一又は異なっていてもよい。
【0155】
11は、こはく酸CPG(succinyl Controlled Pore Glass)又はテンタゲル(Tentagel)のような、オリゴヌクレオチドの合成に通常用いられる樹脂を示す。
【0156】
CEOは、2−シアノエトキシ基を示す。
【0157】
以下B法の各工程について、詳細に説明する。
(B−1工程)
本工程は、化合物(1d)に化合物(8)を反応させて、化合物(9)を製造する、酸化的リン酸化反応(oxidative phosphorylation coupling)であり、文献(1)(Nucleic Acids Research, Vol. 23, No. 14, pp. 2661-2668, 1995)と同様に行うことができる。
【0158】
なお、化合物(1d)は、A−8工程で得られる化合物(1c)において、5’位の水酸基が保護されており、かつ、塩基Bにアミノ基が存在する場合にはアミノ基が保護されている化合物である。
【0159】
また、化合物(8)は、A−8工程で得られる化合物(1c)から文献(1)と同様にして合成できる化合物である。
(B−2工程)
本工程は、B−1工程で得られる化合物(9)からオリゴヌクレオチドを合成する工程である。
【0160】
まず、前述のA−7工程の方法を用いて化合物(9)の水酸基の保護基R8を脱保護し、続いて、文献(1)と同様にしてリン酸化を行ない、さらに、上記B−1工程と同様にして化合物(1d)を反応させ、このサイクルを繰り返すことによってオリゴヌクレオチドを合成することができる。
【0161】
得られるオリゴヌクレオチド類縁体の鎖長は、ヌクレオシド単位として、通常、2乃至50個であり、好適には、5乃至30個である。
【0162】
本発明の化合物(1e)を用い、以下に述べるC法によっても、3'位の窒素原子と5'位の酸素原子をリン酸で結合させたN3'−P5'型の本発明のオリゴヌクレオチド類縁体を合成することができる。
【0163】
【化10】
Figure 0004255227
【0164】
上記工程表中、B1、R3及びR11は、前述と同意義であるが、式(1e)のB1と式(10)のB1とは、同一又は異なっていてもよい。
【0165】
以下、C法の各工程について、詳細に説明する。
(C−1工程)
本工程は、前述のA−8工程の方法を用いて化合物(10)の3’−アミノ基の保護基R3を脱保護し、得られた化合物に化合物(1e)を反応させて、化合物(11)を製造する工程であり、文献(1)(Nucleic Acids Research, Vol. 26, No. 18, pp. 4160-4167, 1998)と同様に行うことができる。
【0166】
なお、化合物(1e)は、A−8工程で得られる化合物(1c)において、5’位の水酸基に式−P(R4a)R4b(R4a及びR4bは、前述と同意義)を有し、かつ、塩基Bにアミノ基が存在する場合にはアミノ基が保護されている化合物である。
【0167】
また、化合物(10)は、A−8工程で得られる化合物(1c)から文献(1)または、文献(2)(Oligonulcotide synthesis. A practical approach, edited by M.J.Gait, (1984) IRL Press Limited pp35-81)と同様にして合成できる化合物である。
(C−2工程)
本工程は、C−1工程で得られる化合物(11)からオリゴヌクレオチドを合成する工程である。
【0168】
上記C−1工程と同様にして、化合物(11)の3’−アミノ基の保護基R3を脱保護したものに、化合物(1e)を反応させる。このサイクルを繰り返すことによってオリゴヌクレオチドを合成することができ、文献(1)または、文献(2)と同様に、脱保護、精製することで高純度のオリゴヌクレオチドを得ることができる。また、C−1工程、C−2工程で用いられている化合物(11)の代わりに、Universal Q Support又は、 Universal Support(Glen Research製)を用いても、所望のオリゴヌクレオチドを合成することができる。
【0169】
得られるオリゴヌクレオチド類縁体の鎖長は、ヌクレオシド単位として、通常、2乃至50個であり、好適には、5乃至30個である。
【0170】
得られるオリゴヌクレオチド類縁体は、各種ヌクレアーゼに対して分解されにくく、生体への投与後、長時間生体内に存在することができる。また、例えば、mRNAと安定な二重鎖を形成して、病因となるタンパク質の生合成を阻害したり、ゲノム中の二重鎖DNAとの間で三重鎖を形成して、mRNAへの転写を阻害したり、細胞に感染したウイルスの増殖を抑えることもできる。
【0171】
従って、本発明のオリゴヌクレオチド類縁体は、抗腫瘍剤、抗ウイルス剤をはじめ、特定遺伝子の働きを阻害し、疾病を治療する医薬品として期待される。
【0172】
本発明のオリゴヌクレオチド類縁体は、例えば、緩衝剤および/または安定剤等の慣用の助剤を配合して非経口投与製剤としたり、リポソーム製剤とすることができる。また、局所用の製剤としては、慣用の医薬用担体を配合して軟膏、クリーム、液剤または膏薬等に調剤できる。
【0173】
その使用量は症状、年齢、投与方法等により異なるが、例えば、1回当り、下限として、0.001mg/kg体重(好ましくは、0.01mg/kg体重)、上限として、100mg/kg体重(好ましくは、10mg/kg体重)を1日当り1乃至数回症状に応じて使用することが望ましい。
【0174】
以下に、実施例及び参考例を示し、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の範囲は、これらに限定されるものではない。
【0175】
【実施例】
(実施例1)
3'-アジド-5'-O-tert-ブチルジフェニルシリル-3'-デオキシ-2'-O,4'-C-メチレン-5-メチルウリジン(例示化合物番号2−48)
参考例5の化合物 (200 mg, 0.27 mmol)のメタノール溶液(7 ml)に 0 ℃で炭酸カリウム(41 mg, 0.29 mmol)を加え、室温で 4.5 時間撹拌した後、さらに、炭酸カリウム(34 mg, 0.25 mmol)を加え 23 時間撹拌した。メタノールを留去後、残渣に水を加え、酢酸エチルで抽出し、飽和食塩水で洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒留去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル:n-ヘキサン = 2:1)により精製し、目的物を無色結晶 (142 mg, 0.27 mmol, 100%)として得た。
mp 93-95 ℃.
IR νmax (KBr): 3169, 3047, 2956, 2888, 2859, 2117, 1696, 1275, 1109 cm-1.
1H-NMR(CDCl3)δ: 1.12 (9H, s), 1.65 (3H, s), 3.78, 3.84 (2H, AB, J = 8 Hz), 3.90, 4.08 (2H, AB, J = 12.5 Hz), 4.02 (1H, s), 4.67 (1H, s), 5.67 (1H, s), 7.54 (1H, s), 7.39-7.48 (6H, m), 7.67-7.71 (4H, m), 8.46 (1H, br s).
13C-NMR(CDCl3)δ: 12.3, 19.5, 27.0, 58.7, 60.3, 71.4, 77.2, 78.6, 87.2, 90.1, 110.8, 128.0, 130.1, 130.2, 131.7, 132.3, 133.7, 135.1, 135.4, 149.6, 163.6.
(実施例2)
3'-アジド-3'-デオキシ-2'-O,4'-C-メチレン-5-メチルウリジン(例示化合物番号2−14)
窒素気流下、実施例1の化合物 (140 mg, 0.26 mmol)の無水テトラヒドロフラン溶液(5 ml)に、テトラブチルアンモニウムフルオライド(1.0 M in THF, 290 μl, 0.29 mmol)を加え、室温で 1 時間撹拌した。溶媒留去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル:n-ヘキサン = 25:1)により精製し、目的物を白色粉末 (65.7 mg, 0.22 mmol, 85%)として得た。
mp 94-96 ℃.
IR νmax (KBr): 3163, 3046, 2118, 1692, 1468, 1273, 1062 cm-1.
1H-NMR(CD3OD)δ: 1.89 (3H, s), 3.76, 3.86 (2H, AB, J = 8 Hz), 3.85, 3.95 (2H, AB, J = 13 Hz), 4.03 (1H, s), 4.58 (1H, s), 5.58 (1H, s), 7.70 (1H, s).
13C-NMR(CD3OD)δ: 12.8, 57.3, 61.2, 72.4, 79.8, 88.3, 91.0, 110.8, 136.3, 151.5, 166.1.
(実施例3)
3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O,4'-C-メチレン-5-メチルウリジン(例示化合物番号2−4)
水素気流下、10% パラジウム炭素(28 mg)の無水テトラヒドロフラン溶液(5ml)に、実施例2の化合物 (64 mg, 0.22 mmol)のエタノ−ル溶液(3 ml)を加え、室温で 0.5 時間撹拌した。反応溶液を濾過後、溶媒留去して、目的物を白色粉末 (59 mg, 0.22 mmol, 100%)として得た。
mp 243-246 ℃.
IR νmax (KBr): 3459, 3365, 1699, 1447, 1273, 1054 cm-1.
1H-NMR(C5D5N)δ: 1.83 (3H, s), 3.62 (1H, s), 3.92, 4.14 (2H, AB, J = 8 Hz), 4.24 (2H, s), 4.54 (1H, s), 5.97 (1H, s), 7.90 (1H, s).
13C-NMR(C5D5N)δ: 12.8, 54.2, 57.2, 71.6, 81.4, 91.1, 109.5, 150.8, 164.3.
(実施例4)
3'-アジド-3'-デオキシ-5'-O-(4,4'−ジメトキシトリチル)-2'-O,4'-C-メチレン-5-メチルウリジン (例示化合物番号2−36)
窒素気流下、実施例2の化合物(300mg, 1.02 mmol)のピリジン溶液 (6 ml) にジメトキシトリチルクロリド(415 mg,1.22 mmol)及びジメチルアミノピリジン(12.5 mg,0.10 mmol)を加え、室温で20.5時間撹拌した。反応溶液に飽和重曹水を加え、ジクロロメタンで抽出した。有機層を水、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムにて乾燥した。溶媒を減圧留去し、得られた粗成績体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー (n-ヘキサン:酢酸エチル=2:1→1:1) により精製し、淡黄色泡状物質として標記化合物 (462 mg, 0.78 mmol, 76%) を得た。
mp 125-128℃.
1H-NMR (CDCl3)δ:1.66 (3H, s) , 3.32, 3.65 (2H, ABq, J=11 Hz), 3.78 (2H, s), 3.80 (6H, s), 4.13 (1H, s), 4.63 (1H, s), 5.67 (1H, s), 6.86 (4H, dd, J=2 Hz, 9 Hz), 7.23-7.45 (9H, m), 7.73 (1H, s), 8.04 (1H, brs).
(実施例5)
3'-アミノ-3'-デオキシ-5'-O-(4,4'-ジメトキシトリチル)-2'-O,4'-C-メチレン-5-メチルウリジン (例示化合物番号2−60)
窒素気流下、実施例4の化合物 (110 mg, 0.18 mmol) のピリジン溶液 (2.5 ml) にトリフェニルホスフィン (94.0 ml, 0.36 mmol) を加え、室温で3.5時間攪拌した。引き続き、28%アンモニア水溶液(5.5 ml)を加え、室温で24時間撹拌した。溶媒を減圧留去し、得られた粗成績体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー (クロロホルム:エタノール=20:1) により精製し、淡黄色泡状物質として標記化合物 (103 mg, 0.18 mmol, 97%) を得た。
mp 131-134℃.
1H-NMR (Pyridine-d5)δ: 1.89 (3H, s), 3.71 (6H, s), 3.77 (1H, s), 3.84 (2H, s), 3.99, 4.10 (2H, ABq, J = 8 Hz), 4.69 (1H, s), 6.04 (1H, s), 7.03-7.87 (13H, m), 8.58 (1H, s).
(実施例6)
3'-アミノ-3'-デオキシ-5'-O-(4,4'-ジメトキシトリチル)-2'-O,4'-C-メチレン-5-メチルウリジニル-(3'→5')-3'-O-(tert-ブチルジメチルシリル)チミジン 2-シアノエチル エステル
窒素気流下、参考例6の化合物(14.5 mg, 0.28 μmol)のアセトニトリル溶液(0.3 ml)に実施例5の化合物(10.0 mg, 18μmol)の四塩化炭素(0.3 ml)、トリエチルアミン(0.05 ml, 0.36 mmol)、アセトニトリル溶液(0.2 ml)を加え、室温で14.5時間攪拌した。溶媒を減圧留去し、得られた粗成績体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー (n-ヘキサン:酢酸エチル=1:1→0:1) により精製し、白色粉末として標記化合物 (13.0 mg, 12.5 μmol, 71%) を得た。
mp 101-105℃.
31P-NMR (CDCl3)δ: 7.68, 8.24.
Mass(FAB): m/z 1043(M++H).
(実施例7)
3'-アミノ-3'-デオキシ-5'-O-(4,4'-ジメトキシトリチル)-2'-O,4'-C-メチレン-5-メチルウリジニル-(3'→5')-3'-O-(tert-ブチルジメチルシリル)チミジン メチル エステル
窒素気流下、参考例7の化合物(22.1 mg, 51 μmol)のアセトニトリル溶液(0.3 ml)に実施例5の化合物(10.0 mg, 18μmol)の四塩化炭素(0.3 ml)、トリエチルアミン(0.05 ml, 0.36 mmol)、アセトニトリル溶液(0.2 ml)を加え、室温で18時間攪拌した。反応溶液に水加えた後、酢酸エチルにて抽出した。有機層を飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムにて乾燥した。溶媒を減圧留去し、得られた粗成績体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー (ジクロロメタン:メタノール=20:1,30:1) により精製し、白色粉末として標記化合物 (6.9 mg, 6.87 μmol, 39%) を得た。
mp 118-122℃.
31P-NMR (CDCl3)δ: 11.20, 11.30. Mass(FAB): m/z 1026(M++Na).
(実施例8)
3'-アミノ-3'-デオキシ-5'-O-(4,4'-ジメトキシトリチル)-2'-O,4'-C-メチレン-5-メチルウリジニル-(3'→5')-チミジン メチル エステル
窒素気流下、実施例7の化合物(13.9 mg, 14 μmol)のテトラヒドロフラン溶液(1 ml)にテトラブチルアンモニウムフロリドのテトラヒドロフラン溶液(1.0 M, 15μl, 15μmol)を加え、室温で3時間攪拌した。溶媒を減圧留去し、得られた粗成績体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー (酢酸エチル:エタノール=5:1) により精製し、無色結晶として標記化合物 (9.7 mg, 10.9 μmol, 78%) を得た。
mp 157-160℃.
31P-NMR (CD3OD)δ: 11.15, 11.23.
Mass(FAB): m/z 912(M++Na).
(実施例9)
3'-アミノ-3'-デオキシ-5'-O-(4,4'-ジメトキシトリチル)-2'-O,4'-C-メチレン-5-メチルウリジニル-(3'→5')-2'-[シアノエトキシ(ジイソプロピルアミノ)ホスフィノ]チミジン メチル エステル
窒素気流下、実施例8の化合物(10.0 mg, 11 μmol)、とジイソプロピルアンモニウムテトラゾリド(15.5 mg, 77 μmol)のアセトニトリル溶液(0.6 ml)にテトラヒドロフラン(0.2 ml)を加え、2-シアノエチルジイソプロピルクロロホスホロアミダイト(39.8 mg, 132 μmol)を加えて、室温で25時間攪拌した。溶媒を減圧留去し、得られた粗成績体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー (酢酸エチル:トリエチルアミン=99:1→酢酸エチル:エタノール:トリエチルアミン=100:10:1) により精製した後、ジクロロメタン、n-ヘキサンにより再沈殿を行い、白色粉末として標記化合物 (3.8 mg, 3.5 μmol, 31%) を得た。
mp 113-116℃.
31P-NMR (CD3OD)δ: 8.67, 8.77, 9.07, 9.28, 148.53, 148.93, 148.99, 149.03.
(実施例10)オリゴヌクレオチド類縁体の合成
核酸合成機(Pharmacia 社製 Gene Assembler Plus)を用い、0.2μmolスケールで行った。各合成サイクルにおける溶媒、試薬、ホスホロアミダイトの濃度は天然型オリゴヌクレオチド合成の場合と同じであり、溶媒、試薬、天然型ヌクレオシドのホスホロアミダイトは全てPharmacia社製のものを用いた。Universal Q CPG(0.2μmol、Glen Research製)のDMTr基をトリクロロ酢酸によって脱保護し、その生成した水酸基に実施例9の化合物及び天然ヌクレオチド合成用のアミダイトを用いて縮合反応を繰り返し行い、それぞれの配列の修飾オリゴヌクレオチド類縁体を合成した。合成サイクルは以下の通りである。
【0176】
合成サイクル
1) detritylation トリクロロ酢酸/ジクロロメタン;60sec
2) coupling ホスホロアミダイト(25eq)、テトラゾール/アセトニトリル;2 min or 30 min
3) capping 1-メチルイミダゾール/アセトニトリル、無水酢酸/2,4,6-コリジン/アセトニトリル;36sec
4) oxidation ヨウ素/水/ピリジン/アセトニトリル;6sec
上記において、サイクル2)で実施例10の化合物を用いて反応を行う場合は、30分間反応を行い、その他のホスホロアミダイトを用いる場合は2分間反応を行った。
【0177】
目的配列を有するオリゴヌクレオチド合成し、合成サイクルの1)まで行い5'−位のジメトキシトリチル基を脱保護した後は、常法に従い、濃アンモニア水処理によってオリゴマーを支持体から切り出すとともに、リン原子上の保護基シアノエチル基をはずし、さらに核酸塩基上の保護基をはずした。
【0178】
逆相HPLCで精製を行い、目的のオリゴヌクレオチドを得た。
【0179】
本合成法に従い、以下の配列:
Figure 0004255227
で示される配列を有し、塩基番号11のnが3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O,4'-C-メチレン-5-メチルウリジンであるオリゴヌクレオチド類縁体(以下「オリゴヌクレオチド(1)」とする。)を得た。
(収量 8.5 nmol( 4.3% yield))
得られた修飾オリゴヌクレオチド類縁体の精製は、逆相HPLC(HPLC:GILSON社;Model 302、カラム: CHEMCO CHEMCOBOND 5-ODS-H (7.8×300mm);0.1M酢酸トリエチルアミン水溶液(TEAA), pH7;10→12.5%CH3CN / 40min, linear gradient;50℃;2.5ml/min;254nm)にて行い、25.4分に溶出する分画を集めた。
(実施例11) オリゴヌクレオチド類縁体の合成
5’-O-ジメトキシトリチル-N-4-ベンゾイル-5-メチル-2’-デオキシシチジン-3’-O-(2‐シアノエチル)N,N−ジイソプロピルホスホロアミダイト(ファルマシア製)を用い、実施例11と同様に、以下の配列:
5’−tttttmtntmtmtmt−3’(配列表の配列番号2)で示される配列を有し、mが5-メチル2’-デオキシシチジンで、nが3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O,4'-C-メチレン-5-メチルウリジンであるオリゴヌクレオチド類縁体(以下「オリゴヌクレオチド(2)」とする。)を得た。
(収量 7.1 nmol( 3.5% yield))
得られた修飾オリゴヌクレオチド類縁体の精製は、逆相HPLC(HPLC:GILSON社;Model 302、カラム: CHEMCO CHEMCOBOND 5-ODS-H (7.8×300mm);0.1M酢酸トリエチルアミン水溶液(TEAA), pH7;10→12%CH3CN / 40min, linear gradient;50℃;2.5ml/min;254nm)にて行い、22.5分に溶出する分画を集めた。
(実施例12)
3'-アミノ-3'-デオキシ-5'-O-tert-ブチルジフェニルシリル-2'-O,4'-C-メチレン-5-メチルウリジン(例示化合物番号2−72)
窒素気流下、実施例1の化合物(50mg, 0.09 mmol)のピリジン溶液(2ml)にトリフェニルホスフィン (49.2mg,0.19 mmol)を加え、室温にて100分攪拌した。28%アンモニア水(5ml)を加え、室温にて20時間攪拌した。溶媒を留去後、残さをカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:メタノール=30:1)にて精製し、目的化合物(49mg、100%)を無色粉末として得た。
mp 89-92℃
1H-NMR(CDCl3)δ: 1.12 (9H, s), 1.70 (3H, s), 3.33 (1H, s), 3.75, 3.80 (2H, ABq, J = 8 Hz), 3.95, 4.07 (2H, ABq, J=8Hz), 7.26-7.73 (10H, m), 8.08 (1H, s).
(実施例13)
3'-アミノ-3'-デオキシ-5'-O-tert-ブチルジフェニルシリル-3’-N-(4-モノメトキシトリチル)-2'-O,4'-C-メチレン-5-メチルウリジン(例示化合物番号2−75)
窒素気流下、実施例12の化合物(102mg, 0.20 mmol)の無水ピリジン溶液(3ml)に4−メトキシトリチルクロリド (93.4mg,0.30 mmol)を加え、室温にて10時間攪拌した。飽和重曹水を加えた後、有機層を飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムにて乾燥した。溶媒を留去後、残さをカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル:ヘキサン=1:3)にて精製し、目的化合物(154 mg、98%)を無色粉末として得た。
mp 102-105℃
1H-NMR(CDCl3)δ: 1.13 (9H, s), 1.62 (3H, s), 1.94 (1H, d, J=10 Hz), 2.48 (1H, s), 2.74(1H, d, J=10 Hz), 3.73 (3H, s), 3.83, 3.91 (2H, ABq, J = 8 Hz), 4.25, 4.35 (2H, ABq, J=12 Hz), 5.36 (1H, s), 6.70 (2H, d, J=9 Hz), 7.02-7.75 (22H, m), 8.05 (1H, s).
