JP5582558B2 - 新規プリンヌクレオシド化合物、その異性化方法および光特性を変化させる方法、ならびに光スイッチング型デバイス材料 - Google Patents
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Description
本発明は、新規プリンヌクレオシド化合物に関し、より詳しくは、光照射により可逆的に異性化可能な新規プリンヌクレオシド化合物に関する。
核酸は、Ｇカルテット等のユニークな高次構造を取ることにより各種機能を得ている。したがって、核酸の高次構造を光等の外部刺激によって制御することができれば、核酸の機能を容易に制御することができ、生物学分野、医学分野等において大きな意義があると考えられる。
光応答性を有する置換基を核酸に導入することにより、核酸の構造を制御する試みの１つとして、非特許文献１および２には、光解離基を核酸塩基に導入したケージド核酸が提案されている。また、非特許文献３および４には、核酸のバックボーンまたは糖にアゾベンゼンを導入し、Ｅ−Ｚ異性化における核酸高次構造への影響の差で活性のＯＮ／ＯＦＦを可逆的に制御することが提案されている。
P. Wenter, et al., Angew. Chem. Int. Ed, 2005, 44, 2600. R. Ting et al., J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 12720; A. Heckle et al, Angew. Chem. Int, Ed., 2006, 45, 6748. Y. Liu, et al., J. Mol. Biol, 2004, 341, 887. S. Keiper et al., Angew. Chem. Int, Ed., 2006, 45, 3306.
P. Wenter, et al., Angew. Chem. Int. Ed, 2005, 44, 2600. R. Ting et al., J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 12720; A. Heckle et al, Angew. Chem. Int, Ed., 2006, 45, 6748. Y. Liu, et al., J. Mol. Biol, 2004, 341, 887. S. Keiper et al., Angew. Chem. Int, Ed., 2006, 45, 3306.
しかし、非特許文献１および２に記載のケージド核酸は、光反応が不可逆的であり一方通行的な制御しかできない。
一方、非特許文献３および４に記載の技術によれば、核酸のバックボーンまたは糖へアゾベンゼンを導入することにより、光反応を可逆的に起こすことができる。しかし、アゾベンゼンの嵩高さのため活性状態の構造をも歪めてしまいＯＮ／ＯＦＦが明瞭ではない。また、Ｇカルテット等の高次構造は塩基のみでも形成し得るため、高次構造制御の点からは、核酸の塩基部分で異性化を起こすことが好ましい。光異性化可能なヌクレオシドを提供することができれば、塩基部分で光異性化可能な核酸を提供することができると考えられる。
更に、塩基部分を修飾することは、ＤＮＡの二重螺旋構造形成、ＲＮＡの高次構造形成（例えばリボザイム、アプタマー）を阻害しない点でも好ましい。
そこで本発明の目的は、光照射により可逆的に異性化可能な新規ヌクレオシドを提供することにある。
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、プリンヌクレオシドの８位にオレフィンを介しアリール基またはヘテロアリール基を導入することにより、光により可逆的に異性化し得る新規ヌクレオシドが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、上記目的は、下記手段により達成された。
［１］プリン核の８位の炭素原子が下記一般式（Ｉ）で表される基によって置換されたプリンヌクレオシド化合物。
［一般式（Ｉ）中、Ａはアリール基またはヘテロアリール基を表し、＊はプリン核の８位炭素原子との結合位置を表す。］
［２］グアノシン誘導体である［１］に記載のプリンヌクレオシド化合物。
［２］グアノシン誘導体である［１］に記載のプリンヌクレオシド化合物。
［３］一般式（Ｉ）中、Ａは環構成原子数１０〜２０のアリール基またはヘテロアリール基である［１］または［２］に記載のプリンヌクレオシド化合物。
［４］一般式（Ｉ）中、Ａはフェニル基、ナフチル基、９Ｈ‐フルオレニル基、またはピレニル基である［１］または［２］に記載のプリンヌクレオシド化合物。
［５］［１］〜［４］のいずれかに記載のプリンヌクレオシド化合物に光を照射することにより、該化合物を異性化する方法。
［６］前記異性化は可逆的に行われる［５］に記載の方法。