(実施例14)
3'-アミノ-3'-デオキシ-3’-N-(4-モノメトキシトリチル)-2'-O,4'-C-メチレン-5-メチルウリジン(例示化合物番号2−79)
窒素気流下、実施例13の化合物(147mg, 0.19 mmol)のTHF溶液(4ml)にテトラブチルアンモニウムフルオリド (1M in THF, 0.21 ml, 0.21 mmol)を加え、室温にて4時間攪拌した。溶媒を留去後、残さをカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル:ヘキサン=1:1→ 2:1→ 1:0)にて精製し、目的化合物(97 mg、96%)を無色粉末として得た。
mp 136-141℃
1H-NMR(CDCl3)δ: 1.77 (3H, s), 1.98 (1H, d, J=11 Hz), 2.36 (1H, s), 2.92(1H, d, J=10 Hz), 3.77, 3.91 (2H, ABq, J = 7 Hz), 3.78 (1H, s), 4.19, 4.33 (2H, ABq, J=14 Hz), 5.37 (1H, s), 6.78 (2H, d, J=9 Hz), 7.20-7.45 (12H, m), 7.94 (1H, s).
(実施例15)
3'-アミノ-3'-デオキシ-3’-N-(4-モノメトキシトリチル)-2'-O,4'-C-メチレン-5-メチルウリジン 5’-O-(2-シアノエチル N,N-ジイソプロピル)ホスホロアミダイト(例示化合物番号2−83)
窒素気流下、実施例14の化合物(95mg, 0.18 mmol)のTHF溶液(4ml)にテトラゾール N,N−ジイソプロピルアミン塩 (42.5 mg, 0.25 mmol)のアセトニトリル溶液(3ml)にTHF(1ml)を加え、2-シアノエチル N,N,N’,N’-テトライソプロピルホスホロアミダイト(126.9mg, 0.43 mmol)を加えて室温で3時間攪拌した。溶媒を留去後、残さをカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル:ヘキサン=1:1)にて精製し、目的化合物(140 mg、quant)を無色油状物質として得た。
31P-NMR(CDCl3, 標準物質H3PO4))δ: 148.61, 148.76.
(実施例16)オリゴヌクレオチド類縁体の合成
核酸合成機(アプライドバイオシステムズ社製 Expedite 8909)を用い、0.2μmolスケールで行った。各合成サイクルにおける溶媒、試薬、ホスホロアミダイトの濃度は天然型オリゴヌクレオチド合成の場合と同じであり、溶媒、試薬は全てアプライドバイオシステムズ社製のものを用いた。オリゴヌクレオチドの合成は通常3’末端から5’末端方向へ行うが、今回は、5’末端から3’末端方向へ行った。天然型チミジンの5’-O-アミダイト体(dT-5’-CE-phosphoramidite, catalog No. 10-0101-05)Glen Research社製のものを用いた。Universal Q Support(0.2μmol、Glen Research製)のDMTr基をトリクロロ酢酸によって脱保護し、その生成した水酸基に実施例15の化合物及び天然型チミジンの5’-O-アミダイト体を用いて縮合反応を繰り返し行い、それぞれの配列の修飾オリゴヌクレオチド類縁体を合成した。合成サイクルは以下の通りである。
【0180】
合成サイクル
1) detritylation トリクロロ酢酸/ジクロロメタン;49 sec
2) coupling ホスホロアミダイト(ca. 35 eq)、テトラゾール/アセトニトリル;1.5 min または、10.5 min
3) capping 1-メチルイミダゾール/テトラヒドロフラン/ピリジン、無水酢酸/テトラヒドロフラン;15 sec
4) oxidation ヨウ素/水/ピリジン/テトラヒドロフラン;6sec
5) capping 1-メチルイミダゾール/テトラヒドロフラン/ピリジン/無水酢酸/テトラヒドロフラン;2.5 sec
上記において、サイクル2)で実施例15の化合物を用いて反応を行う場合は、10.5分間反応を行い、その他のホスホロアミダイトを用いる場合は1.5分間反応を行った。
【0181】
目的配列を有するオリゴヌクレオチドを合成し、合成サイクルの1)まで行い3'位のモノメトキシトリチル基を脱保護した後は、常法に従い、濃アンモニア水処理によってオリゴマーを支持体から切り出すとともに、リン原子上の保護基であるシアノエチル基をはずし、さらに核酸塩基上の保護基をはずした。
【0182】
逆相HPLCで精製を行い、目的のオリゴヌクレオチドを得た。
【0183】
本合成法に従い、以下の配列:
Figure 0004255227
で示される配列を有し、nが3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O,4'-C-メチレン-5-メチルウリジンであるオリゴヌクレオチド類縁体(以下「オリゴヌクレオチド(6)」とする。)を得た。
(収量 9.4 nmol(4.6% yield))
得られた修飾オリゴヌクレオチド類縁体の精製は、逆相HPLC(HPLC:GILSON社;Model 302、カラム: CHEMCOSORB 300-5C18 (7.5×250mm);0.1M酢酸トリエチルアミン水溶液(TEAA), pH7; 8→10% CH3CN / 30min, linear gradient;50℃; 2.5 ml/min;254nm)にて行い、9.7分に溶出する分画を集めた。
(実施例17) オリゴヌクレオチド類縁体の合成
実施例16と同様に、以下の配列:
5'−ntntntntnt−3'(配列表の配列番号8)で示される配列であるオリゴヌクレオチド類縁体(以下「オリゴヌクレオチド(7)」とする。)を得た。
(収量 20 nmol(10 % yield))
得られた修飾オリゴヌクレオチド類縁体の精製は、逆相HPLC(HPLC:GILSON社;Model 302、カラム: CHEMCOSORB 300-5C18 (7.5×250mm);0.1M酢酸トリエチルアミン水溶液(TEAA), pH7; 8→11% CH3CN / 45 min, linear gradient;50℃; 2.5 ml/min;254nm)にて行い、19.6分に溶出する分画を集めた。
(実施例18) オリゴヌクレオチド類縁体の合成
実施例16と同様に、以下の配列:
5'−tntntntntn−3'(配列表の配列番号9)で示される配列であるオリゴヌクレオチド類縁体(以下「オリゴヌクレオチド(8)」とする。)を得た。
(収量 30 nmol(15 % yield))
得られた修飾オリゴヌクレオチド類縁体の精製は、逆相HPLC(HPLC:GILSON社;Model 302、カラム: CHEMCOSORB 300-5C18 (7.5×250mm);0.1M酢酸トリエチルアミン水溶液(TEAA), pH7; 8→11% CH3CN / 45 min, linear gradient;50℃; 2.5 ml/min;254nm)にて行い、22.2分に溶出する分画を集めた。
(参考例1)
3-アジド-3-デオキシ-4-ヒドロキシメチル-1,2-O-イソプロピリデン-α-D-リボフラノース
文献(Surzhykov S.A., Krayevsky A.A, Nucleosides Nucleotides, 13, 2283-2305 (1994))に従い調製した3-アジド-4-ベンゾイルオキシメチル-5-O-ベンゾイル-3-デオキシ-1,2-O-イソプロピリデン-α-D-リボフラノース (4.13 g, 9.15 mmol)のメタノール溶液(85 ml)に 0 ℃で炭酸カリウム(380 mg, 2.75 mmol)、水(15 ml)を加え、同温で 4.5 時間撹拌した。0 ℃下、10%塩酸で中和し、メタノールを留去した。残渣に水を加え、酢酸エチルで抽出し、飽和食塩水で洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒留去し、得られた白色固体を、冷n-ヘキサンで洗浄して、目的物を白色粉末 (1.93 g, 7.87 mmol, 86%) として得た。
mp 113-115 ℃ (トルエン).
IR νmax (KBr): 3460, 3417, 2989, 2951, 2907, 2111 cm-1.
1H-NMR(CDCl3)δ: 1.62 (3H, s), 1.35 (3H, s) 2.65 (2H, br s), 3.81, 3.65 (2H, AB, J = 12 Hz), 3.59, 4.00 (2H, AB, J = 12.5 Hz), 4.28 (1H, d, J = 5.5 Hz), 4.82 (1H, dd, J = 4 Hz, 5.5 Hz), 5.85 (1H, d, J = 4 Hz).
13C-NMR(CDCl3)δ: 25.7, 26.2, 61.9, 62.1, 63.2, 79.9, 87.3, 104.4, 113.6.
(参考例2)
3-アジド-5-O-tert-ブチルジフェニルシリル-3-デオキシ-4-ヒドロキシメチル-1,2-O-イソプロピリデン-α-D-リボフラノース
窒素気流下、参考例1の化合物 (2.56 g, 10.5 mmol)の無水塩化メチレン溶液(73 ml)に、0 ℃で、トリエチルアミン(3.5g, 4.82 ml, 34.6 mmol)、塩化t-ブチルジフェニルシラン(9.75g, 9.22 ml, 35.46 mmol)を加え、室温で 24 時間撹拌した。反応溶液に飽和重曹水を加え、酢酸エチルで抽出し、飽和食塩水で洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒留去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル:n-ヘキサン = 1:6)により精製し、目的物を白色粉末 (3.13 g, 6.47 mmol, 62%)として得た。
mp 99.5-100.5 ℃ (n-ヘキサン).
IR νmax (KBr): 3504, 2936, 2852, 2111 cm-1.
1H-NMR(CDCl3)δ: 1.07 (9H, s), 1.36 (3H, s), 1.62 (3H, s), 3.62, 3.92 (2H, AB, J = 12 Hz), 4.38 (1H, d, J = 6 Hz), 4.84 (1H, dd, J = 4 Hz, 5.5 Hz), 3.82, 3.70 (2H, AB, J = 11 Hz), 4.84 (1H, dd, J = 4 Hz, 5.5 Hz), 5.86 (1H, d, J = 4 Hz), 7.36-7.44 (6H, m), 7.64-7.67 (4H, m).
13C-NMR(CDCl3)δ: 19.2, 26.1, 26.3, 26.8, 62.2, 62.3, 65.2, 80.4, 88.0, 104.5, 113.7, 127.7, 127.8, 129.8, 129.9, 132.7, 132.8, 135.5.
(参考例3)
3-アジド-5-O-tert-ブチルジフェニルシリル-3-デオキシ-4-(p-トルエンスルホニルオキシメチル)-1,2-O-イソプロピリデン-α-D-リボフラノース
窒素気流下、0 ℃で、参考例2の化合物 (100 mg, 0.21 mmol)の無水塩化メチレン溶液 (2 ml) に、トリエチルアミン(137 mg, 180 μl, 1.29 mmol)、塩化p-トルエンスルホニル(63.3 mg, 0.33 mmol)、4−ジメチルアミノピリジン (4 mg, 0.03 mmol) を加え、室温で 14 時間撹拌した。反応溶液に飽和重曹水を加え、酢酸エチルで抽出し、飽和食塩水で洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒留去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル:n-ヘキサン = 1:6)により精製し、目的物を白色粉末 (130 mg, 0.20 mmol, 98%)として得た。
mp 122-124 ℃ (酢酸エチル-n-ヘキサン).
IR νmax (KBr): 3069, 2935, 2114, 1366, 1183, 1109 cm-1.
1H-NMR(CDCl3)δ: 1.03 (9H, s), 1.27 (3H, s), 1.31 (3H, s), 2.41 (3H, s), 3.60, 3.72 (2H, AB, J = 10.5 Hz), 4.33, 4.40 (2H, AB, J = 10 Hz), 4.55 (1H, d, J = 5.5 Hz), 5.00 (1H, dd, J = 3.7 Hz, 5.5 Hz), 5.82 (1H, d, J = 3.7 Hz), 7.23 (2H, d, J = 8.5 Hz), 7.36-7.45 (6H, m), 7.61-7.63 (4H, m), 7.72 (2H, d, J = 8.5 Hz).
13C-NMR(CDCl3)δ: 19.1, 21.5, 25.9, 26.0, 26.7, 63.1, 64.7, 68.9, 80.1, 85.6, 104.4, 113.8, 127.8, 128.0, 129.6, 129.9, 132.4, 132.5, 135.4, 144.6.
(参考例4)
3-アジド-5-O-tert-ブチルジフェニルシリル-3-デオキシ-4-(p-トルエンスルホニルオキシメチル)-1,2-ジ-O-アセチル-D-リボフラノース
窒素気流下、参考例3の化合物 (230 mg, 0.36 mmol)の酢酸溶液(3.5 ml)に、無水酢酸(406 mg, 375 μl, 3.98 mmol)、濃硫酸(6.5 mg, 3.5 μl, 0.066 mmol)を加え、室温で 5 時間撹拌した。反応溶液を氷水に加え、30 分間撹拌し、飽和食塩水を加え、酢酸エチルで抽出した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒留去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル:n-ヘキサン = 4:1)により精製し、α:β=約3:7の混合物である目的物を無色油状物質 (230 mg, 0.34 mmol, 94%)として得た。
IR νmax (KBr): 3048, 2935, 2864, 2117, 1756.cm-1.
1H-NMR(CDCl3)[β体]δ: 1.06 (9H, s), 1.83 (3H, s), 2.08 (3H, s), 2.40 (3H, s), 3.54, 3.80 (2H, AB, J = 11 Hz), 4.12, 4.26 (2H, AB, J = 10 Hz), 4.37 (1H, d, J = 5.5 Hz), 5.32 (1H, d, J = 5.5 Hz), 5.98 (1H, s), 7.29 (2H, d, J = 8 Hz), 7.37-7.46 (6H, m), 7.59-7.65 (4H, m), 7.76 (2H, d, J = 8 Hz).
[α体]δ: 1.05 (9H, s), 2.02 (3H, s), 2.13(3H, s), 2.39 (3H, s), 3.51, 3.68 (2H, AB, J = 11 Hz), 4.12, 4.21 (2H, AB, J = 10.5 Hz), 4.40 (1H, d, J = 7 Hz), 5.32 (1H, m), 6.31 (1H, d, J = 4.5 Hz), 7.25 (2H, d, J = 8.5 Hz), 7.37-7.46 (6H, m), 7.59-7.65 (4H, m), 7.70 (2H, d, J = 8.5 Hz).
13C-NMR(CDCl3)δ: 19.0, 19.1, 20.0, 20.6, 20.9, 21.1, 21.5, 26.6, 61.0, 63.2, 65.1, 68.4, 68.8, 72.2, 75.5, 85.4, 86.5, 93.6, 96.0, 97.3, 127.8, 127.9, 128.0, 129.6, 129.9, 130.0, 132.0, 132.3, 132.4, 135.4, 144.7,
168.5, 169.2, 169.3, 169.4.
(参考例5)
2'-O-アセチル-3'-アジド-5'-O-tert-ブチルジフェニルシリル-3'-デオキシ-4'-(p-トルエンスルホニルオキシメチル)-5-メチルウリジン
窒素気流下、0 ℃で参考例4の化合物 (300 mg, 0.44 mmol)の無水1,2−ジクロロエタン溶液(6 ml)に、O,O'-ビス(トリメチルシリル)チミン(240 mg, 0.93 mmol)、四塩化スズ(253 mg, 114 μl, 0.97 mmol)を加え、室温で 43 時間撹拌した。氷冷下、ジクロロメタンで希釈後、反応溶液に飽和重曹水を加え、ジクロロメタンで抽出した。飽和食塩水で洗浄後、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒留去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィ−(酢酸エチル:n-ヘキサン = 1:2−1:0)により精製し、目的物を白色粉末 (300 mg, 0.4 mmol, 91%)として得た。
mp 158.5-159.5 ℃ (酢酸エチル-n-ヘキサン).
IR νmax (KBr): 3185, 3067, 2956, 2116, 1752, 1695, 1369, 1100 cm-1.
1H-NMR(CDCl3)δ: 1.11 (9H, s), 1.59 (3H, s), 2.15 (3H, s), 2.41 (3H, s), 3.80, 3.84 (2H, AB, J = 11.5 Hz), 4.04, 4.10 (2H, AB, J = 11 Hz), 4.47 (1H, d, J = 6 Hz), 5.53 (1H, t, J = 6.5 Hz), 5.94 (1H, d, J = 7 Hz), 7.18 (1H, s), 7.28 (2H, d, J = 7.5 Hz), 7.37-7.47 (6H, m), 7.61-7.65 (4H, m), 7.71 (2H, d, J = 7.5 Hz), 9.68 (1H, br s).
13C-NMR(CDCl3)δ: 11.8, 19.2, 20.9, 21.5, 26.9, 62.3, 65.9, 68.3, 74.2, 84.8, 86.1, 118.9, 127.9, 128.0, 129.7, 130.1, 131.5, 132.2, 135.2, 135.3, 135.5, 145.0, 150.4, 163.6, 169.9.
(参考例6)
3’-O-(tert-ブチルジメチルシリル)チミジン 5’-(2-シアノエチル)ホスホネート
窒素気流下、3’-O-(tert-ブチルジメチルシリル)チミジン(K. M. Fries, C. Joswing and R. F. Borch, J. Med. Chem.,38, 2672 (1995)に記載されている) (100 mg, 0.34 mmol) のアセトニトリル溶液 (4 ml) に2-シアノエチルテトライソプロピルホスホロジアミダイト (132 mg, 0.44 mmol) を5分かけて加え、室温で2.2時間攪拌した。引き続き、テトラゾール(30.8 mg, 0.44 mmol)のアセトニトリル溶液(0.88 ml)を加え、室温で1時間撹拌した。反応溶液に水加えた後、ジクロロエタンにて抽出した。有機層を飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムにて乾燥した。溶媒を減圧留去し、得られた粗成績体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー (クロロホルム:メタノール=30:1,n-ヘキサン:酢酸エチル=1:5→0:1) により精製し、無色油状物質として標記化合物 (98.4 mg, 0.21 mmol, 70%) を得た。
1H-NMR (CDCl3)δ:0.10 (6H, s), 0.90 (9H, s), 1.96 (3H, s), 2.16-2.28 (2H, m), 2.77-2.82 (2H, m), 4.09-4.41 (6H, m), 6.28 (1H, dd, J = 7 Hz, 11 Hz), 6.98 (1H, d, J = 720 Hz), 7.36 (1H, d, J = 8 Hz), 8.20(1H, brs).
31P-NMR (CDCl3)δ: 7.70, 8.94.
(参考例7)
3’-O-(tert-ブチルジメチルシリル)チミジン 5’-メチルホスホネート
窒素気流下、3’-O-(tert-ブチルジメチルシリル)チミジン (100 mg, 0.28 mmol) のジクロロメタン溶液 (2 ml) にクロロジイソプロピルアミノメトキシホスフィン (69.2 mg, 0.35 mmol) を5分かけて加え、室温で1時間攪拌した。引き続き、テトラゾール(56.0 mg, 0.80 mmol)のアセトニトリル溶液(2.0 ml)を加え、室温で40分撹拌した。反応溶液に水加えた後、ジクロロエタンにて抽出した。有機層を飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムにて乾燥した。溶媒を減圧留去し、得られた粗成績体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー (n-ヘキサン:酢酸エチル=1:1→0:1,n-ヘキサン:酢酸エチル=1:4) により精製し、無色油状物質として標記化合物 (109 mg, 0.25 mmol, 91%) を得た。
31P-NMR (CDCl3)δ: 9.13, 10.07.