［７］［１］〜［４］のいずれかに記載のプリンヌクレオシド化合物に光を照射することにより、該化合物の光特性を変化させる方法。
［８］前記変化は可逆的に行われる［７］に記載の方法。
［９］［１］〜［４］のいずれかに記載のプリンヌクレオシド化合物および／または［１］〜［４］のいずれかに記載のプリンヌクレオシド化合物由来の核酸を含む光スイッチング型デバイス材料。
本発明により、光により構造および光特性を可逆的にスイッチング可能な新規ヌクレオ
シドを提供することができる。
シドを提供することができる。
［プリンヌクレオシド化合物］
本発明のプリンヌクレオシド化合物は、プリン核の８位の炭素原子が下記一般式(I)で表される基によって置換されたプリンヌクレオシド化合物である。
本発明のプリンヌクレオシド化合物は、プリン核の８位の炭素原子が下記一般式(I)で表される基によって置換されたプリンヌクレオシド化合物である。
［一般式（Ｉ）中、Ａはアリール基またはヘテロアリール基を表し、＊はプリン核の８位炭素原子との結合位置を表す。］
一般式（Ｉ）で表される基は、異なる２波長の光によりオレフィンのＥ−Ｚ異性化を可逆的に起こし得るため、上記基を導入することにより光照射により可逆的に構造変化し得るヌクレオシドを得ることができる。
一般式（Ｉ）で表される基は、異なる２波長の光によりオレフィンのＥ−Ｚ異性化を可逆的に起こし得るため、上記基を導入することにより光照射により可逆的に構造変化し得るヌクレオシドを得ることができる。
以下に、本発明のプリンヌクレオシド化合物について、更に詳細に説明する。
本発明において、ある官能基または原子が置換基を有し得る場合、置換基の種類、その数および置換位置は特に限定されるものではないが、置換基の具体例としては、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、好ましくは臭素原子）、アリール基（好ましくは炭素数６〜３０の置換または無置換のアリール基、例えばフェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ビフェニリル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、フルオレニル基、ピレニル基）、アルキル基（好ましくは炭素数１〜２０の置換または無置換のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ‐ブチル基、ｓｅｃ‐ブチル基、ｔｅｒｔ‐ブチル基、ｎ‐ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、フェネチル基、ジフェニルメチル基、トリチル基）を挙げることができる。また、ある基について「炭素数」とは、置換基を有する基については、該置換基を含まない部分の炭素数をいうものとする。
本発明において「プリンヌクレオシド化合物」とは、プリン塩基と糖の還元基がグリコシド結合によって結合した、プリン核を含む配糖体化合物である。また、本発明における「プリン核」とは、下記構造をいうものとする。
［上記において、Ｚ１およびＺ２は、それぞれ独立に水素原子または置換基を表し、ｎ１は１または２を表し、ｎ２は１〜４の範囲の整数を表し、実線と破線からなる二重線は単結合または二重結合を表し、＊は糖との結合位置を表す。ｎ１、ｎ２が２以上の場合、複数存在するＺ１、Ｚ２は同一でも異なっていてもよい。］
本発明のプリンヌクレオシド化合物では、上記プリン核の８位の炭素原子が上記一般式（Ｉ）で表される基によって置換されている。オレフィン部の異性化により下記のＥ体またはＺ体のいずれかとなる。
本発明のプリンヌクレオシド化合物では、上記プリン核の８位の炭素原子が上記一般式（Ｉ）で表される基によって置換されている。オレフィン部の異性化により下記のＥ体またはＺ体のいずれかとなる。
［上記において、Ｚ１、Ｚ２、ｎ１、ｎ２、＊、実線と破線からなる二重線は前述と同義である。］
上記および一般式（Ｉ）において、Ａはアリール基またはヘテロアリール基を表す。
上記および一般式（Ｉ）において、Ａはアリール基またはヘテロアリール基を表す。
アリール基としては、例えば炭素数６〜３０であり、単環または多環のいずれでもよい。前記アリール基は、置換基を有していてもよい。前記アリール基としては、具体的には、置換または無置換のフェニル基、ナフチル基を挙げることができる。また、フェニル基；ナフチル基、ａｓ‐インダセニル基、ｓ‐インダセニル基、アセナフチレニル基、９Ｈ‐フルオレニル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオランテニル基、アセフェナントリレニル基、アセアントリレニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、テトラフェニル基、ナフタセニル基およびペリレニル基など環構成原子数１０〜２０のアリール基；ピセニル基、ペンタフェニル基およびペンタセニル基など環構成原子数２１〜３０のアリール基などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。アリール基として好ましくは、環構成原子数１０〜２０のアリール基、および置換基を有するフェニル基である。置換基を有するフェニル基としては、ニトロ基、ジエチルアミノ基、ジメチルアミノ基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、カルボニル基またはハロゲンなどの電子供与基、電子吸引基を置換基として有しているフェニル基が挙げられる。
これらの中でも、環構成原子数１０〜２０のアリール基、置換または無置換のフェニル基が好ましく、２〜４個の環が縮合してなる置換または無置換のアリール基、置換または無置換のフェニル基が更に好ましく、ナフチル基、９Ｈ‐フルオレニル基、ピレニル基、無置換のフェニル基が更に好ましい。なお、環構成原子数１０〜２０のアリール基であれば、後述のように高波長の光によって異性化できるため核酸に与えるダメージが少ない点で有利である。
Ａで表されるヘテロアリール基としては、例えば、窒素原子、酸素原子およびイオウ原子からなる群から選ばれる１または２以上のヘテロ原子を環構成原子として含む５〜１０員のヘテロアリール基を挙げることができ、単環または多環のいずれでもよい。より好ましくは窒素原子を環構成原子として１個または２個含む５または６員のヘテロアリール基を挙げることができ、さらに好ましくは窒素原子を環構成原子として１個含む５または６員のヘテロアリール基を挙げることができる。前記ヘテロアリール基は置換基を有していてもよい。具体的には、ヘテロアリール基としては置換または無置換のピロリル基、イミダゾリル基などヘテロ原子として窒素原子を含む環構成原子数５または６の単環式ヘテロアリール基；インドリル基などヘテロ原子として窒素原子を含む環構成原子数７〜９の縮合環式ヘテロアリール基；イソキノリニル基、２，７‐ナフチリジニル基、２，６‐ナフチリジニル基、１，６‐ナフチリジニル基、１，５‐ナフチリジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、シンノリニル基、９Ｈ‐カルバゾリル基、９Ｈ‐β‐カルボリニル基、フェナントリジニル基、１Ｈ‐ペリミジニル基、４，７‐フェナントロリニル基、３，８‐フェナントロリニル基および２，９‐フェナントロリニル基などのフェナントロリニル基、フェナジニル基、テベニジニル基ならびに１０Ｈ‐キンドリニル基などヘテロ原子として窒素原子を含む環構成原子１０〜２０のヘテロアリール基などを挙げることができる。中でも、環構成原子数１０〜２０のヘテロアリール基、置換または無置換のピロリル基および置換または無置換のカルバゾリル基が好ましい。
なお、本明細書において「環構成原子数」とは、置換基を考慮せずに、環を構成している原子数を表す。アリール基の場合には、環構成原子数は環を構成している炭素原子数であり、例えばピレニル基であれば１６である。ヘテロアリール基の場合には、環構成原子数は環を構成している炭素原子およびヘテロ原子の総数であり、例えばキノキサリニル基であれば１０である。
また、アリール基およびヘテロアリール基における、エチレン性二重結合との結合位置は特に限定されるものではなく、使用する基および合成方法などにより適宜決定すればよい。後述する実施例においては、例えば、２‐９Ｈ‐フルオレニルおよび２‐ピレニルである。また、ナフチル基である場合には、２‐ナフチルが好ましい。
一般式（Ｉ）で表される基は、一般式（Ｉ）中の＊で表される位置においてプリン核の８位の炭素原子と結合している。一般式（Ｉ）で表される基によって置換されたプリン核がグリコシド結合する糖部分の構造は、特に限定されるものではなく、公知のヌクレオシド化合物に含まれる糖部分を挙げることができ、より具体的には、後述する一般式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）に含まれる糖部分を挙げることができる。
本発明のプリンヌクレオシド化合物の好ましい態様としては、プリン核の８位の炭素原子が上記一般式（Ｉ）で表される基によって置換された、下記一般式（ＩＩ）で表されるグアノシン誘導体および下記一般式（ＩＩＩ）で表されるアデノシン誘導体を挙げることができる。
なお、下記一般式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）にはＥ体を示すが、本発明のプリンヌクレオシド化合物はＥ体に限定されるものではなくＺ体でもあってもよい。
一般式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）におけるＡの定義およびその詳細は、前述の通りである。