(試験例1)
(三本鎖形成能測定のためのTm測定)
140 mM KCl及び10 mM MgCl2を含む7 mM リン酸ナトリウム緩衝液(pH7.0)(または、そのMgCl2非添加である溶液)に溶解した3本鎖を形成するオリゴヌクレオチド(2)と天然型2本鎖DNAオリゴヌクレオチドを同モル量(各オリゴヌクレオチドの終濃度は1.5マイクロM)加えたサンプル溶液を、沸騰水中に浴し、12時間をかけてゆっくり室温まで冷却し、さらに4℃下で1時間放置した。分光光度計(Beckman社製 Du 650)のセル室内で、サンプル溶液を5℃から85℃まで少しずつ昇温させ(0.5℃/min)、260nmにおける紫外線吸収を測定した。
天然型2本鎖DNAオリゴヌクレオチドは、
配列:
5'−gctaaaaagaaagagagatcg−3'(配列表の配列番号3)
及びその相補鎖で
配列:
5'−cgatctctctttctttttagc−3'(配列表の配列番号4)
からなるものを用いた。
また、3本鎖を形成する天然型オリゴヌクレオチドとして、
配列:
5'−tttttmtttmtmtmt−3'(配列表の配列番号5)
であって、mが5-メチル-2’-デオキシシチジンであるもの(以下、「オリゴヌクレオチド(3)」とする)を用いた。
【0184】
表3にオリゴヌクレオチド(2)及び(3)と2本鎖DNAとのTm測定結果を示す。
【0185】
【表3】
Figure 0004255227
上記より明らかなように、本発明のオリゴヌクレオチド類縁体は、天然型オリゴヌクレオチドと比べて、3本鎖におけるTm値が高く、きわめてよい3本鎖形成能を示した。
【0186】
また、 150 mM NaCl及び10 mM MgCl2を含む10 mM リン酸ナトリウム緩衝液(pH7.0)(または、そのMgCl2非添加である溶液)に溶解した3本鎖を形成する実施例16に記載のオリゴヌクレオチド(6)とヘアピン型を形成するDNAオリゴヌクレオチドを同モル量(各オリゴヌクレオチドの終濃度は2μM)加えたサンプル溶液を、沸騰水中に浴し、12時間をかけてゆっくり室温まで冷却し、さらに4℃下で1時間放置した。分光光度計(Beckman社製 Du 650)のセル室内で、サンプル溶液を5℃から80℃まで少しずつ昇温させ(0.5℃/min)、260nm、及び284nmにおける紫外線吸収を測定した。
【0187】
ヘアピン型を形成するDNAオリゴヌクレオチドは、
配列:
Figure 0004255227
(以下「オリゴヌクレオチド(8)」とする。)を用いた。
【0188】
表4にオリゴヌクレオチド(6)とオリゴヌクレオチド(8)のTm測定結果を示す。
【0189】
【表4】
Figure 0004255227
括弧内は、オリゴヌクレオチド(8)の2重鎖部分のTm値を表す。上記より明らかなように、本発明のオリゴヌクレオチド類縁体は、ヘアピン型DNAオリゴヌクレオチドの2重鎖部分に、3重鎖核酸として結合することがわかった。この値は、文献上知られている、ヘアピン型DNAオリゴヌクレオチド(8)とN3’-P5’結合を有する10量体のオリゴチミジル酸のTm値より高く(*は、文献S.M. Gryaznov and H. Winter Nucleic Acids Res. (1998) 26, 4160-4167より引用)、本発明のオリゴヌクレオチド類縁体がきわめてよい3本鎖形成能を有していることを示している。
(試験例2)
(ヌクレアーゼ酵素耐性の測定)
各種オリゴヌクレオチド(10μg)を含むバッファー溶液320μl(50mM Tris(pH8.0) and 10mM MgCl2)に3’-エキソヌクレアーゼ(phosphodiesterase from Crotalus durissus (Boehringer Mannheim))0.2μgを加え、混合液を37℃に保ち反応を行った。一定時間後に混合液の一部を取り、90℃で2分間加熱することにより、酵素を失活させ反応を停止させた。各時間における混合液中のオリゴヌクレオチドの残量を逆相高速液体カラムクロマトグラフィーで定量し、ヌクレアーゼ存在下でのオリゴヌクレオチド量の経時的変化を測定し、結果を図1に示した。
試験に用いたオリゴヌクレオチド
1. 実施例10で得られたオリゴヌクレオチド(1)
2. 配列:
Figure 0004255227
で示される配列を有し、nが2’−O,4’−C−メチレン−5−メチルウリジンであるオリゴヌクレオチド(以下、「オリゴヌクレオチド(4)」とする。)
3. 配列:
Figure 0004255227
で示される配列を有する天然型オリゴヌクレオチド(以下、「オリゴヌクレオチド(5)」とする。)
本発明のオリゴヌクレオチド類縁体は天然型と比して顕著なヌクレアーゼ耐性を示した。更に、既知の非天然型オリゴヌクレオチド類縁体と比しても顕著なヌクレアーゼ耐性を示した。
【0190】
本発明のオリゴヌクレオチド類縁体のハイブリッド形成能及び抗HIV活性の測定は、以下の方法に従い、調べることができる。
【0191】
(試験方法1)
得られた種々のオリゴヌクレオチド類縁体をアンチセンス鎖とし、天然のDNAあるいはRNAからなるセンス鎖とをアニーリング処理したものの融解温度(Tm値)を測定することにより、本発明のオリゴヌクレオチド類縁体の相補DNAおよびRNAに対するハイブリッド形成能を調べる。
【0192】
最終濃度をそれぞれ、NaCl 100mM、リン酸ナトリウム緩衝液(pH7.2)10mM、アンチセンス鎖4μM、センス鎖4μMとしたサンプル溶液(500μL)を沸騰水中に浴し、10時間をかけてゆっくり室温まで冷却する。分光光度計(例えば、島津 UV-2100PC)のセル室内に結露防止のために窒素気流を通し、サンプル溶液を5℃まで徐々に冷却し、さらに、20分間5℃に保った後、測定を開始する。サンプル温度は90℃まで毎分0.2℃ずつ上昇させ、0.1℃間隔で260nmにおける紫外線吸収を測定する。
【0193】
なお、温度上昇とともにサンプル濃度が変化するのを防ぐため、セルは、蓋付きのものを用い、サンプル溶液表面に鉱油を1滴添加して測定する。
【0194】
(試験方法2)抗HIV活性の測定
本発明の化合物の抗HIV活性の測定は、R.Pauwel等の方法(J. Virological Method 20, p. 309-321(1988))に準じて行なう。すなわち、MT−4細胞を遠心分離(1000xg,5分)し得られる細胞沈査を、血清を含まないRPMI−1640培地に懸濁した細胞浮遊液に、HIVを接種して、37℃で1時間培養した後、10%牛胎児血清添加RPMI−1640培地(以下、血清培地という)に加えて洗浄、遠心分離(1000xg,5分)する。このようにして得られるHIV感染細胞及びHIV非感染細胞をそれぞれ4x105/mlになるように血清培地に懸濁し、組織培養用の96穴マルチウェルの各ウェルに100μlずつ分注する。これらの各ウェルに100μlずつ分注した後、5%炭酸ガスの存在下で、37℃で5日間静置培養する。同様に化合物無添加のHIV感染細胞及びHIV非感染細胞を培養する。培養終了後、MTT(3−(4,5−ジメチルチアゾール−2−イル)−2,5−ジフェニルテトラゾリウムブロミド)を用いて生細胞を測定し、化合物添加における細胞傷害抑制活性(抗HIV活性)を求める。なお、細胞液および接種ウイルス液にはマイコプラズマを含まないことを確認する。
【0195】
化合物無添加のHIV非感染細胞の細胞傷害抑制活性を100%とし、化合物無添加のHIV感染細胞の細胞傷害抑制活性を0%として、HIV感染細胞に対して50%の細胞傷害抑制活性を示す化合物濃度(EC50)を求める。
【0196】
【発明の効果】
本発明の新規なビシクロヌクレオシド類縁体は、優れたアンチセンス又はアンチジーン活性を有し、かつ、生体内で安定なオリゴヌクレオチド類縁体を製造するための中間体として有用である。
【0197】
又、本発明の新規なオリゴヌクレオチド類縁体は、生体内で安定であり、アンチセンス又はアンチジーン薬として有用である。
【0198】
さらに、本発明の新規なビシクロヌクレオシド類縁体は、抗エイズ活性を有し、AIDSの予防又は治療薬として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図は、ヌクレアーゼ存在下でのオリゴヌクレオチド量の経時的変化を示す。
縦軸は、0(分)における各オリゴヌクレオチド量に対する各オリゴヌクレオチドの残存率(%)を示す。
横軸は、反応開始からの経過時間(分)を示す。
【配列表フリーテキスト】
【配列番号1】
<223> 人工配列の説明: ヌクレアーゼ耐性をテストするための合成オリゴヌクレオチド
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:11
<223> 特徴の説明:修飾ウリジン
【配列番号2】
<223> 人工配列の説明: 三本鎖形成能をテストするための合成オリゴヌクレオチド
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:6
<223> 特徴の説明:5-メチル 2'-デオキシシチジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:8
<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:10
<223> 特徴の説明:5-メチル 2'-デオキシシチジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:12
<223> 特徴の説明:5-メチル 2'-デオキシシチジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:14
<223> 特徴の説明:5-メチル 2'-デオキシシチジン
【配列番号3】
<223> 人工配列の説明: 三本鎖形成能をテストするための合成オリゴヌクレオチド
【配列番号4】
<223> 人工配列の説明: 三本鎖形成能をテストするための合成オリゴヌクレオチド
【配列番号5】
<223> 人工配列の説明: 三本鎖形成能をテストするための合成オリゴヌクレオチド
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:6
<223> 特徴の説明:5-メチル 2'-デオキシシチジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:10
<223> 特徴の説明:5-メチル 2'-デオキシシチジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:12
<223> 特徴の説明:5-メチル 2'-デオキシシチジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:14
<223> 特徴の説明:5-メチル 2'-デオキシシチジン
【配列番号6】
<223> 人工配列の説明: ヌクレアーゼ耐性をテストするための合成オリゴヌクレオチド
【配列番号7】
<223> 人工配列の説明: ヌクレアーゼ耐性をテストするための合成オリゴヌクレオチド
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:1
<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:2
<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:3
<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
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<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:5
<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
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<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
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<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:8
<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:9
<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:10
<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
【配列番号8】
<223> 人工配列の説明: 三本鎖形成能をテストするための合成オリゴヌクレオチド
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:1
<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:3
<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
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<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:7
<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:9
<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
【配列番号9】
<223> 人工配列の説明: 三本鎖形成能をテストするための合成オリゴヌクレオチド
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:2
<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:4
<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:6
<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:8
<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
<220> 配列の特徴
<221> 配列の種類:修飾塩基
<222> 特徴を表す位置:10
<223> 特徴の説明:3'-アミノ-3'-デオキシ-2'-O, 4'-C-メチレン-5-メチルウリジン
【配列番号10】
<223> 人工配列の説明: ヘアピン型を形成する合成オリゴヌクレオチド
【配列表】
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel bicyclonucleoside analog for producing a non-naturally occurring oligonucleotide analog having excellent antisense or antigene activity and stable in vivo.
[0002]
The present invention also relates to a novel oligonucleotide analog containing one or more of the bicyclonucleoside structures.
[0003]
The present invention further relates to novel modified bicyclonucleoside analogs having anti-AIDS activity.
[0004]
[Prior art]
Oligonucleotides having excellent antisense or antigene activity and stable in vivo are expected as useful pharmaceuticals.
[0005]
However, natural oligonucleotides are known to be rapidly degraded by various nucleases present in blood and cells.
[0006]
In order to overcome these drawbacks, various non-natural oligonucleotide analogues have been produced and attempts have been made to develop them as pharmaceuticals. For example, the oxygen atom bonded to the phosphorus atom in the phosphodiester bond of the oligonucleotide is substituted with a sulfur atom, the oxygen atom is substituted with a methyl group, the oxygen atom is substituted with a boron atom, Chemically modified sugar parts and base parts are known.
[0007]
More specifically, ISIS has developed ISIS2922, a thioate-type oligonucleotide, as a therapeutic agent for human cytomegalovirus retinitis and sells it in the United States as Vitravene ™.
[0008]
However, the strength of antisense or antigene activity in the non-natural oligonucleotide analogues described above, that is, the ability to form a stable complementary strand with m-RNA or DNA, the stability against various nucleases, Considering the occurrence of side effects due to nonspecific binding to various proteins, etc., non-natural type oligos that have superior antisense or antigene activity, are stable in vivo, and have few side effects. Nucleotide analogs are desired.
[0009]
A chemical structure related to the compound of the present application, that is, one having the following dioxabicyclo [2,2,1] heptane structure is described in WO 98/39352. It differs from the present compound in the substituent. In addition, it is not known that the compound has anti-AIDS activity.
[0010]
[Chemical 3]
Figure 0004255227
[0011]
In the above formula, B 0 Is a pyrimidine or purine nucleobase or an analog thereof, and X and Y are the same or different and each represents hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group, an aryl group, an acyl group, or a silyl group. is there.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a novel bicyclonucleoside analog for producing a non-natural oligonucleotide analog having excellent antisense or antigene activity and stable in vivo. .
[0013]
Another object of the present invention is to provide a novel oligonucleotide analog containing one or more of the bicyclonucleoside structures.
[0014]
Furthermore, an object of the present invention is to provide a novel bicyclonucleoside analog having anti-AIDS activity.
[0015]
The inventor of the present invention has made extensive studies to solve the above problems, and as a result, a novel bicyclonucleoside analog having 2′-O-4′-C-methylene has excellent antisense or antigene activity. And a novel oligonucleotide containing one or more of the bicyclonucleoside structures, which has been found to be an important intermediate for producing a non-naturally occurring oligonucleotide analog that is stable in vivo It was found that the analog has excellent antisense or antigene activity and is stable in vivo, and further, the bicyclonucleoside analog has been found to have excellent anti-AIDS activity. Was completed.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The novel bicyclonucleoside analogs of the present invention are:
1) General formula (1)
[0017]
[Formula 4]
Figure 0004255227
[0018]
[Where:
R 1 Are the same or different and are a hydrogen atom, a hydroxyl group protecting group for nucleic acid synthesis, a phosphate group, a phosphate group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis or the formula -P (R 4a ) R 4b (Wherein R 4a And R 4b Is the same or different, hydroxyl group, hydroxyl group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, mercapto group, mercapto group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, amino group, amino group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, An amino group substituted with an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms, a cyanoalkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms). Represents a group represented by R 2 Is an azido group, an amino group or a formula NH—R Three (R Three Are the same or different from each other, and the amino group nucleic acid synthesis protecting group, the phosphate group, the phosphate group protected with the nucleic acid synthesis protecting group, or the formula -P (R 4a ) R 4b (Wherein R 4a And R Four b is the same or different, hydroxyl group, hydroxyl group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, mercapto group, mercapto group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, amino group, amino group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis An amino group substituted with an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms, a cyanoalkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) Represents a group represented by
B represents a purin-9-yl or 2-oxo-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group optionally having one or more arbitrary substituents selected from the following α group. ]
Or a pharmacologically acceptable salt thereof.
(Α group)
Hydroxyl group,
A hydroxyl group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis,
An alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms,
Mercapto group,
A mercapto group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis,
An alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms,
An amino group,
An amino group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis,
An amino group substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms,
An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and
Halogen atom.
[0019]
Among the compounds of the present invention, preferred are
2) R 1 Is substituted with a hydrogen atom, an aliphatic acyl group, an aromatic acyl group, a silyl group, a methyl group substituted with 1 to 3 aryl groups, or a lower alkyl, lower alkoxy, halogen or cyano group. A compound which is a methyl group substituted by 1 to 3 aryl groups,
3) R 1 Substituted with a hydrogen atom, a silyl group, a methyl group substituted with 1 to 3 aryl groups, or 1 to 3 aryl groups with an aryl ring substituted with a lower alkyl, lower alkoxy, halogen or cyano group A compound that is a methyl group,
4) R 1 Are hydrogen atom, trimethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, t-butyldiphenylsilyl group, benzyl group, triphenylmethyl group, 4-methoxybenzyl group, 4-methoxyphenyldiphenylmethyl group, 4,4′-dimethoxy. A compound which is a triphenylmethyl group or a 4,4 ′, 4 ″ -trimethoxytriphenylmethyl group,
5) R 1 Is of the formula -P (OCH Three ) (N (CH (CH Three ) 2 ) 2 ) Or the formula -P (OCH 2 CH 2 CN) (N (CH (CH Three ) 2 ) 2 ) A compound,
6) R 2 Is an azide group, an amino group, or the formula NH—R Three Group (wherein R Three Is an aliphatic acyl group, an aromatic acyl group, a methyl group substituted with 1 to 3 aryl groups, 1 to 3 aryl groups substituted with an aryl ring with a lower alkyl, lower alkoxy, halogen or cyano group A methyl group, a silyl group, a phosphoramidite group, a phosphonyl group, a phosphate group, or a phosphate group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis),
7) R 2 Azide group, amino group, formula NH-R Three Group (wherein R Three Are acetyl, trifluoroacetyl, benzoyl, benzyl, p-methoxybenzyl, tert-butyldiphenylsilyl, formula -P (OC 2 H Four CN) (N (CH (CH Three ) 2 ) 2 ), A group represented by the formula -P (OCH Three ) (N (CH (CH Three ) 2 ) 2 ), A phosphonyl group, or a 2-chlorophenyl or 4-chlorophenyl phosphate group),
8) R 2 Is an azide group or an amino group,
9) B is 6-aminopurin-9-yl (ie, adeninyl), 6-aminopurin-9-yl, 2,6-diaminopurin-9-yl in which the amino group is protected with a protecting group for nucleic acid synthesis 2,6-diaminopurin-9-yl, 2-amino-6-chloropurin-9-yl with amino group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, 2 with amino group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis -Amino-6-chloropurin-9-yl, 2-amino-6-fluoropurin-9-yl, 2-amino-6-fluoropurin-9-yl in which the amino group is protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, 2-amino-6-bromopurin-9-yl, 2-amino-6-bromopurin-9-yl, 2-amino-6-hydroxypurin-9-yl in which the amino group is protected with a protecting group for nucleic acid synthesis (Ie guanylyl), amino Is protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, 2-amino-6-hydroxypurin-9-yl, 6-amino-2-methoxypurin-9-yl, and 6-amino group is protected with a protecting group for nucleic acid synthesis. Amino-2-methoxypurin-9-yl, 6-amino-2-chloropurin-9-yl, 6-amino-2-chloropurin-9-yl having an amino group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, 6 -Amino-2-fluoropurin-9-yl, 6-amino-2-fluoropurin-9-yl, 2,6-dimethoxypurin-9-yl, wherein the amino group is protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, 2, 6-dichloropurin-9-yl, 6-mercaptopurin-9-yl, 6-mercaptopurin-9-yl, 2-oxo-4-amino-1,2 in which mercapto group is protected with a protecting group for nucleic acid synthesis -Dihydropyrimidine- -Yl (ie cytosynyl), 2-oxo-4-amino-1,2-dihydropyrimidin-1-yl, 4-amino-2-oxo-5-fluoro, wherein the amino group is protected with a protecting group for nucleic acid synthesis -1,2-dihydropyrimidin-1-yl, 4-amino-2-oxo-5-fluoro-1,2-dihydropyrimidin-1-yl in which the amino group is protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, 4-amino 2-oxo-5-chloro-1,2-dihydropyrimidin-1-yl, 4-amino-2-oxo-5-chloro-1,2-dihydropyrimidine in which the amino group is protected with a protecting group for nucleic acid synthesis -1-yl, 2-oxo-4-methoxy-1,2-dihydropyrimidin-1-yl, 2-oxo-4-mercapto-1,2-dihydropyrimidin-1-yl, mercapto groups protect nucleic acid synthesis Protected 2-oxo-4-mercapto-1,2-dihydropyrimidin-1-yl, 2,4-dihydroxypyrimidin-1-yl (ie, urasilyl), 2,4-dihydroxy-5-methylpyrimidine 4-amino-5 in which -1-yl (ie, thyminyl), 4-amino-5-methyl-2-oxo-1,2-dihydropyrimidin-1-yl or an amino group is protected with a protecting group for nucleic acid synthesis A compound which is a -methyl-2-oxo-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group,
10) B is 6-benzoylaminopurin-9-yl, adeninyl, 2-benzoylamino-6-hydroxypurin-9-yl, guaninyl, 2-oxo-4-benzoylamino-1,2-dihydropyrimidine-1 A compound which is an yl, cytosynyl, urasilyl or thyminyl group,
It is.
[0020]
R 1 Is selected from 2) to 5) above and R 2 Any combination obtained by selecting from the above 6) to 8) and B from the above 9) to 10) is also suitable, particularly preferably the combination of 2), 6) and 9), 3), 7) and 9), 5), 6) and 10) and 5), 7) and 10).
[0021]
The novel oligonucleotide analogs of the present invention are:
1) General formula (1a)
[0022]
[Chemical formula 5]
Figure 0004255227
[0023]
[Where:
B represents a purin-9-yl group or a 2-oxo-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group which may have a substituent selected from the following α group. ] Or a pharmacologically acceptable salt thereof. However, when two or more of the above structures are contained, B is the same or different between the structures.
(Α group)
Hydroxyl group,
A hydroxyl group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis,
An alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms,
Mercapto group,
A mercapto group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis,
An alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms,
An amino group,
An amino group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis,
An amino group substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms,
An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and
Halogen atom.
[0024]
Here, the “oligonucleotide analog” refers to a non-natural type in which one or more of the nucleoside units in the natural oligonucleotide are substituted with the above structure (1a). In such an analog, For example, a sugar derivative with a modified sugar moiety, a thioate derivative with a phosphodiester bond moiety thioated, an ester with an ester at the terminal phosphate moiety, or an amide with an amino group on the purine base amidated Can also be contained as other nucleoside or nucleotide units.
[0025]
Among the novel oligonucleotide analogs of the present invention, preferred are:
2) B is a 6-aminopurin-9-yl group (that is, an adenylyl group), a 6-aminopurin-9-yl group in which the amino group is protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, and 2,6-diaminopurine- 9-yl group, 2-amino-6-chloropurin-9-yl group, 2-amino-6-chloropurin-9-yl group in which amino group is protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, 2-amino-6 -Fluoropurin-9-yl group, 2-amino-6-fluoropurin-9-yl group, amino group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, 2-amino-6-bromopurin-9-yl group, amino 2-amino-6-bromopurin-9-yl group, 2-amino-6-hydroxypurin-9-yl group (that is, guaninyl group) whose group is protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, and amino group is nucleic acid synthesis 2-amino-6-protected with a protecting group of 2-amino-6-hydroxypurin-9-yl group, 6-amino-2-methoxypurin-9-yl group in which droxypurin-9-yl group, amino group and hydroxyl group are protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, 6 -Amino-2-chloropurin-9-yl group, 6-amino-2-fluoropurin-9-yl group, 2,6-dimethoxypurin-9-yl group, 2,6-dichloropurin-9-yl group , 6-mercaptopurin-9-yl group, 2-oxo-4-amino-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group (ie, cytosynyl group), amino group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis 2 -Oxo-4-amino-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group, 2-oxo-4-amino-5-fluoro-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group, amino group protects nucleic acid synthesis Protected by the base 2-oxo-4-amino-5-fluoro-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group, 4-amino-2-oxo-5-chloro-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group, 2 -Oxo-4-methoxy-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group, 2-oxo-4-mercapto-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group, 2-oxo-4-hydroxy-1,2 -Dihydropyrimidin-1-yl group (ie uracinyl group), 2-oxo-4-hydroxy-5-methyl-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group (ie thyminyl group), 4-amino-5 4-Methyl-2-oxo-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group (ie, 5-methylcytosinyl group) or amino group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis An oligonucleotide analogue which is -oxo-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group and a pharmacologically acceptable salt thereof,
3) B is a 6-benzoylaminopurin-9-yl group, an adenylyl group, a 2-isobutyrylamino-6-hydroxypurin-9-yl group, a guaninyl group, 2-oxo-4-benzoylamino-1, 2-dihydropyrimidin-1-yl group, cytosynyl group, 2-oxo-5-methyl-4-benzoylamino-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group, 5-methylcytosinyl group, uracinyl group or thyminyl group Oligonucleotide analogues and pharmacologically acceptable salts thereof.
[0026]
R above 1 The “protecting group for hydroxyl group nucleic acid synthesis” in the definition of is not particularly limited as long as it can stably protect the hydroxyl group during nucleic acid synthesis. For example, formyl, acetyl, propionyl, butyryl, isobutyryl, pentanoyl , Pivaloyl, valeryl, isovaleryl, octanoyl, decanoyl, 8-methylnonanoyl, 3-ethyloctanoyl, 3,7-dimethyloctanoyl, undecanoyl, tridecanoyl, hexadecanoyl, 14-methylpentadecanoyl, 13,13-dimethyltetra Alkylcarbonyl groups such as decanoyl, 1-methylheptadecanoyl, nonadecanoyl, eicosanoyl and henaicosanoyl, carboxylated alkylcarbonyl groups such as succinoyl, glutaroyl and adipoyl, chloroacetyl, dichloroa Halogeno lower alkylcarbonyl groups such as til, trichloroacetyl, trifluoroacetyl, lower alkoxy lower alkylcarbonyl groups such as methoxyacetyl, unsaturated alkylcarbonyl groups such as (E) -2-methyl-2-butenoyl, etc. “Aliphatic acyl group”;
Arylcarbonyl groups such as benzoyl, α-naphthoyl, β-naphthoyl, halogenoarylcarbonyl groups such as 2-bromobenzoyl, 4-chlorobenzoyl, lower alkyls such as 2,4,6-trimethylbenzoyl, 4-toluoyl Arylcarbonyl groups, lower alkoxylated arylcarbonyl groups such as 4-anisoyl, 2-carboxybenzoyl, 3-carboxybenzoyl, carboxylated arylcarbonyl groups such as 4-carboxybenzoyl, 4-nitrobenzoyl, 2-nitrobenzoyl Nitrated arylcarbonyl groups such as; lower alkoxycarbonylated arylcarbonyl groups such as 2- (methoxycarbonyl) benzoyl; arylated arylcarbonyl groups such as 4-phenylbenzoyl; A sil group ";
“Tetrahydro, such as tetrahydropyran-2-yl, 3-bromotetrahydropyran-2-yl, 4-methoxytetrahydropyran-4-yl, tetrahydrothiopyran-2-yl, 4-methoxytetrahydrothiopyran-4-yl “Pyranyl or tetrahydrothiopyranyl group”; “tetrahydrofuranyl or tetrahydrothiofuranyl group” such as tetrahydrofuran-2-yl, tetrahydrothiofuran-2-yl;
Tri-lower alkylsilyl groups such as trimethylsilyl, triethylsilyl, isopropyldimethylsilyl, t-butyldimethylsilyl, methyldiisopropylsilyl, methyldi-t-butylsilyl, triisopropylsilyl, diphenylmethylsilyl, t-butyldiphenylsilyl, diphenylisopropylsilyl A “silyl group” such as a tri-lower alkylsilyl group substituted with 1 to 2 aryl groups such as phenyldiisopropylsilyl;
“Lower alkoxymethyl groups” such as methoxymethyl, 1,1-dimethyl-1-methoxymethyl, ethoxymethyl, propoxymethyl, isopropoxymethyl, butoxymethyl, t-butoxymethyl;
A “lower alkoxylated lower alkoxymethyl group” such as 2-methoxyethoxymethyl;
“Halogeno lower alkoxymethyl” such as 2,2,2-trichloroethoxymethyl, bis (2-chloroethoxy) methyl;
“Lower alkoxylated ethyl groups” such as 1-ethoxyethyl, 1- (isopropoxy) ethyl;
“Ethyl halide groups” such as 2,2,2-trichloroethyl;
“Methyl groups substituted with 1 to 3 aryl groups” such as benzyl, α-naphthylmethyl, β-naphthylmethyl, diphenylmethyl, triphenylmethyl, α-naphthyldiphenylmethyl, 9-anthrylmethyl;
4-methylbenzyl, 2,4,6-trimethylbenzyl, 3,4,5-trimethylbenzyl, 4-methoxybenzyl, 4-methoxyphenyldiphenylmethyl, 4,4′-dimethoxytriphenylmethyl, 4,4 ′, 4 "-trimethoxytriphenylmethyl, 2-nitrobenzyl, 4-nitrobenzyl, 4-chlorobenzyl, 4-bromobenzyl, 4-cyanobenzyl" lower alkyl, lower alkoxy, halogen or cyano group with aryl ring A methyl group substituted with 1 to 3 aryl groups substituted with ";
“Lower alkoxycarbonyl groups” such as methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, t-butoxycarbonyl, isobutoxycarbonyl;
A “lower alkoxycarbonyl group substituted with a halogen or a tri-lower alkylsilyl group” such as 2,2,2-trichloroethoxycarbonyl, 2-trimethylsilylethoxycarbonyl;
“Alkenyloxycarbonyl groups” such as vinyloxycarbonyl and allyloxycarbonyl;
“Aryl rings with 1 to 2 lower alkoxy or nitro groups such as benzyloxycarbonyl, 4-methoxybenzyloxycarbonyl, 3,4-dimethoxybenzyloxycarbonyl, 2-nitrobenzyloxycarbonyl, 4-nitrobenzyloxycarbonyl” Can be substituted aralkyloxycarbonyl group,
Preferably, an aliphatic ring, an aromatic acyl group, a methyl group substituted with 1 to 3 aryl groups, a lower alkyl, a lower alkoxy, a halogen or a cyano group with 1 to 3 aryl rings substituted A methyl group substituted with an aryl group or a silyl group, and more preferably an acetyl group, a benzoyl group, a benzyl group, a p-methoxybenzyl group, a dimethoxytrityl group, a monomethoxytrityl group, or tert-butyldiphenylsilyl It is a group.
[0027]
R above 1 And R Three The nucleic acid synthesis protective group of “phosphate group protected with a nucleic acid synthesis protective group” in the definition of the above is not particularly limited as long as it can stably protect the phosphate group during nucleic acid synthesis. For example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, 2-methylbutyl, neopentyl, 1-ethylpropyl, n-hexyl, isohexyl, 4-methylpentyl, 3-methylpentyl, 2-methylpentyl, 1-methylpentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 1,1-dimethylbutyl, 1,2-dimethylbutyl, 1, “Lower alkyl groups” such as 3-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl;
A “cyanated lower alkyl group” such as 2-cyanoethyl and 2-cyano-1,1-dimethylethyl;
“Ethyl groups substituted with silyl groups” such as 2-methyldiphenylsilylethyl, 2-trimethylsilylethyl, 2-triphenylsilylethyl;
“Halogenated lower” such as 2,2,2-trichloroethyl, 2,2,2-tribromoethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, 2,2,2-trichloro-1, 1-dimethylethyl An alkyl group ";
Ethenyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-methyl-2-propenyl, 1-methyl-1-propenyl, 2-methyl-1-propenyl, 2-methyl-2-propenyl, 2-ethyl-2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 1-methyl-2-butenyl, 1-methyl-1-butenyl, 3-methyl-2-butenyl, 1-ethyl-2-butenyl, 3-butenyl, 1-methyl-3- Butenyl, 2-methyl-3-butenyl, 1-ethyl-3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 1-methyl-2-pentenyl, 2-methyl-2-pentenyl, 3-pentenyl, 1-methyl- 3-pentenyl, 2-methyl-3-pentenyl, 4-pentenyl, 1-methyl-4-pentenyl, 2-methyl-4-pentenyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl , 3-hexenyl, 4-hexenyl, 5-A "lower alkenyl group" such as hexenyl;
"Cycloalkyl groups" such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, norbornyl, adamantyl;
A “cyanated lower alkenyl group” such as 2-cyanobutenyl;
Benzyl, α-naphthylmethyl, β-naphthylmethyl, indenylmethyl, phenanthrenylmethyl, anthracenylmethyl, diphenylmethyl, triphenylmethyl, 1-phenethyl, 2-phenethyl, 1-naphthylethyl, 2-naphthyl Ethyl, 1-phenylpropyl, 2-phenylpropyl, 3-phenylpropyl, 1-naphthylpropyl, 2-naphthylpropyl, 3-naphthylpropyl, 1-phenylbutyl, 2-phenylbutyl, 3-phenylbutyl, 4-phenyl Butyl, 1-naphthylbutyl, 2-naphthylbutyl, 3-naphthylbutyl, 4-naphthylbutyl, 1-phenylpentyl, 2-phenylpentyl, 3-phenylpentyl, 4-phenylpentyl, 5-phenylpentyl, 1-naphthyl Pentyl, 2-naphthylpentyl , 3-naphthylpentyl, 4-naphthylpentyl, 5-naphthylpentyl, 1-phenylhexyl, 2-phenylhexyl, 3-phenylhexyl, 4-phenylhexyl, 5-phenylhexyl, 6-phenylhexyl, 1-naphthylhexyl "Aralkyl groups" such as 2-naphthylhexyl, 3-naphthylhexyl, 4-naphthylhexyl, 5-naphthylhexyl, 6-naphthylhexyl;
4-nitrobenzyl, 2- (4-nitrophenyl) ethyl, o-nitrobenzyl, 4-nitrobenzyl, 2,4-dinitrobenzyl, 4-chloro-2-nitrobenzyl, etc. An aralkyl group substituted with an aryl ring ";
“Aryl groups” such as phenyl, indenyl, naphthyl, phenanthrenyl, anthracenyl;
2-methylphenyl, 2,6-dimethylphenyl, 2-chlorophenyl, 4-chlorophenyl, 2,4-dichlorophenyl, 2,5-dichlorophenyl, 2-bromophenyl, 4-nitrophenyl, 4-chloro-2-nitrophenyl Such as a “lower alkyl group, a halogen atom, an aryl group substituted with a nitro group”,
Preferably, a “lower alkyl group”, “a lower alkyl group substituted with a cyano group”, “aralkyl group”, “nitro group, an aralkyl group with an aryl ring substituted with a halogen atom” or “lower alkyl group, halogen” Atom, aryl group substituted with nitro group ”, more preferably 2-cyanoethyl group, 2,2,2-trichloroethyl group, benzyl group, 2-chlorophenyl group or 4-chlorophenyl group.
[0028]
Examples of the “alkyl group having 1 to 6 carbon atoms” in the definition of the α group include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, tert-butyl, pentyl and hexyl. Examples thereof include straight-chain or branched alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, preferably alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably 1 or 2 carbon atoms. And most preferably a methyl group.
[0029]
R above 2 The “protecting group for nucleic acid synthesis of amino group” in the definition of is not particularly limited as long as it can stably protect an amino group during nucleic acid synthesis. For example, formyl, acetyl, propionyl, butyryl, Isobutyryl, pentanoyl, pivaloyl, valeryl, isovaleryl, octanoyl, decanoyl, 8-methylnonanoyl, 3-ethyloctanoyl, 3,7-dimethyloctanoyl, undecanoyl, tridecanoyl, hexadecanoyl, 14-methylpentadecanoyl, 13,13 -Alkylcarbonyl groups such as dimethyltetradecanoyl, 1-methylheptadecanoyl, nonadecanoyl, eicosanoyl and heinacosanoyl, carboxylated alkylcarbonyl groups such as succinoyl, glutaroyl, adipoyl, chloroacetyl, dioctyl Halogeno lower alkylcarbonyl groups such as loacetyl, trichloroacetyl, trifluoroacetyl, lower alkoxy lower alkylcarbonyl groups such as methoxyacetyl, unsaturated alkylcarbonyl groups such as (E) -2-methyl-2-butenoyl, etc. “Aliphatic acyl group”;
Arylcarbonyl groups such as benzoyl, α-naphthoyl, β-naphthoyl, halogenoarylcarbonyl groups such as 2-bromobenzoyl, 4-chlorobenzoyl, lower alkyls such as 2,4,6-trimethylbenzoyl, 4-toluoyl Arylcarbonyl groups, lower alkoxylated arylcarbonyl groups such as 4-anisoyl, 2-carboxybenzoyl, 3-carboxybenzoyl, carboxylated arylcarbonyl groups such as 4-carboxybenzoyl, 4-nitrobenzoyl, 2-nitrobenzoyl Nitrated arylcarbonyl groups such as; lower alkoxycarbonylated arylcarbonyl groups such as 2- (methoxycarbonyl) benzoyl; arylated arylcarbonyl groups such as 4-phenylbenzoyl; A sil group ";
“Lower alkoxycarbonyl groups” such as methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, t-butoxycarbonyl, isobutoxycarbonyl;
A “lower alkoxycarbonyl group substituted with a halogen or a tri-lower alkylsilyl group” such as 2,2,2-trichloroethoxycarbonyl, 2-trimethylsilylethoxycarbonyl;
“Alkenyloxycarbonyl groups” such as vinyloxycarbonyl and allyloxycarbonyl;
4-methylbenzyl, 2,4,6-trimethylbenzyl, 3,4,5-trimethylbenzyl, 4-methoxybenzyl, 4-methoxyphenyldiphenylmethyl, 4,4′-dimethoxytriphenylmethyl, 4,4 ′, 4 "-trimethoxytriphenylmethyl, 2-nitrobenzyl, 4-nitrobenzyl, 4-chlorobenzyl, 4-bromobenzyl," lower alkyl, lower alkoxy, halogen or cyano group with aryl ring A methyl group substituted with 1 to 3 aryl groups substituted with ";
“Aryl rings with 1 to 2 lower alkoxy or nitro groups such as benzyloxycarbonyl, 4-methoxybenzyloxycarbonyl, 3,4-dimethoxybenzyloxycarbonyl, 2-nitrobenzyloxycarbonyl, 4-nitrobenzyloxycarbonyl” Aralkyloxycarbonyl group which may be substituted ”, preferably substituted with 1 to 3 aryl groups in which the aryl ring is substituted with lower alkyl, lower alkoxy, halogen or cyano group Methyl group ”,“ aliphatic acyl group ”,“ aromatic acyl group ”or“ aralkyloxycarbonyl group in which the aryl ring may be substituted with 1 to 2 lower alkoxy or nitro groups ”, and more preferably Is a lower alkyl, lower alkoxy, halogen or cyano group Ar ring optionally substituted with 1 to 3 aryl groups substituted with 1 to 3 aryl groups ”,“ aliphatic acyl group ”or“ 1 to 2 lower alkoxy or nitro groups ” An “oxycarbonyl group”, particularly preferably a 4,4′-dimethoxytrityl group, a 4-monomethoxytrityl group, a trifluoroacetyl group or a benzyloxycarbonyl group.
[0030]
The above “phosphoramidite group” refers to the formula —P (OR 3a ) (NR 3b A group represented by the formula: 3a Represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cyanoalkyl group having 1 to 7 carbon atoms; 3b Represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and preferably has the formula -P (OC 2 H Four CN) (N (CH (CH Three ) 2 ) 2 ) Or a group represented by the formula -P (OCH Three ) (N (CH (CH Three ) 2 ) 2 ).
[0031]
Examples of the “halogen atom” in the definition of the α group include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and preferably a fluorine atom or a chlorine atom.
[0032]
R above 4a And R 4b In addition, the “alkyl group having 1 to 6 carbon atoms” in the definition of α group includes, for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, tert-butyl, pentyl and hexyl. Examples thereof include a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably a methyl group or an ethyl group.
[0033]
R above 4a And R 4b In addition, the protecting group for nucleic acid synthesis of the “hydroxyl group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis” in the definition of α group includes the above R 1 Examples thereof include the same groups as those exemplified in the “protecting group for hydroxyl group nucleic acid synthesis” in the definition, preferably “aliphatic acyl group” or “aromatic acyl group”, and more preferably , A benzoyl group.
[0034]
R above 4a And R 4b As a protecting group for nucleic acid synthesis of a “mercapto group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis” in the definition of α group, for example, the R 1 In addition to those mentioned as “protecting group for nucleic acid synthesis of hydroxyl group” in the definition of “groups”, “groups that form disulfides” such as alkylthio groups such as methylthio, ethylthio, tert-butylthio, arylthio groups such as benzylthio, etc. It is preferably an “aliphatic acyl group” or “aromatic acyl group”, and more preferably a benzoyl group.
[0035]
R above 4a And R 4b In addition, the protecting group for nucleic acid synthesis of the “amino group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis” in the definition of α group includes the above R 2 Examples thereof include the same groups as those exemplified in the “protecting group for nucleic acid synthesis of amino group” in the definition of A, preferably an “aliphatic acyl group” or “aromatic acyl group”, and more preferably Is a benzoyl group.
[0036]
R above 4a And R 4b In addition, as the “alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms” in the definition of α group, for example, methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, s-butoxy, tert-butoxy, pentyloxy, Examples thereof include straight-chain or branched alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms such as hexyloxy, preferably methoxy or ethoxy groups.
[0037]
R above 4a And R 4b In addition, examples of the “alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms” in the definition of α group include methylthio, ethylthio, propylthio, isopropylthio, butylthio, isobutylthio, s-butylthio, tert-butylthio, pentylthio, and hexylthio groups. Preferred is a methylthio or ethylthio group.
[0038]
R above 4a And R 4b In addition, the “alkylamino group substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms” in the definition of α group includes, for example, methylamino, ethylamino, propylamino, isopropylamino, butylamino, isobutylamino, s-butyl Amino, tert-butylamino, pentylamino, hexylamino, dimethylamino, diethylamino, dipropylamino, diisopropylamino, dibutylamino, diisobutylamino, di (s-butyl) amino, di (tert-butyl) amino, dipentylamino, A dihexylamino group can be mentioned, and a methylamino, ethylamino, dimethylamino or diethylamino group is preferred.
[0039]
R above 4a And R 4b Examples of the “C1-C7 cyanoalkoxy group” in the definition include cyanomethoxy, cyanoethoxy, cyanopropyloxy, cyanobutyloxy, cyanopentyloxy, cyanohexyloxy groups, and the like. Is a 2-cyanoethoxy group.
[0040]
The above “pharmacologically acceptable salt” refers to the nucleoside analog (1) of the present invention and the oligonucleotide analog containing the structure (1a), which can be converted into a salt. Such salts are preferably alkali metal salts such as sodium, potassium and lithium salts, alkaline earth metal salts such as calcium and magnesium salts, aluminum salts, iron salts, zinc salts, copper Metal salts such as salts, nickel salts and cobalt salts; inorganic salts such as ammonium salts, t-octylamine salts, dibenzylamine salts, morpholine salts, glucosamine salts, phenylglycine alkyl ester salts, ethylenediamine salts, N-methylglu Camin salt, guanidine salt, diethylamine salt, triethylamine salt, dicyclohexylamine salt, N, N'-dibenzyl ether Amine salts such as tyrylenediamine salt, chloroprocaine salt, procaine salt, diethanolamine salt, N-benzyl-phenethylamine salt, piperazine salt, tetramethylammonium salt, organic salt such as tris (hydroxymethyl) aminomethane salt; hydrogen fluoride Hydrohalates such as acid salts, hydrochlorides, hydrobromides, hydroiodides, inorganic acid salts such as nitrates, perchlorates, sulfates, phosphates; methanesulfonates, trifluoro Lower alkane sulfonates such as romethane sulfonate and ethane sulfonate, aryl sulfonates such as benzene sulfonate and p-toluene sulfonate, acetate, malate, fumarate and succinic acid Organic acid salts such as salts, citrate, tartrate, succinate, maleate; and glycine, lysine, arginine, Examples include amino acid salts such as runitin salts, glutamates, aspartates, and in the case of oligonucleotide analogues containing the nucleoside structure (1a), sodium salts, potassium salts and triethylamine salts are preferred, In the case of the nucleoside analog (1), the free form is preferred.
[0041]
In addition, the nucleoside analog (1) of the present invention and the oligonucleotide analog containing the structure (1a) are allowed to stand in the air to absorb water, adsorb water, or hydrate. Such salts are also encompassed by the present invention.
[0042]
Furthermore, the nucleoside analog (1) of the present invention and the oligonucleotide analog containing the structure (1a) may absorb some other solvent and become a solvate. Are also encompassed by the present invention.
[0043]
Specific examples of the compound (1) of the present invention include compounds shown in Table 1 and Table 2 below.
[0044]
In Table 1 and Table 2,
“Bn” is a benzyl group, “Bz” is a benzoyl group, “Me” is a methyl group, “PMBn” is a p-methoxybenzyl group, “MMTr” is 4-methoxytriphenylmethyl. “DMTr” represents a 4,4′-dimethoxytriphenylmethyl group, “TMTr” represents a 4,4 ′, 4 ″ -trimethoxytriphenylmethyl group, “TMS” represents a trimethylsilyl group, “TBDMS” represents a tert-butyldimethylsilyl group, “TBDPS” represents a tert-butyldiphenylsilyl group, “Tfa” represents a trifluoroacetyl group, and “Cbz” represents a benzyloxycarbonyl group. .
[0045]
[Table 1]
[0046]
[Chemical 6]
Figure 0004255227
[0047]
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
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Figure 0004255227
Figure 0004255227
[0048]
[Table 2]
[0049]
[Chemical 7]
Figure 0004255227
[0050]
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
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Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
In the above table, preferred compounds are compound numbers 1-3, 1-4, 1-7, 1-9, 1-10, 1-16, 1-17, 1-19, 1-20, 1-21. 1-22, 1-23, 1-27, 1-28, 1-31, 1-33, 1-34, 1-40, 1-41, 1-43, 1-44, 1-45, 1 -46, 1-47, 1-49, 1-50, 1-56, 1-57, 1-82, 1-83, 1-92, 1-93, 1-94, 1-95, 1-96 1-97, 1-98, 1-99, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-8, 2-9, 2-10, 2-13, 2 -14, 2-15, 2-16, 2-17, 2-18, 2-19, 2-20, 2-21, 2-22, 2-48, 2-59, 2-60, 2-61 , 2-74, 2-75, 2-76, 2-77, 2- 8, 2-79, 2-80, 2-81, 2-82, 2-83, 2-84, 2-85, 2-86, 2-87, 2-88 and 2-89 compounds Named
More preferable compounds include compound numbers 1-4, 1-22, 1-28, 1-46, 1-49, 1-50, 1-56, 1-57, 1-82, 1-83, 1- 96, 1-97, 1-98, 1-99, 2-3, 2-4, 2-6, 2-13, 2-14, 2-16, 2-21, 2-22, 2-48, 2-59, 2-60, 2-61, 2-82, 2-83, 2-84, 2-85, 2-86, 2-87, 2-88, and 2-89 are mentioned. ,
As the most preferred compounds,
Compound No. 2-4: 3′-amino-3′-deoxy-2′-O, 4′-C-methylene-5-methyluridine,
Compound No. 2-14: 3′-azido-3′-deoxy-2′-O, 4′-C-methylene-5-methyluridine,
Compound No. 2-36: 3′-azido-3′-deoxy-5′-O- (4,4′-dimethoxytrityl) -2′-O, 4′-C-methylene-5-methyluridine,
Compound No. 2-48: 3′-azido-5′-O-tert-butyldiphenylsilyl-3′-deoxy-2′-O, 4′-C-methylene-5-methyluridine,
as well as,
Compound No. 2-60: 3'-amino-3'-deoxy-5'-O- (4,4'-dimethoxytrityl) -2'-O, 4'-C-methylene-5-methyluridine
Compound No. 2-83: 3′-amino-3′-deoxy-3′-N- (4-monomethoxytrityl) -2′-O, 4′-C-methylene-5-methyluridine-5′-O -(2-Cyanoethyl N, N-diisopropyl) phosphoramidite
Can be given.
[0051]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Compound (1) of the present invention can be produced by Method A described below.
[0052]
[Chemical 8]
Figure 0004255227
[0053]
In the above process chart, R 1 , R 2 And B are as defined above.
[0054]
R 7 Represents a protecting group for a hydroxyl group, preferably an arylcarbonyl group such as benzoyl, α-naphthoyl, β-naphthoyl, a lower alkylated arylcarbonyl group such as 2,4,6-trimethylbenzoyl, 4-toluoyl. , An “aromatic acyl group” such as an arylated arylcarbonyl group such as 4-phenylbenzoyl, and more preferably a benzoyl group.
[0055]
R 8 Represents a protective group for a hydroxyl group, preferably a tri-lower alkylsilyl group such as trimethylsilyl, triethylsilyl, isopropyldimethylsilyl, t-butyldimethylsilyl, methyldiisopropylsilyl, methyldi-t-butylsilyl, triisopropylsilyl, A “silyl group” such as a tri-lower alkylsilyl group substituted with 1 to 2 aryl groups such as diphenylmethylsilyl, t-butyldiphenylsilyl, diphenylisopropylsilyl, phenyldiisopropylsilyl;
“Methyl groups substituted with 1 to 3 aryl groups” such as benzyl, α-naphthylmethyl, β-naphthylmethyl, diphenylmethyl, triphenylmethyl, α-naphthyldiphenylmethyl, 9-anthrylmethyl;
4-methylbenzyl, 2,4,6-trimethylbenzyl, 3,4,5-trimethylbenzyl, 4-methoxybenzyl, 4-methoxyphenyldiphenylmethyl, 4,4′-dimethoxytriphenylmethyl, 4,4 ′, 4 "-trimethoxytriphenylmethyl, 2-nitrobenzyl, 4-nitrobenzyl, 4-chlorobenzyl, 4-bromobenzyl, 4-cyanobenzyl" lower alkyl, lower alkoxy, halogen, cyano group with aryl ring Is a methyl group substituted with 1 to 3 substituted aryl groups, more preferably a trimethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, a t-butyldiphenylsilyl group, a benzyl group, a triphenylmethyl group. 4-methoxybenzyl group, 4-methoxyphenyldiphenylmethyl group, 4,4′-dimeth Shi triphenylmethyl group or 4,4 ', 4 "- trimethoxy triphenylmethyl group.
[0056]
R 9 Represents a leaving group, preferably a lower alkylsulfonyl group such as methanesulfonyl or ethanesulfonyl, a halogen-substituted lower alkylsulfonyl group such as trifluoromethanesulfonyl, or an arylsulfonyl group such as p-toluenesulfonyl. More preferably a methanesulfonyl or p-toluenesulfonyl group.
[0057]
R Ten Represents a protecting group for a hydroxyl group, preferably formyl, acetyl, propionyl, butyryl, isobutyryl, pentanoyl, pivaloyl, valeryl, isovaleryl, octanoyl, decanoyl, 1-methylheptadecanoyl, nonadecanoyl, icosanoyl and heinacosanoyl Carboxylated alkylcarbonyl groups such as alkylcarbonyl groups, succinoyl, glutaroyl, adipoyl, halogeno lower alkylcarbonyl groups such as chloroacetyl, dichloroacetyl, trichloroacetyl, trifluoroacetyl, lower alkoxy lower alkylcarbonyl groups such as methoxyacetyl An "aliphatic acyl group" such as an unsaturated alkylcarbonyl group such as (E) -2-methyl-2-butenoyl;
Arylcarbonyl groups such as benzoyl, α-naphthoyl, β-naphthoyl, halogenoarylcarbonyl groups such as 2-bromobenzoyl, 4-chlorobenzoyl, lower alkyls such as 2,4,6-trimethylbenzoyl, 4-toluoyl Arylcarbonyl groups, lower alkoxylated arylcarbonyl groups such as 4-anisoyl, 2-carboxybenzoyl, 3-carboxybenzoyl, carboxylated arylcarbonyl groups such as 4-carboxybenzoyl, 4-nitrobenzoyl, 2-nitrobenzoyl Nitrated arylcarbonyl groups such as; lower alkoxycarbonylated arylcarbonyl groups such as 2- (methoxycarbonyl) benzoyl; arylated arylcarbonyl groups such as 4-phenylbenzoyl; A "silyl group", more preferably an "aliphatic acyl group", and particularly preferably an acetyl group.
[0058]
B 1 Represents a purin-9-yl or 2-oxo-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group optionally having one or more arbitrary substituents selected from the following α1 group.
(Α1 group)
Hydroxyl group,
A hydroxyl group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis,
An alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms,
Mercapto group,
A mercapto group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis,
An alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms,
An amino group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis,
An amino group substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms,
An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and
Halogen atom.
[0059]
Method A is a method for obtaining target compounds (1a), (1b) and (1c) by using compound (2) as a starting material and introducing substituent B, followed by cyclization.
[0060]
Here, the raw material compound (2) was obtained by using commercially available diacetone-D-glucose as a starting material (OT Schmidt, Methods in Carbohydr. Chem., 4, 318 (1964); JS Brimacombe and OA Ching, Carbhyd. Res., 8, 82 (1968); TF Tam and B. Fraser-Reid, Can. J. Chem., 57, 2818 (1979); SA Suzhkov, Nucleosides & Nucleotides, 13, 2283 (1994)) It can be manufactured similarly.
[0061]
Hereinafter, each step of Method A will be described in detail.
<Method A>
(Step A-1)
This step is a step of producing the compound (3) by deprotecting the protective group for the primary hydroxyl group of the starting compound (2) in the presence of a base in an inert solvent.
[0062]
The solvent to be used is not particularly limited as long as it is used in a usual hydrolysis reaction. For example, water; alcohols such as methanol, ethanol and n-propanol, ethers such as tetrahydrofuran and dioxane. Or a mixed solvent of water and the above organic solvent is used, and alcohols are preferable.
[0063]
The base to be used is not particularly limited as long as it does not affect other parts of the compound, but preferably metal alkoxides such as sodium methoxide; sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate Alkali metal carbonates such as: alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, barium hydroxide, or ammonia, ammonia such as concentrated ammonia-methanol, preferably , Alkali metal carbonate.
[0064]
The reaction temperature and reaction time vary depending on the starting materials, the solvent, the base used, and the like, and are not particularly limited, but are usually 0 to 150 ° C. for 1 to 10 hours in order to suppress side reactions.
[0065]
After completion of the reaction, the target compound (3) of this reaction is collected from the reaction mixture according to a conventional method. For example, neutralize the reaction solution, concentrate the reaction mixture, add water and an immiscible organic solvent such as ethyl acetate, wash with water, separate the organic layer containing the target compound, dry over anhydrous sodium sulfate, etc. Obtained by distilling off the solvent.
[0066]
If necessary, the obtained compound can be further purified by a conventional method such as recrystallization, silica gel column chromatography and the like.
[0067]
(Step A-2)
This step is a step for producing a compound (4) by reacting a compound (3) obtained in the step A-1 with a hydroxyl protecting agent in the presence of a base in an inert solvent.
[0068]
The solvent used is not particularly limited as long as it does not inhibit the reaction and dissolves the starting material to some extent. For example, aliphatic hydrocarbons such as hexane and heptane; benzene, toluene, xylene and the like. Aromatic hydrocarbons; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene; esters such as ethyl formate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, diethyl carbonate Ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether; nitriles such as acetonitrile and isobutyronitrile; formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethyl Acetamide, N- methyl-2-pyrrolidone, N- methylpyrrolidinone, there may be mentioned amides such as hexamethylphosphoric triamide, preferably a methylene chloride.
[0069]
The base used is not particularly limited as long as it is used as a base in a normal reaction. For example, N-methylmorpholine, triethylamine, tributylamine, diisopropylethylamine, dicyclohexylamine, N-methylpiperidine, Pyridine, 4-pyrrolidinopyridine, picoline, 4- (N, N-dimethylamino) pyridine, 2,6-di (tert-butyl) -4-methylpyridine, quinoline, N, N-dimethylaniline, N, N -Organic bases such as diethylaniline can be mentioned, but triethylamine is preferred.
[0070]
Examples of the protective agent used include t-butyldimethylsilyl chloride, trimethylsilyl chloride, triethylsilyl chloride, triethylsilyl bromide, triisopropylsilyl chloride, dimethylisopropylsilyl chloride, diethylisopropylsilyl chloride, t-butyldiphenylsilyl chloride. , Silyl halides such as diphenylmethylsilyl chloride, triphenylsilyl chloride, 4-methoxytriphenylmethyl chloride, 4,4'-dimethoxytriphenylmethyl chloride, 4,4 ', 4''-trimethoxytriphenylmethyl Examples include trityl halides such as chloride, aralkyl halides such as benzyl chloride, benzyl bromide, and p-methoxybenzyl bromide, and preferably t-butyl diphenyl. A silyl chloride.
[0071]
The reaction temperature is usually from −20 ° C. to the reflux temperature of the solvent used, and preferably from 0 ° C. to the reflux temperature of the solvent used.
[0072]
While the reaction time mainly varies depending on the reaction temperature, the raw material compound, the base used or the type of solvent used, it is usually 10 minutes to 3 days, preferably 1 hour to 24 hours.
[0073]
After completion of the reaction, the target compound (4) of this reaction is collected from the reaction mixture according to a conventional method. For example, neutralize the reaction solution, add an immiscible organic solvent such as water and ethyl acetate, wash with water, separate the organic layer containing the target compound, dry with anhydrous sodium sulfate, etc., and then evaporate the solvent. It is obtained by.
[0074]
The obtained compound can be further purified by a conventional method, for example, recrystallization, silica gel column chromatography, etc., if necessary, particularly when a compound in which R8 is introduced into an undesirable hydroxyl group is generated.
[0075]
(Step A-3)
This step is a step of producing a compound (5) by reacting a leaving group introduction reagent with the compound (4) obtained in the step A-2 in an inert solvent in the presence of a base catalyst.
[0076]
Examples of the solvent used include aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, ligroin and petroleum ether; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride and dichloroethane. Halogenated hydrocarbons such as chlorobenzene and dichlorobenzene; esters such as ethyl formate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate and diethyl carbonate; diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether Ethers such as acetone, ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, isophorone and cyclohexanone; nitro compounds such as nitroethane and nitrobenzene; aceto Nitriles such as tolyl and isobutyronitrile; amides such as formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylpyrrolidinone and hexamethylphosphorotriamide Examples thereof include sulfoxides such as sulfolane; pyridines, and methylene chloride is preferable.
[0077]
The base catalyst used is preferably a base such as triethylamine, pyridine or dimethylaminopyridine.
[0078]
Examples of the leaving group introduction reagent to be used include alkylsulfonyl halides such as methanesulfonyl chloride and ethanesulfonyl bromide; arylsulfonyl halides such as p-toluenesulfonyl chloride, and preferably Methanesulfonyl chloride and p-toluenesulfonyl chloride.
[0079]
While the reaction temperature varies depending on the raw material compound, solvent, leaving group introduction reagent and base catalyst used, it is generally 0 ° C. to 50 ° C., preferably 10 ° C. to 40 ° C.
[0080]
The reaction time varies depending on the raw material compound used, the solvent, the leaving group introduction reagent, the base catalyst, and the reaction temperature, but is usually 10 minutes to 24 hours, and preferably 1 to 15 hours.
[0081]
After completion of the reaction, the target compound (5) of this reaction is collected from the reaction mixture according to a conventional method. For example, neutralize the reaction solution, concentrate the reaction mixture, add water and an immiscible organic solvent such as ethyl acetate, wash with water, separate the organic layer containing the target compound, dry over anhydrous sodium sulfate, etc. Obtained by distilling off the solvent.
[0082]
If necessary, the obtained compound can be further purified by a conventional method such as recrystallization, silica gel column chromatography and the like.
[0083]
(Step A-4)
This step is a step for producing a compound (6) by reacting an acid anhydride with the compound (5) obtained in the step A-3 in the presence of an acid catalyst in a solvent.
[0084]
Examples of the solvent used include ethers such as diethyl ether, dioxane and tetrahydrofuran; nitriles such as acetonitrile and isobutyronitrile; formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N Examples include amides such as -methyl-2-pyrrolidone, N-methylpyrrolidinone, hexamethylphosphorotriamide; organic acids such as acetic acid, and preferably acetic acid.
[0085]
Examples of the acid catalyst used include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid, and sulfuric acid (particularly concentrated sulfuric acid) is preferred.
[0086]
Examples of the acid anhydride to be used include anhydrides of lower aliphatic carboxylic acids such as acetic anhydride and propionic anhydride, and acetic anhydride is preferable.
[0087]
The reaction temperature varies depending on the raw material compound, solvent, acid catalyst, and acid anhydride to be used, but is usually 0 ° C. to 50 ° C., preferably 10 to 40 ° C.
[0088]
While the reaction time varies depending on the raw material compound, solvent, acid catalyst, acid anhydride, and reaction temperature used, it is usually 10 minutes to 12 hours, preferably 30 minutes to 6 hours.
[0089]
After completion of the reaction, the target compound (6) of this reaction is collected from the reaction mixture according to a conventional method. For example, it can be obtained by adding an immiscible organic solvent such as water and ethyl acetate, washing with water, separating the organic layer containing the target compound, drying over anhydrous sodium sulfate and the like, and then distilling off the solvent.
[0090]
If necessary, the obtained compound can be further purified by a conventional method such as recrystallization, silica gel column chromatography and the like.
[0091]
(Step A-5)
In this step, compound (6) obtained in step A-4 in an inert solvent in the presence of an acid catalyst is converted into a literature (H. Vorbrueggen, K. Krolikiewicz and B, Bennua, Chem. Ber., 114, 1234). -1255 (1981)), a compound (7) is produced by reacting a trimethylsilyl compound corresponding to purine or pyrimidine which may have a desired substituent.
[0092]
Solvents used include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene and dichlorobenzene; acetonitrile Nitriles such as isobutyronitrile; amides such as formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylpyrrolidinone, hexamethylphosphorotriamide Carbon sulfide and the like can be mentioned, and 1,2-dichloroethane is preferred.
[0093]
As the acid catalyst used, for example, AlCl Three , SnCl Four , TiCl Four , ZnCl 2 , BF Three And Lewis acid catalysts such as trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate, preferably tin tetrachloride (SnCl Four ).
[0094]
The reaction temperature varies depending on the raw material compound, the solvent and the acid catalyst used, but is usually 0 to 100 ° C., preferably 30 to 80 ° C.
[0095]
While the reaction time varies depending on the raw material compound, solvent, acid catalyst, and reaction temperature used, it is generally 1 hour to 3 days, preferably 1 hour to 2 days.
[0096]
After completion of the reaction, the target compound (7) of this reaction is collected from the reaction mixture according to a conventional method. For example, neutralize the reaction solution, add water and an immiscible organic solvent such as ethyl acetate or methylene chloride, wash with water, separate the organic layer containing the target compound, dry over anhydrous sodium sulfate, etc., and then remove the solvent. It is obtained by leaving.
[0097]
If necessary, the obtained compound can be further purified by a conventional method such as recrystallization, silica gel column chromatography and the like.
[0098]
(Step A-6)
This step is a step of producing compound (1a) by cyclizing compound (7) obtained in step A-5 in the presence of a base catalyst in an inert solvent.
[0099]
The solvent to be used is not particularly limited as long as it does not inhibit the reaction and dissolves the starting material to some extent. Preferably, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, Alcohols such as t-butanol, isoamyl alcohol, diethylene glycol, glycerin, octanol, cyclohexanol and methyl cellosolve can be mentioned, and methanol is more preferred.
[0100]
Examples of the base catalyst used include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate; alkalis such as sodium methoxide and sodium ethoxide Metal alkoxide; ammonia water and the like can be mentioned, and an alkali metal carbonate is preferable, and potassium carbonate is more preferable.
[0101]
The reaction temperature varies depending on the raw material compound, solvent and base catalyst used, but is usually 0 ° C. to 50 ° C., preferably 10 ° C. to 30 ° C.
[0102]
While the reaction time varies depending on the raw material compound, solvent, base catalyst and reaction temperature used, it is generally 1 hour to 3 days, preferably 3 hours to 2 days.
[0103]
After completion of the reaction, the target compound (1a) of this reaction is collected from the reaction mixture according to a conventional method. For example, the reaction mixture is concentrated, water and an immiscible organic solvent such as ethyl acetate are added, washed with water, the organic layer containing the target compound is separated, dried over anhydrous sodium sulfate, and the solvent is distilled off. can get.
[0104]
If necessary, the obtained compound can be further purified by a conventional method such as recrystallization, silica gel column chromatography and the like.
[0105]
(Step A-7)
This step is a step for producing a compound (1b) by reacting a deprotection reagent with the compound (1a) obtained in the step A-6 in an inert solvent. However, when deprotection is unnecessary, the process can proceed to the next process without performing this process.
[0106]
The deprotection method varies depending on the type of protecting group, but is not particularly limited as long as it does not cause other side reactions. For example, “Protective Groups in Organic Synthesis” (Theodora W. Greene, 1981, A Wiley-Interscience Publication).
[0107]
In addition, when a plurality of different types of protecting groups are present, these methods can be appropriately combined to perform deprotection sequentially.
[0108]
In particular, the protecting group is (1) “aliphatic acyl group or aromatic acyl group”, (2) “methyl group substituted with 1 to 3 aryl groups” or “lower alkyl, lower alkoxy, halogen, cyano” In the case of “methyl group substituted with 1 to 3 aryl groups in which the aryl ring is substituted with a group” and (3) “silyl group”, it can be carried out by the following method.
(1) In the case of an aliphatic acyl group and an aromatic acyl group, the reaction is usually carried out by reacting a base in an inert solvent.
[0109]
The solvent to be used is not particularly limited as long as it is used in a usual hydrolysis reaction. For example, water; alcohols such as methanol, ethanol and n-propanol, ethers such as tetrahydrofuran and dioxane. Or a mixed solvent of water and the above organic solvent is used, and alcohols are preferable.
[0110]
The base to be used is not particularly limited as long as it does not affect other parts of the compound, but preferably metal alkoxides such as sodium methoxide; sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate Alkali metal carbonates such as: alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, barium hydroxide, or ammonia, ammonia such as concentrated ammonia-methanol, preferably , Alkali metal carbonate.
[0111]
The reaction temperature and reaction time vary depending on the starting materials, the solvent, the base used, and the like, and are not particularly limited, but are usually 0 to 150 ° C. for 1 to 10 hours in order to suppress side reactions.
[0112]
After completion of the reaction, the target compound (1b) of this reaction is collected from the reaction mixture according to a conventional method. For example, the reaction mixture is concentrated, water and an immiscible organic solvent such as ethyl acetate are added, washed with water, the organic layer containing the target compound is separated, dried over anhydrous sodium sulfate, and the solvent is distilled off. can get.
[0113]
If necessary, the obtained compound can be further purified by a conventional method such as recrystallization or silica gel column chromatography.
(2) The protecting group is substituted with “1 to 3 aryl groups substituted with 1 to 3 aryl groups” or “1 to 3 aryl groups with the aryl ring substituted with lower alkyl, lower alkoxy, halogen or cyano group” In the case of “methyl group”, the reaction is carried out using a reducing agent in an inert solvent.
[0114]
The solvent used is preferably an alcohol such as methanol, ethanol or isopropanol; an ether such as diethyl ether, tetrahydrofuran or dioxane; an aromatic hydrocarbon such as toluene, benzene or xylene; hexane, Examples thereof include aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane; esters such as ethyl acetate and propyl acetate; organic acids such as acetic acid or a mixed solvent of these organic solvents and water.
[0115]
The reducing agent to be used is not particularly limited as long as it is usually used for a catalytic reduction reaction, but preferably palladium carbon, Raney nickel, platinum oxide, platinum black, rhodium-aluminum oxide, triphenylphosphine. -Rhodium chloride, palladium-barium sulfate can be mentioned.
[0116]
The pressure is not particularly limited, but is usually 1 to 10 atmospheres.
[0117]
The reaction temperature is 0 ° C to 60 ° C, preferably 20 to 40 ° C.
[0118]
The reaction time is 10 minutes to 24 hours, preferably 1 to 3 hours.
[0119]
After completion of the reaction, the target compound (1b) of this reaction is collected from the reaction mixture according to a conventional method. For example, the reducing agent is removed from the reaction mixture, water and an immiscible organic solvent such as ethyl acetate are added, washed with water, the organic layer containing the target compound is separated, dried over anhydrous sodium sulfate, etc., and the solvent is distilled off. It is obtained by leaving.
[0120]
If necessary, the obtained compound can be further purified by a conventional method such as recrystallization, silica gel column chromatography and the like.
[0121]
In the case of a “methyl group substituted with three aryl groups”, that is, a trityl group, the reaction can be performed using an acid.
[0122]
In this case, examples of the solvent used include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; halogenated compounds such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, and dichlorobenzene. Hydrocarbons; alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol and tert-butanol; nitriles such as acetonitrile and isobutyronitrile; formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N Amides such as -methyl-2-pyrrolidone, N-methylpyrrolidinone, hexamethylphosphorotriamide; organic acids such as acetic acid, preferably organic acids (particularly acetic acid) or alcohols ( In particular, tert-butanol).
[0123]
The acid used is preferably acetic acid or trifluoroacetic acid.
[0124]
The reaction temperature is 0 ° C to 60 ° C, preferably 20 to 40 ° C.
[0125]
The reaction time is 10 minutes to 24 hours, preferably 1 to 3 hours.
[0126]
After completion of the reaction, the target compound (1b) of this reaction is collected from the reaction mixture according to a conventional method. For example, neutralize the reaction mixture, add an immiscible organic solvent such as water and ethyl acetate, wash with water, separate the organic layer containing the target compound, dry with anhydrous sodium sulfate, etc., and then evaporate the solvent. It is obtained with.
[0127]
If necessary, the obtained compound can be further purified by a conventional method such as recrystallization, silica gel column chromatography and the like.
(3) When the protecting group is a “silyl group”, it is usually treated with a compound that generates a fluorine anion such as tetrabutylammonium fluoride, hydrofluoric acid, hydrofluoric acid-pyridine, or potassium fluoride. Alternatively, it can be removed by treatment with acetic acid, methanesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid, trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid or an inorganic acid such as hydrochloric acid.
[0128]
In addition, when removing with a fluorine anion, reaction may be accelerated | stimulated by adding organic acids, such as formic acid, an acetic acid, and propionic acid.
[0129]
The solvent to be used is not particularly limited as long as it does not inhibit the reaction and dissolves the starting material to some extent. Ethers; nitriles such as acetonitrile and isobutyronitrile; water; organic acids such as acetic acid and mixed solvents thereof.
[0130]
The reaction temperature is 0 ° C. to 100 ° C., preferably 20 to 70 ° C.
[0131]
The reaction time is 5 minutes to 48 hours, preferably 1 to 24 hours.
[0132]
After completion of the reaction, the target compound (1b) of this reaction is collected from the reaction mixture according to a conventional method. For example, the solvent can be distilled off and purified by silica gel column chromatography.
[0133]
(Step A-8)
In this step, the azide group of compound (1b) obtained in step A-7 is reduced to an amino group in an inert solvent in the presence of hydrogen and a catalyst, and the amino group is optionally protected. This is a step for producing compound (1c).
[0134]
The solvent to be used is not particularly limited as long as it does not participate in this reaction, but preferably alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane, toluene , Aromatic hydrocarbons such as benzene and xylene, aliphatic hydrocarbons such as hexane and cyclohexane, esters such as ethyl acetate and propyl acetate, formamide, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methyl-2- Amides such as pyrrolidone and hexamethylphosphorotriamide, fatty acids such as formic acid and acetic acid, water, or a mixed solvent thereof are used.
[0135]
The catalyst to be used is not particularly limited as long as it is usually used for the catalytic reduction reaction, but preferably palladium carbon, palladium black, Raney nickel, platinum oxide, platinum black, rhodium-aluminum oxide, Triphenylphosphine-rhodium chloride and palladium-barium sulfate are used.
[0136]
The pressure is not particularly limited, but is usually 1 to 10 atmospheres.
[0137]
The reaction temperature and reaction time vary depending on the starting material, solvent, catalyst type, etc., but are generally 0 ° C. to 100 ° C. (preferably 20 ° C. to 40 ° C.), 5 minutes to 48 hours (preferably 30 Minutes to 10 hours).
[0138]
After completion of the reaction, the target compound (1c) of this reaction is collected from the reaction mixture according to a conventional method. For example, it can be obtained by removing the catalyst by filtration and distilling off the solvent.
[0139]
Here, if desired, the amino group can be protected according to the method described in the aforementioned literature (Protective Groups in Organic Synthesis).
[0140]
Furthermore, if desired, the mono-substituted-chloro (alkoxy) phosphine or disubstituted-alkoxyphosphine usually used for amidite formation is reacted in an inert solvent to convert the 5'-hydroxyl group to H-phosphonate, or phosphoro Amidite can be formed.
[0141]
The solvent used is not particularly limited as long as it does not affect the reaction, but preferably ethers such as tetrahydrofuran, diethyl ether, dioxane; methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane. , Halogenated hydrocarbons such as chlorobenzene and dichlorobenzene.
[0142]
Examples of mono-substituted chloro (alkoxy) phosphines used include chloro (morpholino) methoxyphosphine, chloro (morpholino) cyanoethoxyphosphine, chloro (dimethylamino) methoxyphosphine, chloro (dimethylamino) cyanoethoxyphosphine, chloro Examples include phosphines such as (diisopropylamino) methoxyphosphine and chloro (diisopropylamino) cyanoethoxyphosphine, preferably chloro (morpholino) methoxyphosphine, chloro (morpholino) cyanoethoxyphosphine, and chloro (diisopropylamino) methoxyphosphine. Chloro (diisopropylamino) cyanoethoxyphosphine.
[0143]
In the case of using mono-substituted chloro (alkoxy) phosphines, a deoxidizing agent is used. In this case, as the deoxidizing agent used, heterocyclic amines such as pyridine and dimethylaminopyridine, trimethylamine, Aliphatic amines such as triethylamine and diisopropylamine are listed, and aliphatic amines (particularly diisopropylamine) are preferred.
[0144]
Examples of the di-substituted alkoxyphosphine used include bis (diisopropylamino) cyanoethoxyphosphine, bis (diethylamino) methanesulfonylethoxyphosphine, bis (diisopropylamino) (2,2,2-trichloroethoxy) phosphine, and bis Examples include phosphines such as (diisopropylamino) (4-chlorophenylmethoxy) phosphine, and bis (diisopropylamino) cyanoethoxyphosphine is preferable.
[0145]
When using di-substituted-alkoxyphosphines, an acid is used. In this case, the acid used is preferably tetrazole, acetic acid or p-toluenesulfonic acid.
[0146]
The reaction temperature is not particularly limited, but is usually 0 to 80 ° C., and preferably room temperature.
[0147]
While the reaction time varies depending on the raw materials, reagents, temperature, etc. used, it is generally 5 minutes to 30 hours, and preferably 30 minutes to 10 hours when reacted at room temperature.
[0148]
After completion of the reaction, for example, the target compound is appropriately neutralized from the reaction mixture. If insolubles exist, the target compound is removed by filtration, and then water and an immiscible organic solvent such as ethyl acetate are added and washed with water. Thereafter, the organic layer containing the target compound is separated, dried over anhydrous magnesium sulfate or the like, and then the solvent is distilled off. If necessary, the obtained target compound can be further purified by a conventional method such as recrystallization, reprecipitation or chromatography.
[0149]
If desired, 5'-hydroxyl group can be reacted with tris- (1,2,4-triazolyl) phosphite in an inert solvent, and then added with water to form H-phosphonate.
[0150]
The reaction temperature is not particularly limited, but is usually −20 to 100 ° C., preferably 10 to 40 ° C.
[0151]
While the reaction time varies depending on the raw materials, reagents, temperature, etc. used, it is generally 5 minutes to 30 hours, and preferably 30 minutes when reacted at room temperature.
After completion of the reaction, the target compound of this reaction is, for example, appropriately neutralized the reaction mixture, and if insolubles are present, it is removed by filtration, and then an immiscible organic solvent such as water and ethyl acetate is removed. In addition, after washing with water, the organic layer containing the target compound is separated, dried over anhydrous magnesium sulfate and the like, and then the solvent is distilled off. If necessary, the obtained target compound can be further purified by a conventional method such as recrystallization, reprecipitation or chromatography.
[0152]
Using the compound (1d) of the present invention, N3′-P5′-type oligonucleotide analogs of the present invention in which a nitrogen atom at the 3 ′ position and an oxygen atom at the 5 ′ position are bonded with phosphoric acid by the method B described below The body can be synthesized.
[0153]
[Chemical 9]
Figure 0004255227
[0154]
In the above process chart, B 1 And R 8 Is the same as described above, but the formula (1d) B 1 And B in equation (8) 1 And may be the same or different.
[0155]
R 11 Indicates a resin commonly used in the synthesis of oligonucleotides, such as succinic acid controlled pore glass (CPG) or tentagel.
[0156]
CEO represents a 2-cyanoethoxy group.
[0157]
Hereinafter, each step of Method B will be described in detail.
(Process B-1)
This step is an oxidative phosphorylation coupling in which compound (8) is reacted with compound (1d) to produce compound (9). Reference (1) (Nucleic Acids Research, Vol. 23, No. 14, pp. 2661-2668, 1995).
[0158]
In the compound (1d), in the compound (1c) obtained in step A-8, when the hydroxyl group at the 5 ′ position is protected and an amino group is present in the base B, the amino group is protected. It is a compound.
[0159]
Moreover, a compound (8) is a compound which can be synthesize | combined like the literature (1) from the compound (1c) obtained at A-8 process.
(Step B-2)
This step is a step of synthesizing an oligonucleotide from the compound (9) obtained in Step B-1.
[0160]
First, the hydroxyl-protecting group R of the compound (9) using the above-mentioned method A-7. 8 Next, phosphorylation is carried out in the same manner as in the literature (1), and further, the compound (1d) is reacted in the same manner as in the above B-1 step, and this cycle is repeated to synthesize an oligonucleotide. can do.
[0161]
The chain length of the resulting oligonucleotide analog is usually 2 to 50, preferably 5 to 30, nucleoside units.
[0162]
The N3′-P5′-type oligonucleotide of the present invention in which the 3′-position nitrogen atom and the 5′-position oxygen atom are bonded with phosphoric acid using the compound (1e) of the present invention and the C method described below. Analogs can be synthesized.
[0163]
[Chemical Formula 10]
Figure 0004255227
[0164]
In the above process chart, B 1 , R Three And R 11 Is as defined above, but B in formula (1e) 1 And B in equation (10) 1 And may be the same or different.
[0165]
Hereinafter, each step of Method C will be described in detail.
(Step C-1)
In this step, the protecting group R of 3′-amino group of compound (10) is synthesized using the method of the aforementioned step A-8. Three Is a step of producing compound (11) by reacting compound (1e) with the resulting compound, which is described in Document (1) (Nucleic Acids Research, Vol. 26, No. 18, pp. 4160). -4167, 1998).
[0166]
In addition, compound (1e) is compound (1c) obtained in step A-8. 4a ) R 4b (R 4a And R 4b Is a compound having the same meaning as described above and having an amino group protected when an amino group is present in the base B.
[0167]
In addition, compound (10) can be obtained from compound (1c) obtained in step A-8, literature (1) or literature (2) (Oligonulcotide synthesis. A practical approach, edited by MJGait, (1984) IRL Press Limited pp35- It can be synthesized in the same manner as 81).
(Step C-2)
This step is a step of synthesizing an oligonucleotide from the compound (11) obtained in Step C-1.
[0168]
In the same manner as in step C-1, the protecting group R for the 3′-amino group of compound (11) Three The compound (1e) is reacted with the deprotected one. By repeating this cycle, an oligonucleotide can be synthesized, and a high-purity oligonucleotide can be obtained by deprotection and purification in the same manner as in literature (1) or literature (2). Moreover, it is possible to synthesize a desired oligonucleotide by using Universal Q Support or Universal Support (manufactured by Glen Research) instead of the compound (11) used in Step C-1 and Step C-2. it can.
[0169]
The chain length of the resulting oligonucleotide analog is usually 2 to 50, preferably 5 to 30, nucleoside units.
[0170]
The resulting oligonucleotide analog is difficult to be decomposed by various nucleases and can exist in the living body for a long time after administration to the living body. In addition, for example, by forming a stable duplex with mRNA, the biosynthesis of the pathogenic protein is inhibited, or a triplex is formed with the double-stranded DNA in the genome, and transcription into mRNA is performed. Can also be inhibited, and the growth of viruses that infect cells can be suppressed.
[0171]
Therefore, the oligonucleotide analog of the present invention is expected as a pharmaceutical agent that inhibits the action of specific genes, including antitumor agents and antiviral agents, and treats diseases.
[0172]
The oligonucleotide analog of the present invention can be formulated into a parenteral preparation by mixing conventional auxiliaries such as a buffer and / or a stabilizer, or a liposome preparation. Further, as a topical preparation, a conventional pharmaceutical carrier can be blended to prepare an ointment, cream, liquid or salve.
[0173]
The amount used varies depending on symptoms, age, administration method, and the like, but for example, per dose, 0.001 mg / kg body weight (preferably 0.01 mg / kg body weight) as the lower limit and 100 mg / kg body weight (upper limit) Preferably, 10 mg / kg body weight) is used once to several times per day depending on the symptoms.
[0174]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Reference Examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.
[0175]
【Example】
Example 1
3'-azido-5'-O-tert-butyldiphenylsilyl-3'-deoxy-2'-O, 4'-C-methylene-5-methyluridine (Exemplary Compound No. 2-48)
To a methanol solution (7 ml) of the compound of Reference Example 5 (200 mg, 0.27 mmol) was added potassium carbonate (41 mg, 0.29 mmol) at 0 ° C., and the mixture was stirred at room temperature for 4.5 hours, and further potassium carbonate (34 mg , 0.25 mmol) and stirred for 23 hours. Methanol was distilled off, water was added to the residue, and the mixture was extracted with ethyl acetate and washed with saturated brine. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off, and the residue was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate: n-hexane = 2: 1). The target product was colorless crystals (142 mg, 0.27 mmol, 100%) Got as.
mp 93-95 ° C.
IR νmax (KBr): 3169, 3047, 2956, 2888, 2859, 2117, 1696, 1275, 1109 cm -1 .
1 H-NMR (CDCl Three ) Δ: 1.12 (9H, s), 1.65 (3H, s), 3.78, 3.84 (2H, AB, J = 8 Hz), 3.90, 4.08 (2H, AB, J = 12.5 Hz), 4.02 (1H, s ), 4.67 (1H, s), 5.67 (1H, s), 7.54 (1H, s), 7.39-7.48 (6H, m), 7.67-7.71 (4H, m), 8.46 (1H, br s).
13 C-NMR (CDCl Three ) Δ: 12.3, 19.5, 27.0, 58.7, 60.3, 71.4, 77.2, 78.6, 87.2, 90.1, 110.8, 128.0, 130.1, 130.2, 131.7, 132.3, 133.7, 135.1, 135.4, 149.6, 163.6.
(Example 2)
3'-azido-3'-deoxy-2'-O, 4'-C-methylene-5-methyluridine (Exemplified Compound No. 2-14)
Under a nitrogen stream, tetrabutylammonium fluoride (1.0 M in THF, 290 μl, 0.29 mmol) was added to an anhydrous tetrahydrofuran solution (5 ml) of the compound of Example 1 (140 mg, 0.26 mmol), and at room temperature for 1 hour. Stir. After evaporation of the solvent, the residue was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate: n-hexane = 25: 1) to obtain the desired product as a white powder (65.7 mg, 0.22 mmol, 85%).
mp 94-96 ° C.
IR νmax (KBr): 3163, 3046, 2118, 1692, 1468, 1273, 1062 cm -1 .
1 H-NMR (CD Three OD) δ: 1.89 (3H, s), 3.76, 3.86 (2H, AB, J = 8 Hz), 3.85, 3.95 (2H, AB, J = 13 Hz), 4.03 (1H, s), 4.58 (1H, s), 5.58 (1H, s), 7.70 (1H, s).
13 C-NMR (CD Three OD) δ: 12.8, 57.3, 61.2, 72.4, 79.8, 88.3, 91.0, 110.8, 136.3, 151.5, 166.1.
(Example 3)
3′-amino-3′-deoxy-2′-O, 4′-C-methylene-5-methyluridine (Exemplified Compound Nos. 2-4)
Under a hydrogen stream, an ethanol solution (3 ml) of the compound of Example 2 (64 mg, 0.22 mmol) was added to 10% palladium carbon (28 mg) in anhydrous tetrahydrofuran (5 ml), and the mixture was stirred at room temperature for 0.5 hour. did. The reaction solution was filtered and the solvent was distilled off to obtain the desired product as a white powder (59 mg, 0.22 mmol, 100%).
mp 243-246 ° C.
IR νmax (KBr): 3459, 3365, 1699, 1447, 1273, 1054 cm -1 .
1 H-NMR (C Five D Five N) δ: 1.83 (3H, s), 3.62 (1H, s), 3.92, 4.14 (2H, AB, J = 8 Hz), 4.24 (2H, s), 4.54 (1H, s), 5.97 (1H, s), 7.90 (1H, s).
13 C-NMR (C Five D Five N) δ: 12.8, 54.2, 57.2, 71.6, 81.4, 91.1, 109.5, 150.8, 164.3.
(Example 4)
3'-azido-3'-deoxy-5'-O- (4,4'-dimethoxytrityl) -2'-O, 4'-C-methylene-5-methyluridine (Exemplary Compound No. 2-36)
Under a nitrogen stream, dimethoxytrityl chloride (415 mg, 1.22 mmol) and dimethylaminopyridine (12.5 mg, 0.10 mmol) were added to a pyridine solution (6 ml) of the compound of Example 2 (300 mg, 1.02 mmol), and 20.5 at room temperature. Stir for hours. Saturated aqueous sodium hydrogen carbonate was added to the reaction solution, and the mixture was extracted with dichloromethane. The organic layer was washed with water and saturated brine, and then dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting crude product was purified by silica gel column chromatography (n-hexane: ethyl acetate = 2: 1 → 1: 1) to give the title compound as a pale yellow foam (462 mg, 0.78 mmol, 76%) was obtained.
mp 125-128 ° C.
1 H-NMR (CDCl Three ) δ: 1.66 (3H, s), 3.32, 3.65 (2H, ABq, J = 11 Hz), 3.78 (2H, s), 3.80 (6H, s), 4.13 (1H, s), 4.63 (1H, s ), 5.67 (1H, s), 6.86 (4H, dd, J = 2 Hz, 9 Hz), 7.23-7.45 (9H, m), 7.73 (1H, s), 8.04 (1H, brs).
(Example 5)
3'-amino-3'-deoxy-5'-O- (4,4'-dimethoxytrityl) -2'-O, 4'-C-methylene-5-methyluridine (Exemplary Compound No. 2-60)
Under a nitrogen stream, triphenylphosphine (94.0 ml, 0.36 mmol) was added to a pyridine solution (2.5 ml) of the compound of Example 4 (110 mg, 0.18 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 3.5 hours. Subsequently, 28% aqueous ammonia solution (5.5 ml) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting crude product was purified by silica gel column chromatography (chloroform: ethanol = 20: 1) to give the title compound (103 mg, 0.18 mmol, 97%) as a pale yellow foam. Obtained.
mp 131-134 ° C.
1 H-NMR (Pyridine-d Five ) δ: 1.89 (3H, s), 3.71 (6H, s), 3.77 (1H, s), 3.84 (2H, s), 3.99, 4.10 (2H, ABq, J = 8 Hz), 4.69 (1H, s ), 6.04 (1H, s), 7.03-7.87 (13H, m), 8.58 (1H, s).
(Example 6)
3'-amino-3'-deoxy-5'-O- (4,4'-dimethoxytrityl) -2'-O, 4'-C-methylene-5-methyluridinyl- (3 '→ 5')-3 '-O- (tert-Butyldimethylsilyl) thymidine 2-cyanoethyl ester
Under a nitrogen stream, a solution of the compound of Reference Example 6 (14.5 mg, 0.28 μmol) in acetonitrile (0.3 ml) was mixed with the compound of Example 5 (10.0 mg, 18 μmol) in carbon tetrachloride (0.3 ml) and triethylamine (0.05 ml, 0.36). mmol) and acetonitrile solution (0.2 ml) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 14.5 hours. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting crude product was purified by silica gel column chromatography (n-hexane: ethyl acetate = 1: 1 → 0: 1) to give the title compound (13.0 mg, 12.5 μmol, 71%).
mp 101-105 ° C.
31 P-NMR (CDCl Three ) δ: 7.68, 8.24.
Mass (FAB): m / z 1043 (M + + H).
(Example 7)
3'-amino-3'-deoxy-5'-O- (4,4'-dimethoxytrityl) -2'-O, 4'-C-methylene-5-methyluridinyl- (3 '→ 5')-3 '-O- (tert-Butyldimethylsilyl) thymidine methyl ester
Under a nitrogen stream, a solution of the compound of Reference Example 7 (22.1 mg, 51 μmol) in acetonitrile (0.3 ml) was mixed with the compound of Example 5 (10.0 mg, 18 μmol) in carbon tetrachloride (0.3 ml) and triethylamine (0.05 ml, 0.36). mmol) and acetonitrile solution (0.2 ml) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 18 hours. Water was added to the reaction solution, followed by extraction with ethyl acetate. The organic layer was washed with saturated brine and dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting crude product was purified by silica gel column chromatography (dichloromethane: methanol = 20: 1, 30: 1) to give the title compound (6.9 mg, 6.87 μmol, 39%) as a white powder. Got.
mp 118-122 ° C.
31 P-NMR (CDCl Three ) δ: 11.20, 11.30.Mass (FAB): m / z 1026 (M ++ Na).
(Example 8)
3'-amino-3'-deoxy-5'-O- (4,4'-dimethoxytrityl) -2'-O, 4'-C-methylene-5-methyluridinyl- (3 '→ 5')-thymidine Methyl ester
Under a nitrogen stream, a tetrahydrofuran solution (1.0 M, 15 μl, 15 μmol) of tetrabutylammonium fluoride was added to a tetrahydrofuran solution (1 ml) of the compound of Example 7 (13.9 mg, 14 μmol), and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting crude product was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate: ethanol = 5: 1) to obtain the title compound (9.7 mg, 10.9 μmol, 78%) as colorless crystals. .
mp 157-160 ° C.
31 P-NMR (CD Three OD) δ: 11.15, 11.23.
Mass (FAB): m / z 912 (M + + Na).
Example 9
3'-amino-3'-deoxy-5'-O- (4,4'-dimethoxytrityl) -2'-O, 4'-C-methylene-5-methyluridinyl- (3 '→ 5')-2 '-[Cyanoethoxy (diisopropylamino) phosphino] thymidine methyl ester
Under a nitrogen stream, tetrahydrofuran (0.2 ml) was added to an acetonitrile solution (0.6 ml) of the compound of Example 8 (10.0 mg, 11 μmol) and diisopropylammonium tetrazolide (15.5 mg, 77 μmol), and 2-cyanoethyldiisopropyl was added. Chlorophosphoramidite (39.8 mg, 132 μmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 25 hours. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting crude product was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate: triethylamine = 99: 1 → ethyl acetate: ethanol: triethylamine = 100: 10: 1), then dichloromethane, n- Reprecipitation was performed using hexane to obtain the title compound (3.8 mg, 3.5 μmol, 31%) as a white powder.
mp 113-116 ° C.
31 P-NMR (CD Three OD) δ: 8.67, 8.77, 9.07, 9.28, 148.53, 148.93, 148.99, 149.03.
Example 10 Synthesis of oligonucleotide analogues
Using a nucleic acid synthesizer (Gene Assembler Plus, manufactured by Pharmacia), the measurement was performed at a 0.2 μmol scale. The concentrations of the solvent, reagent, and phosphoramidite in each synthesis cycle were the same as in the case of natural oligonucleotide synthesis, and all solvents, reagents, and phosphoramidites of natural nucleoside were manufactured by Pharmacia. The DMTr group of Universal Q CPG (0.2 μmol, manufactured by Glen Research) was deprotected with trichloroacetic acid, and the condensation reaction was repeated using the compound of Example 9 and the amidite for natural nucleotide synthesis on the generated hydroxyl group. Sequence modified oligonucleotide analogs were synthesized. The synthesis cycle is as follows.
[0176]
Synthesis cycle
1) detritylation trichloroacetic acid / dichloromethane; 60 sec
2) coupling phosphoramidite (25eq), tetrazole / acetonitrile; 2 min or 30 min
3) capping 1-methylimidazole / acetonitrile, acetic anhydride / 2,4,6-collidine / acetonitrile; 36 sec
4) oxidation iodine / water / pyridine / acetonitrile; 6sec
In the above, when the reaction was carried out using the compound of Example 10 in cycle 2), the reaction was carried out for 30 minutes, and when other phosphoramidites were used, the reaction was carried out for 2 minutes.
[0177]
After synthesizing the oligonucleotide having the target sequence and deprotecting the dimethoxytrityl group at the 5′-position until 1) of the synthesis cycle, the oligomer is excised from the support by concentrated aqueous ammonia treatment according to a conventional method, The upper protecting group, cyanoethyl group, was removed, and the protecting group on the nucleobase was removed.
[0178]
Purification by reverse phase HPLC yielded the target oligonucleotide.
[0179]
In accordance with this synthesis method, the following sequence:
Figure 0004255227
And an oligonucleotide analogue (hereinafter referred to as “oligo”, wherein n of base number 11 is 3′-amino-3′-deoxy-2′-O, 4′-C-methylene-5-methyluridine. Nucleotide (1) ").
(Yield 8.5 nmol (4.3% yield))
Purification of the resulting modified oligonucleotide analog was performed by reversed-phase HPLC (HPLC: GILSON; Model 302, column: CHEMCO CHEMCOBOND 5-ODS-H (7.8 × 300 mm); 0.1 M aqueous triethylamine acetate (TEAA), pH 7; 10 → 12.5% CH Three CN / 40 min, linear gradient; 50 ° C .; 2.5 ml / min; 254 nm), and fractions eluting at 25.4 minutes were collected.
Example 11 Synthesis of oligonucleotide analogues
Implementation using 5'-O-dimethoxytrityl-N-4-benzoyl-5-methyl-2'-deoxycytidine-3'-O- (2-cyanoethyl) N, N-diisopropyl phosphoramidite (Pharmacia) As in Example 11, the following sequence:
5'-tttttmtntmtmtmt-3 '(SEQ ID NO: 2 in the sequence listing), m is 5-methyl 2'-deoxycytidine, and n is 3'-amino-3'-deoxy-2'- An oligonucleotide analogue (hereinafter referred to as “oligonucleotide (2)”) which was O, 4′-C-methylene-5-methyluridine was obtained.
(Yield 7.1 nmol (3.5% yield))
Purification of the resulting modified oligonucleotide analog was performed by reversed-phase HPLC (HPLC: GILSON; Model 302, column: CHEMCO CHEMCOBOND 5-ODS-H (7.8 × 300 mm); 0.1 M aqueous triethylamine acetate (TEAA), pH 7; 10 → 12% CH Three CN / 40 min, linear gradient; 50 ° C .; 2.5 ml / min; 254 nm), and fractions eluted at 22.5 minutes were collected.
Example 12
3'-amino-3'-deoxy-5'-O-tert-butyldiphenylsilyl-2'-O, 4'-C-methylene-5-methyluridine (Exemplary Compound No. 2-72)
Under a nitrogen stream, triphenylphosphine (49.2 mg, 0.19 mmol) was added to a pyridine solution (2 ml) of the compound of Example 1 (50 mg, 0.09 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 100 minutes. 28% aqueous ammonia (5 ml) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 20 hours. After the solvent was distilled off, the residue was purified by column chromatography (chloroform: methanol = 30: 1) to obtain the target compound (49 mg, 100%) as a colorless powder.
mp 89-92 ℃
1 H-NMR (CDCl Three ) Δ: 1.12 (9H, s), 1.70 (3H, s), 3.33 (1H, s), 3.75, 3.80 (2H, ABq, J = 8 Hz), 3.95, 4.07 (2H, ABq, J = 8Hz) , 7.26-7.73 (10H, m), 8.08 (1H, s).
(Example 13)
3'-amino-3'-deoxy-5'-O-tert-butyldiphenylsilyl-3'-N- (4-monomethoxytrityl) -2'-O, 4'-C-methylene-5-methyluridine (Exemplary Compound Number 2-75)
Under a nitrogen stream, 4-methoxytrityl chloride (93.4 mg, 0.30 mmol) was added to an anhydrous pyridine solution (3 ml) of the compound of Example 12 (102 mg, 0.20 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 10 hours. Saturated aqueous sodium hydrogen carbonate was added, the organic layer was washed with saturated brine, and dried over anhydrous sodium sulfate. After the solvent was distilled off, the residue was purified by column chromatography (ethyl acetate: hexane = 1: 3) to obtain the target compound (154 mg, 98%) as a colorless powder.
mp 102-105 ℃
1 H-NMR (CDCl Three ) Δ: 1.13 (9H, s), 1.62 (3H, s), 1.94 (1H, d, J = 10 Hz), 2.48 (1H, s), 2.74 (1H, d, J = 10 Hz), 3.73 ( 3H, s), 3.83, 3.91 (2H, ABq, J = 8 Hz), 4.25, 4.35 (2H, ABq, J = 12 Hz), 5.36 (1H, s), 6.70 (2H, d, J = 9 Hz) ), 7.02-7.75 (22H, m), 8.05 (1H, s).
(Example 14)
3'-amino-3'-deoxy-3'-N- (4-monomethoxytrityl) -2'-O, 4'-C-methylene-5-methyluridine (Exemplary Compound No. 2-79)
Under a nitrogen stream, tetrabutylammonium fluoride (1M in THF, 0.21 ml, 0.21 mmol) was added to a THF solution (4 ml) of the compound of Example 13 (147 mg, 0.19 mmol), and the mixture was stirred at room temperature for 4 hours. After the solvent was distilled off, the residue was purified by column chromatography (ethyl acetate: hexane = 1: 1 → 2: 1 → 1: 0) to obtain the desired compound (97 mg, 96%) as a colorless powder.
mp 136-141 ℃
1 H-NMR (CDCl Three ) Δ: 1.77 (3H, s), 1.98 (1H, d, J = 11 Hz), 2.36 (1H, s), 2.92 (1H, d, J = 10 Hz), 3.77, 3.91 (2H, ABq, J = 7 Hz), 3.78 (1H, s), 4.19, 4.33 (2H, ABq, J = 14 Hz), 5.37 (1H, s), 6.78 (2H, d, J = 9 Hz), 7.20-7.45 (12H m), 7.94 (1H, s).
(Example 15)
3'-amino-3'-deoxy-3'-N- (4-monomethoxytrityl) -2'-O, 4'-C-methylene-5-methyluridine 5'-O- (2-cyanoethyl N, N-diisopropyl) phosphoramidite (Exemplary Compound No. 2-83)
Under a nitrogen stream, THF (1 ml) was added to an acetonitrile solution (3 ml) of tetrazole N, N-diisopropylamine salt (42.5 mg, 0.25 mmol) to a THF solution (4 ml) of the compound of Example 14 (95 mg, 0.18 mmol). 2-cyanoethyl N, N, N ′, N′-tetraisopropyl phosphoramidite (126.9 mg, 0.43 mmol) was added and stirred at room temperature for 3 hours. After the solvent was distilled off, the residue was purified by column chromatography (ethyl acetate: hexane = 1: 1) to obtain the target compound (140 mg, quant) as a colorless oily substance.
31 P-NMR (CDCl Three , Reference material H Three PO Four )) Δ: 148.61, 148.76.
Example 16 Synthesis of oligonucleotide analogues
Using a nucleic acid synthesizer (Expedite 8909 manufactured by Applied Biosystems), the measurement was performed at a 0.2 μmol scale. The concentration of the solvent, reagent, and phosphoramidite in each synthesis cycle was the same as in the case of natural oligonucleotide synthesis, and the solvents and reagents were all manufactured by Applied Biosystems. Oligonucleotide synthesis is usually performed from the 3 ′ end to the 5 ′ end, but this time from the 5 ′ end to the 3 ′ end. A natural thymidine 5′-O-amidite (dT-5′-CE-phosphoramidite, catalog No. 10-0101-05) manufactured by Glen Research was used. The DMTr group of Universal Q Support (0.2 μmol, manufactured by Glen Research) was deprotected with trichloroacetic acid, and the resulting hydroxyl group was subjected to a condensation reaction using the compound of Example 15 and the 5′-O-amidite form of natural thymidine. Repeatedly, modified oligonucleotide analogs of the respective sequences were synthesized. The synthesis cycle is as follows.
[0180]
Synthesis cycle
1) detritylation trichloroacetic acid / dichloromethane; 49 sec
2) coupling phosphoramidite (ca. 35 eq), tetrazole / acetonitrile; 1.5 min or 10.5 min
3) capping 1-methylimidazole / tetrahydrofuran / pyridine, acetic anhydride / tetrahydrofuran; 15 sec
4) oxidation iodine / water / pyridine / tetrahydrofuran; 6 sec
5) capping 1-methylimidazole / tetrahydrofuran / pyridine / acetic anhydride / tetrahydrofuran; 2.5 sec
In the above, when the reaction of Example 15 was performed in cycle 2), the reaction was performed for 10.5 minutes, and when using other phosphoramidites, the reaction was performed for 1.5 minutes.
[0181]
After synthesizing an oligonucleotide having the target sequence and deprotecting the monomethoxytrityl group at the 3 ′ position until 1) of the synthesis cycle, the oligomer is cleaved from the support by concentrated aqueous ammonia treatment according to a conventional method. The protecting group on the atom was removed, and the protecting group on the nucleobase was removed.
[0182]
Purification by reverse phase HPLC yielded the target oligonucleotide.
[0183]
In accordance with this synthesis method, the following sequence:
Figure 0004255227
An oligonucleotide analog having the sequence represented by the formula (1) and n is 3′-amino-3′-deoxy-2′-O, 4′-C-methylene-5-methyluridine (hereinafter referred to as “oligonucleotide (6)”) ").
(Yield 9.4 nmol (4.6% yield))
Purification of the resulting modified oligonucleotide analog was performed by reversed-phase HPLC (HPLC: GILSON; Model 302, column: CHEMCOSORB 300-5C18 (7.5 × 250 mm); 0.1 M aqueous triethylamine acetate (TEAA), pH 7; 8 → 10 % CH Three CN / 30 min, linear gradient; 50 ° C .; 2.5 ml / min; 254 nm), and fractions eluting at 9.7 minutes were collected.
Example 17 Synthesis of oligonucleotide analogues
As in Example 16, the following sequence:
An oligonucleotide analogue (hereinafter referred to as “oligonucleotide (7)”) having a sequence represented by 5′-ntntntntnt-3 ′ (SEQ ID NO: 8 in the Sequence Listing) was obtained.
(Yield 20 nmol (10% yield))
Purification of the resulting modified oligonucleotide analog was performed by reversed-phase HPLC (HPLC: GILSON; Model 302, column: CHEMCOSORB 300-5C18 (7.5 × 250 mm); 0.1 M aqueous triethylamine acetate (TEAA), pH 7; 8 → 11 % CH Three CN / 45 min, linear gradient; 50 ° C .; 2.5 ml / min; 254 nm), and fractions eluting at 19.6 minutes were collected.
Example 18 Synthesis of oligonucleotide analogs
As in Example 16, the following sequence:
An oligonucleotide analogue (hereinafter referred to as “oligonucleotide (8)”) having a sequence represented by 5′-tntntntntn-3 ′ (SEQ ID NO: 9 in the Sequence Listing) was obtained.
(Yield 30 nmol (15% yield))
Purification of the resulting modified oligonucleotide analog was performed by reverse phase HPLC (HPLC: GILSON; Model 302, column: CHEMCOSORB 300-5C18 (7.5 × 250 mm); 0.1 M aqueous triethylamine acetate (TEAA), pH 7; 8 → 11 % CH Three CN / 45 min, linear gradient; 50 ° C .; 2.5 ml / min; 254 nm), and fractions eluted at 22.2 min were collected.
(Reference Example 1)
3-Azido-3-deoxy-4-hydroxymethyl-1,2-O-isopropylidene-α-D-ribofuranose
3-azido-4-benzoyloxymethyl-5-O-benzoyl-3-deoxy-1,2-O-isopropyle prepared according to the literature (Surzhykov SA, Krayevsky AA, Nucleosides Nucleotides, 13, 2283-2305 (1994)) To a methanol solution (85 ml) of redene-α-D-ribofuranose (4.13 g, 9.15 mmol), potassium carbonate (380 mg, 2.75 mmol) and water (15 ml) were added at 0 ° C and stirred at the same temperature for 4.5 hours. did. The mixture was neutralized with 10% hydrochloric acid at 0 ° C., and methanol was distilled off. Water was added to the residue, and the mixture was extracted with ethyl acetate and washed with saturated brine. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate and the solvent was distilled off. The obtained white solid was washed with cold n-hexane to obtain the desired product as a white powder (1.93 g, 7.87 mmol, 86%).
mp 113-115 ° C (toluene).
IR νmax (KBr): 3460, 3417, 2989, 2951, 2907, 2111 cm -1 .
1 H-NMR (CDCl Three ) Δ: 1.62 (3H, s), 1.35 (3H, s) 2.65 (2H, br s), 3.81, 3.65 (2H, AB, J = 12 Hz), 3.59, 4.00 (2H, AB, J = 12.5 Hz) ), 4.28 (1H, d, J = 5.5 Hz), 4.82 (1H, dd, J = 4 Hz, 5.5 Hz), 5.85 (1H, d, J = 4 Hz).
13 C-NMR (CDCl Three ) Δ: 25.7, 26.2, 61.9, 62.1, 63.2, 79.9, 87.3, 104.4, 113.6.
(Reference Example 2)
3-Azido-5-O-tert-butyldiphenylsilyl-3-deoxy-4-hydroxymethyl-1,2-O-isopropylidene-α-D-ribofuranose
Under a nitrogen stream, to a methylene chloride solution (73 ml) of the compound of Reference Example 1 (2.56 g, 10.5 mmol) at 0 ° C., triethylamine (3.5 g, 4.82 ml, 34.6 mmol), t-butyldiphenylsilane chloride ( 9.75 g, 9.22 ml, 35.46 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. To the reaction solution was added saturated aqueous sodium hydrogen carbonate, extracted with ethyl acetate, and washed with saturated brine. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off, and the residue was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate: n-hexane = 1: 6), and the target product was white powder (3.13 g, 6.47 mmol, 62%) Got as.
mp 99.5-100.5 ° C (n-hexane).
IR νmax (KBr): 3504, 2936, 2852, 2111 cm -1 .
1 H-NMR (CDCl Three ) Δ: 1.07 (9H, s), 1.36 (3H, s), 1.62 (3H, s), 3.62, 3.92 (2H, AB, J = 12 Hz), 4.38 (1H, d, J = 6 Hz), 4.84 (1H, dd, J = 4 Hz, 5.5 Hz), 3.82, 3.70 (2H, AB, J = 11 Hz), 4.84 (1H, dd, J = 4 Hz, 5.5 Hz), 5.86 (1H, d, J = 4 Hz), 7.36-7.44 (6H, m), 7.64-7.67 (4H, m).
13 C-NMR (CDCl Three ) Δ: 19.2, 26.1, 26.3, 26.8, 62.2, 62.3, 65.2, 80.4, 88.0, 104.5, 113.7, 127.7, 127.8, 129.8, 129.9, 132.7, 132.8, 135.5.
(Reference Example 3)
3-Azido-5-O-tert-butyldiphenylsilyl-3-deoxy-4- (p-toluenesulfonyloxymethyl) -1,2-O-isopropylidene-α-D-ribofuranose
Under a nitrogen stream at 0 ° C, an anhydrous methylene chloride solution (2 ml) of the compound of Reference Example 2 (100 mg, 0.21 mmol) was added to triethylamine (137 mg, 180 μl, 1.29 mmol), p-toluenesulfonyl chloride (63.3). mg, 0.33 mmol) and 4-dimethylaminopyridine (4 mg, 0.03 mmol) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 14 hours. To the reaction solution was added saturated aqueous sodium hydrogen carbonate, extracted with ethyl acetate, and washed with saturated brine. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off, and the residue was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate: n-hexane = 1: 6). The target product was white powder (130 mg, 0.20 mmol, 98%) Got as.
mp 122-124 ° C (ethyl acetate-n-hexane).
IR νmax (KBr): 3069, 2935, 2114, 1366, 1183, 1109 cm -1 .
1 H-NMR (CDCl Three ) Δ: 1.03 (9H, s), 1.27 (3H, s), 1.31 (3H, s), 2.41 (3H, s), 3.60, 3.72 (2H, AB, J = 10.5 Hz), 4.33, 4.40 (2H , AB, J = 10 Hz), 4.55 (1H, d, J = 5.5 Hz), 5.00 (1H, dd, J = 3.7 Hz, 5.5 Hz), 5.82 (1H, d, J = 3.7 Hz), 7.23 ( 2H, d, J = 8.5 Hz), 7.36-7.45 (6H, m), 7.61-7.63 (4H, m), 7.72 (2H, d, J = 8.5 Hz).
13 C-NMR (CDCl Three ) Δ: 19.1, 21.5, 25.9, 26.0, 26.7, 63.1, 64.7, 68.9, 80.1, 85.6, 104.4, 113.8, 127.8, 128.0, 129.6, 129.9, 132.4, 132.5, 135.4, 144.6.
(Reference Example 4)
3-Azido-5-O-tert-butyldiphenylsilyl-3-deoxy-4- (p-toluenesulfonyloxymethyl) -1,2-di-O-acetyl-D-ribofuranose
Under a nitrogen stream, acetic anhydride (406 mg, 375 μl, 3.98 mmol), concentrated sulfuric acid (6.5 mg, 3.5 μl, 0.066 mmol) in an acetic acid solution (3.5 ml) of the compound of Reference Example 3 (230 mg, 0.36 mmol) And stirred at room temperature for 5 hours. The reaction solution was added to ice water, stirred for 30 minutes, saturated brine was added, and the mixture was extracted with ethyl acetate. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off, and the residue was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate: n-hexane = 4: 1) to obtain the desired product which was a mixture of α: β = approximately 3: 7. Obtained as a colorless oil (230 mg, 0.34 mmol, 94%).
IR νmax (KBr): 3048, 2935, 2864, 2117, 1756.cm -1 .
1 H-NMR (CDCl Three ) [Β-form] δ: 1.06 (9H, s), 1.83 (3H, s), 2.08 (3H, s), 2.40 (3H, s), 3.54, 3.80 (2H, AB, J = 11 Hz), 4.12 , 4.26 (2H, AB, J = 10 Hz), 4.37 (1H, d, J = 5.5 Hz), 5.32 (1H, d, J = 5.5 Hz), 5.98 (1H, s), 7.29 (2H, d, J = 8 Hz), 7.37-7.46 (6H, m), 7.59-7.65 (4H, m), 7.76 (2H, d, J = 8 Hz).
[Α-form] δ: 1.05 (9H, s), 2.02 (3H, s), 2.13 (3H, s), 2.39 (3H, s), 3.51, 3.68 (2H, AB, J = 11 Hz), 4.12, 4.21 (2H, AB, J = 10.5 Hz), 4.40 (1H, d, J = 7 Hz), 5.32 (1H, m), 6.31 (1H, d, J = 4.5 Hz), 7.25 (2H, d, J = 8.5 Hz), 7.37-7.46 (6H, m), 7.59-7.65 (4H, m), 7.70 (2H, d, J = 8.5 Hz).
13 C-NMR (CDCl Three ) Δ: 19.0, 19.1, 20.0, 20.6, 20.9, 21.1, 21.5, 26.6, 61.0, 63.2, 65.1, 68.4, 68.8, 72.2, 75.5, 85.4, 86.5, 93.6, 96.0, 97.3, 127.8, 127.9, 128.0, 129.6 , 129.9, 130.0, 132.0, 132.3, 132.4, 135.4, 144.7,
168.5, 169.2, 169.3, 169.4.
(Reference Example 5)
2'-O-acetyl-3'-azido-5'-O-tert-butyldiphenylsilyl-3'-deoxy-4 '-(p-toluenesulfonyloxymethyl) -5-methyluridine
Under a nitrogen stream at 0 ° C., an anhydrous 1,2-dichloroethane solution (6 ml) of the compound of Reference Example 4 (300 mg, 0.44 mmol) was added to O, O′-bis (trimethylsilyl) thymine (240 mg, 0.93 mmol). , Tin tetrachloride (253 mg, 114 μl, 0.97 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 43 hours. After diluting with dichloromethane under ice-cooling, saturated aqueous sodium hydrogen carbonate was added to the reaction solution, and the mixture was extracted with dichloromethane. After washing with saturated brine, the organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off, and the residue was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate: n-hexane = 1: 2-1: 0). Obtained as a powder (300 mg, 0.4 mmol, 91%).
mp 158.5-159.5 ° C (ethyl acetate-n-hexane).
IR νmax (KBr): 3185, 3067, 2956, 2116, 1752, 1695, 1369, 1100 cm -1 .
1 H-NMR (CDCl Three ) Δ: 1.11 (9H, s), 1.59 (3H, s), 2.15 (3H, s), 2.41 (3H, s), 3.80, 3.84 (2H, AB, J = 11.5 Hz), 4.04, 4.10 (2H , AB, J = 11 Hz), 4.47 (1H, d, J = 6 Hz), 5.53 (1H, t, J = 6.5 Hz), 5.94 (1H, d, J = 7 Hz), 7.18 (1H, s ), 7.28 (2H, d, J = 7.5 Hz), 7.37-7.47 (6H, m), 7.61-7.65 (4H, m), 7.71 (2H, d, J = 7.5 Hz), 9.68 (1H, br s ).
13 C-NMR (CDCl Three ) Δ: 11.8, 19.2, 20.9, 21.5, 26.9, 62.3, 65.9, 68.3, 74.2, 84.8, 86.1, 118.9, 127.9, 128.0, 129.7, 130.1, 131.5, 132.2, 135.2, 135.3, 135.5, 145.0, 150.4, 163.6 , 169.9.
(Reference Example 6)
3'-O- (tert-butyldimethylsilyl) thymidine 5 '-(2-cyanoethyl) phosphonate
3'-O- (tert-butyldimethylsilyl) thymidine (described in KM Fries, C. Joswing and RF Borch, J. Med. Chem., 38, 2672 (1995)) under nitrogen flow (100 mg , 0.34 mmol) in acetonitrile solution (4 ml) was added 2-cyanoethyltetraisopropylphosphorodiamidite (132 mg, 0.44 mmol) over 5 minutes and stirred at room temperature for 2.2 hours. Subsequently, tetrazole (30.8 mg, 0.44 mmol) in acetonitrile (0.88 ml) was added and stirred at room temperature for 1 hour. Water was added to the reaction solution, followed by extraction with dichloroethane. The organic layer was washed with saturated brine and dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting crude product was purified by silica gel column chromatography (chloroform: methanol = 30: 1, n-hexane: ethyl acetate = 1: 5 → 0: 1) as a colorless oily substance. The title compound (98.4 mg, 0.21 mmol, 70%) was obtained.
1 H-NMR (CDCl Three ) δ: 0.10 (6H, s), 0.90 (9H, s), 1.96 (3H, s), 2.16-2.28 (2H, m), 2.77-2.82 (2H, m), 4.09-4.41 (6H, m) , 6.28 (1H, dd, J = 7 Hz, 11 Hz), 6.98 (1H, d, J = 720 Hz), 7.36 (1H, d, J = 8 Hz), 8.20 (1H, brs).
31 P-NMR (CDCl Three ) δ: 7.70, 8.94.
(Reference Example 7)
3'-O- (tert-butyldimethylsilyl) thymidine 5'-methylphosphonate
Chlorodiisopropylaminomethoxyphosphine (69.2 mg, 0.35 mmol) was added to a dichloromethane solution (2 ml) of 3'-O- (tert-butyldimethylsilyl) thymidine (100 mg, 0.28 mmol) over 5 minutes under a nitrogen stream. And stirred at room temperature for 1 hour. Subsequently, tetrazole (56.0 mg, 0.80 mmol) in acetonitrile (2.0 ml) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 40 minutes. Water was added to the reaction solution, followed by extraction with dichloroethane. The organic layer was washed with saturated brine and dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting crude product was purified by silica gel column chromatography (n-hexane: ethyl acetate = 1: 1 → 0: 1, n-hexane: ethyl acetate = 1: 4) and colorless. The title compound (109 mg, 0.25 mmol, 91%) was obtained as an oily substance.
31 P-NMR (CDCl Three ) δ: 9.13, 10.07.
(Test Example 1)
(Tm measurement for measuring triple-strand formation ability)
140 mM KCl and 10 mM MgCl 2 7 mM sodium phosphate buffer solution (pH 7.0) (or its MgCl 2 A sample solution in which the oligonucleotide (2) that forms the triple strand dissolved in the non-added solution) and the natural double-stranded DNA oligonucleotide are added in the same molar amount (the final concentration of each oligonucleotide is 1.5 microM). Bathed in boiling water, slowly cooled to room temperature over 12 hours, and then allowed to stand at 4 ° C. for 1 hour. The sample solution was gradually heated from 5 ° C. to 85 ° C. (0.5 ° C./min) in a cell chamber of a spectrophotometer (Beckman Du 650), and ultraviolet absorption at 260 nm was measured.
Natural double-stranded DNA oligonucleotide
Array:
5′-gctaaaaagaaagagagatcg-3 ′ (SEQ ID NO: 3 in the sequence listing)
And its complementary strand
Array:
5′-cgatctctctttctttttagc-3 ′ (SEQ ID NO: 4 in the sequence listing)
The thing which consists of was used.
In addition, as a natural oligonucleotide that forms a triple strand,
Array:
5'-tttttmtttmtmtmt-3 '(sequence number 5 of a sequence table)
And m is 5-methyl-2′-deoxycytidine (hereinafter referred to as “oligonucleotide (3)”).
[0184]
Table 3 shows the Tm measurement results of oligonucleotides (2) and (3) and double-stranded DNA.
[0185]
[Table 3]
Figure 0004255227
As is clear from the above, the oligonucleotide analog of the present invention had a high Tm value in triple strands and a very good ability to form triple strands compared to natural oligonucleotides.
[0186]
150 mM NaCl and 10 mM MgCl 2 10 mM sodium phosphate buffer solution (pH 7.0) (or its MgCl 2 Add the same molar amount (the final concentration of each oligonucleotide is 2 μM) of the oligonucleotide (6) described in Example 16 that forms a triple strand dissolved in a solution that is not added) and the DNA oligonucleotide that forms the hairpin type. The sample solution was bathed in boiling water, slowly cooled to room temperature over 12 hours, and further allowed to stand at 4 ° C. for 1 hour. In the cell chamber of the spectrophotometer (Beckman Du 650), the sample solution was gradually heated from 5 ° C. to 80 ° C. (0.5 ° C./min), and ultraviolet absorption at 260 nm and 284 nm was measured.
[0187]
The DNA oligonucleotide forming the hairpin type is
Array:
Figure 0004255227
(Hereinafter referred to as “oligonucleotide (8)”).
[0188]
Table 4 shows the Tm measurement results of oligonucleotide (6) and oligonucleotide (8).
[0189]
[Table 4]
Figure 0004255227
The value in parentheses represents the Tm value of the double-stranded part of oligonucleotide (8). As is clear from the above, the oligonucleotide analogue of the present invention was found to bind as a triple-stranded nucleic acid to the double-stranded portion of the hairpin DNA oligonucleotide. This value is higher than the Tm value of a hairpin DNA oligonucleotide (8) known in the literature and a 10-mer oligothymidylic acid having an N3′-P5 ′ bond ( * (Quoted from the literature SM Gryaznov and H. Winter Nucleic Acids Res. (1998) 26, 4160-4167), which shows that the oligonucleotide analogue of the present invention has a very good ability to form a triplex. .
(Test Example 2)
(Measurement of nuclease enzyme resistance)
320 μl of buffer solution containing various oligonucleotides (10 μg) (50 mM Tris (pH 8.0) and 10 mM MgCl 2 ) 0.2'g of 3'-exonuclease (phosphodiesterase from Crotalus durissus (Boehringer Mannheim)) was added, and the mixture was kept at 37 ° C for reaction. A part of the mixture was taken after a certain period of time and heated at 90 ° C. for 2 minutes to deactivate the enzyme and stop the reaction. The remaining amount of the oligonucleotide in the mixed solution at each time was quantified by reversed-phase high performance liquid column chromatography, and the change with time of the amount of oligonucleotide in the presence of nuclease was measured. The results are shown in FIG.
Oligonucleotides used for testing
1. Oligonucleotide (1) obtained in Example 10
2. Array:
Figure 0004255227
An oligonucleotide having a sequence represented by the formula (1) and n being 2′-O, 4′-C-methylene-5-methyluridine (hereinafter referred to as “oligonucleotide (4)”).
3. Array:
Figure 0004255227
A natural oligonucleotide having the sequence shown below (hereinafter referred to as “oligonucleotide (5)”).
The oligonucleotide analogue of the present invention showed remarkable nuclease resistance compared to the natural type. Furthermore, it showed remarkable nuclease resistance compared to known non-natural oligonucleotide analogues.
[0190]
The hybridization ability and anti-HIV activity of the oligonucleotide analog of the present invention can be determined according to the following method.
[0191]
(Test method 1)
By measuring the melting temperature (Tm value) of the obtained various oligonucleotide analogues as antisense strands and annealing the sense strands composed of natural DNA or RNA, the oligonucleotide analogues of the present invention The ability to hybridize to complementary DNA and RNA is examined.
[0192]
Sample solutions (500 μL) with final concentrations of NaCl 100 mM, sodium phosphate buffer (pH 7.2) 10 mM, antisense strand 4 μM and sense strand 4 μM, respectively, are bathed in boiling water and slowly brought to room temperature over 10 hours. Cooling. A nitrogen stream is passed through the cell chamber of a spectrophotometer (for example, Shimadzu UV-2100PC) to prevent condensation, the sample solution is gradually cooled to 5 ° C, and further kept at 5 ° C for 20 minutes before starting measurement. To do. The sample temperature is increased by 0.2 ° C. per minute up to 90 ° C., and UV absorption at 260 nm is measured at 0.1 ° C. intervals.
[0193]
In order to prevent the sample concentration from changing as the temperature rises, a cell with a lid is used, and one drop of mineral oil is added to the sample solution surface for measurement.
[0194]
(Test method 2) Measurement of anti-HIV activity
The anti-HIV activity of the compound of the present invention is measured according to the method of R. Pauwel et al. (J. Virological Method 20, p. 309-321 (1988)). That is, a cell suspension obtained by centrifuging MT-4 cells (1000 × g, 5 minutes) was inoculated with HIV into a cell suspension suspended in RPMI-1640 medium without serum, and incubated at 37 ° C. for 1 hour. After culturing, it is washed and centrifuged (1000 × g, 5 minutes) in addition to RPMI-1640 medium supplemented with 10% fetal calf serum (hereinafter referred to as serum medium). The thus obtained HIV-infected cells and non-HIV-infected cells are suspended in a serum medium at 4 × 10 5 / ml, and 100 μl is dispensed into each well of a 96-well multiwell for tissue culture. 100 μl is dispensed into each of these wells, followed by static culture at 37 ° C. for 5 days in the presence of 5% carbon dioxide gas. Similarly, HIV-infected cells and HIV-uninfected cells to which no compound is added are cultured. After completion of the culture, viable cells were measured using MTT (3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide), and cytotoxicity-inhibiting activity (anti-HIV activity) upon compound addition Ask for. Confirm that the cell solution and the inoculated virus solution do not contain mycoplasma.
[0195]
It shows 50% cytotoxicity-inhibiting activity against HIV-infected cells, assuming that the cytotoxicity-inhibiting activity of non-compound-added HIV-uninfected cells is 100%, and that the compound-free HIV-infected cells are 0%. The compound concentration (EC50) is determined.
[0196]
【The invention's effect】
The novel bicyclonucleoside analogues of the present invention have excellent antisense or antigene activity and are useful as intermediates for producing stable oligonucleotide analogues in vivo.
[0197]
In addition, the novel oligonucleotide analog of the present invention is stable in vivo and is useful as an antisense or antigene drug.
[0198]
Furthermore, the novel bicyclonucleoside analog of the present invention has anti-AIDS activity and is useful as a preventive or therapeutic agent for AIDS.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the change in the amount of oligonucleotide with time in the presence of nuclease.
The vertical axis represents the remaining rate (%) of each oligonucleotide with respect to the amount of each oligonucleotide at 0 (min).
The horizontal axis shows the elapsed time (minutes) from the start of the reaction.
[Sequence Listing Free Text]
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[SEQ ID NO: 10]
<223> Explanation of Artificial Sequence: Synthetic Oligonucleotide Forming a Hairpin Type
[Sequence Listing]
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227
Figure 0004255227

Claims (4)

一般式(1)
Figure 0004255227
[式中、
1は、核酸合成の保護基で保護されたリン酸基、又は、式−P(R 4a )R 4b (式中、R 4a 及びR 4b は、同一又は異なって、水酸基、核酸合成の保護基で保護された水酸基、メルカプト基、核酸合成の保護基で保護されたメルカプト基、アミノ基、核酸合成の保護基で保護されたアミノ基、炭素数1乃至6個のアルコキシ基、炭素数1乃至6個のアルキルチオ基、炭素数1乃至7個のシアノアルコキシ基又は炭素数1乃至6個のアルキル基で置換されたアミノ基を示す)で表される基を示し、
2は、式NH−R 3 (R 3 は、アミノ基の核酸合成の保護基)で表される基を示し、
Bは、下記α群から選択される任意の置換基を1以上有していてもよいプリン−9−イル又は2−オキソ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基を示す。]
で表される化合物又はその薬理上許容される塩。
(α群)
水酸基、
核酸合成の保護基で保護された水酸基、
炭素数1乃至6個のアルコキシ基、
メルカプト基、
核酸合成の保護基で保護されたメルカプト基、
炭素数1乃至6個のアルキルチオ基、
アミノ基、
核酸合成の保護基で保護されたアミノ基、
炭素数1乃至6個のアルキル基で置換されたアミノ基、
炭素数1乃至6個のアルキル基、及び、
ハロゲン原子。
General formula (1)
Figure 0004255227
[Where:
R 1 is a phosphate group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, or a formula —P (R 4a ) R 4b (wherein R 4a and R 4b are the same or different, and a hydroxyl group is protected for nucleic acid synthesis) Hydroxyl group protected with a group, mercapto group, mercapto group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, amino group, amino group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis, alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, 1 carbon atom A group represented by 1 to 6 alkylthio groups, a cyanoalkoxy group having 1 to 7 carbon atoms or an amino group substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) ,
R 2 represents a group represented by the formula NH—R 3 (R 3 is a protecting group for amino acid nucleic acid synthesis) ;
B represents a purin-9-yl or 2-oxo-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group optionally having one or more arbitrary substituents selected from the following α group. ]
Or a pharmacologically acceptable salt thereof.
(Α group)
Hydroxyl group,
A hydroxyl group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis,
An alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms,
Mercapto group,
A mercapto group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis,
An alkylthio group having 1 to 6 carbon atoms,
An amino group,
An amino group protected with a protecting group for nucleic acid synthesis,
An amino group substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms,
An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and
Halogen atom.
請求項1において、R1が、式−P(R4a)R4b(式中、R4a及びR4bは、同一又は異なって、水酸基、炭素数1乃至6個のアルコキシ基、炭素数1乃至7個のシアノアルコキシ基又は炭素数1乃至6個のアルキル基で置換されたアミノ基を示す)で表される基であり、R2が、式NH−R3(R3は、アミノ基の核酸合成の保護基)で表される基である化合物。In Claim 1, R < 1 > is formula -P (R <4a> ) R <4b> (In formula, R <4a> and R <4b> are the same or different, and are a hydroxyl group, a C1-C6 alkoxy group, C1-C1. A group represented by 7 cyanoalkoxy groups or an amino group substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 2 is a group represented by the formula NH—R 3 (R 3 is an amino group) A compound represented by a protecting group for nucleic acid synthesis). 請求項1において、R1が、式−P(R4a)R4b(式中、R4a及びR4bは、同一又は異なって、水酸基、炭素数1乃至6個のアルコキシ基、炭素数1乃至7個のシアノアルコキシ基又は炭素数1乃至6個のアルキル基で置換されたアミノ基を示す)で表される基であり、R2が、式NH−R3(R3は、アミノ基の核酸合成の保護基)で表される基であり、Bが、6−ベンゾイルアミノプリン−9−イル基、アデニニル基、2−イソブチリルアミノ−6−ヒドロキシプリン−9−イル基、グアニニル基、2−オキソ−4−ベンゾイルアミノ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基、シトシニル基、2−オキソ−5−メチル−4−ベンゾイルアミノ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基、5−メチルシトシニル基、ウラシニル基又はチミニル基、である化合物。In Claim 1, R < 1 > is formula -P (R <4a> ) R <4b> (In formula, R <4a> and R <4b> are the same or different, and are a hydroxyl group, a C1-C6 alkoxy group, C1-C1. A group represented by 7 cyanoalkoxy groups or an amino group substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 2 is a group represented by the formula NH—R 3 (R 3 is an amino group) a group represented by a protecting group) in the nucleic acid synthesis, B is 6-benzoylamino-9-yl group, adeninyl group, 2-isobutyrylamino-6-hydroxy-purin-9-yl group, guaninyl group 2-oxo-4-benzoylamino-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group, cytosynyl group, 2-oxo-5-methyl-4-benzoylamino-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group, 5-methylcytosinyl group, uracinyl group or Miniru group, those compounds. 請求項1において、R1が、式−P(OCH3)(N(CH(CH322)、又は、式−P(OCH2CH2CN)(N(CH(CH322で表される基であり、R2が、式NH−R3(R3は、トリフルオロアセチル基、ベンジルオキシカルボニル基、4,4’−ジメトキシトリチル基、又は、4−モノメトキシトリチル基)で表される基であり、Bが、6−ベンゾイルアミノプリン−9−イル基、アデニニル基、2−イソブチリルアミノ−6−ヒドロキシプリン−9−イル基、グアニニル基、2−オキソ−4−ベンゾイルアミノ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基、シトシニル基、2−オキソ−5−メチル−4−ベンゾイルアミノ−1,2−ジヒドロピリミジン−1−イル基、5−メチルシトシニル基、ウラシニル基又はチミニル基、である化合物。According to claim 1, R 1 has the formula -P (OCH 3) (N ( CH (CH 3) 2) 2), or the formula -P (OCH 2 CH 2 CN) (N (CH (CH 3) 2 ) is a group represented by 2), R 2 has the formula NH-R 3 (R 3 is trifluoroacetyl group, benzyloxycarbonyl group, 4,4'-dimethoxytrityl group, or, 4-monomethoxy Trityl group) , and B is a 6-benzoylaminopurin-9-yl group, an adenynyl group, a 2-isobutyrylamino-6-hydroxypurin-9-yl group, a guaninyl group, 2- Oxo-4-benzoylamino-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group, cytosynyl group, 2-oxo-5-methyl-4-benzoylamino-1,2-dihydropyrimidin-1-yl group, 5-methylcytosinyl Group, uracinyl group or A compound that is a thyminyl group.
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