一般式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に、水酸基もしくはその保護基、オリゴヌクレオチドの製造のために導入され得る反応性基、またはヌクレオシド誘導体の自己組織化を利用する際に導入され得る原子団を表す。
Ｒ３は、水素原子、水酸基もしくはその保護基、オリゴヌクレオチドの製造のために導入され得る反応性基、またはヌクレオシド誘導体の自己組織化を利用する際に導入され得る原子団を表す。
前記保護基としては、イソブチル、ｔｅｒｔ‐ブチルジメチルシリル（ＴＢＤＭＳ）、ジメトキシトリチル（ＤＭＴｒ）等を挙げることができ、前記反応性基としては、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等を挙げることができる。また、前記原子団の詳細は、Isao Yoshikawa, et al., Tetrahedron 63 (2007) 7474-7481、Jeffery T. Davis, et al Chem. Soc. Rev., 2007, 36, 296-313、Gian Piero Spada, et al., SYNLETT 2004, No.4, pp 0596-0602に記載されている。前記原子団の具体例としては、−ＯＲ（Ｒはアルキルシリル基（例えばＳｉ（ｉＰｒ）２Ｃ８Ｈ１７等）、エステル基を挙げることができる。また、Ｒ１〜Ｒ３は、２つ以上が連結して環を形成してもよい。
一般式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）中、Ｒ４は、水素原子、置換もしくは無置換のアミノ基またはその保護基を表す。前記保護基としては、イソブチル基、ジメチルホルムアミジン（ＤＭＦ）基等を挙げることができる。
一般式（ＩＩ）で表されるグアノシン誘導体の更に具体的な態様としては、下記一般式（ＩＩ）‐２、一般式（ＩＩ）‐２で表される化合物を挙げることができ、一般式（ＩＩＩ）で表されるアデノシン誘導体の更に具体的な態様としては、下記一般式（ＩＩＩ）‐１、一般式（ＩＩＩ）‐２で表される化合物を挙げることができる。
［上記において、Ａは前述と同義である。］
本発明のプリンヌクレオシド化合物の合成方法は特に限定されるものではないが、例えば８位がハロゲン化されたプリンヌクレオシド誘導体（以下、「ハロゲン化ヌクレオシド誘導体」ともいう）の８位ハロゲン原子を、一般式（Ｉ）で表される基と置換することにより、一般式（Ｉ）で表されるプリンヌクレオシド化合物を得ることができる。例えば、Ｅ体の合成には、鈴木‐宮浦カップリングを用いることができる。具体的には、８位をハロゲン化したプリン核と（Ｅ）‐アルケニルホウ素化合物をパラジウム等の触媒存在下で数時間加熱還流し、反応後、エバポレーターで溶媒を除去し、カラム精製、再結晶、洗浄などの方法を用い精製を行なうことにより目的物を得ることができる。上記反応の詳細については、N. Miyaura et al., Chem. Rev., 1995, 95, 2457-2483; N. Amann et al., Synlett, 2002, 5, 687-691.を参照できる。一方、Ｚ体は、例えば８‐アリールエチニルプリンの接触水素還元により得ることができる。上記接触水素還元について、より具体的に説明する。まず薗頭カップリングを用い、８位をハロゲン化したプリン核と末端アルキンをもつ原子団をパラジウム等の触媒に加えヨウ化銅、アミン塩基などを同時に加えて数時間加熱還流し、反応後、エバポレーターで溶媒を除去し、カラム精製、再結晶、洗浄などの方法で精製する。得られた８‐アリールエチニルプリンをエタノール、メタノールなど適当な溶媒に溶かし、パラジウム等の触媒下、系内を水素で置換し常圧もしくは加圧下で接触水素還元する。
本発明のプリンヌクレオシド化合物の合成方法は特に限定されるものではないが、例えば８位がハロゲン化されたプリンヌクレオシド誘導体（以下、「ハロゲン化ヌクレオシド誘導体」ともいう）の８位ハロゲン原子を、一般式（Ｉ）で表される基と置換することにより、一般式（Ｉ）で表されるプリンヌクレオシド化合物を得ることができる。例えば、Ｅ体の合成には、鈴木‐宮浦カップリングを用いることができる。具体的には、８位をハロゲン化したプリン核と（Ｅ）‐アルケニルホウ素化合物をパラジウム等の触媒存在下で数時間加熱還流し、反応後、エバポレーターで溶媒を除去し、カラム精製、再結晶、洗浄などの方法を用い精製を行なうことにより目的物を得ることができる。上記反応の詳細については、N. Miyaura et al., Chem. Rev., 1995, 95, 2457-2483; N. Amann et al., Synlett, 2002, 5, 687-691.を参照できる。一方、Ｚ体は、例えば８‐アリールエチニルプリンの接触水素還元により得ることができる。上記接触水素還元について、より具体的に説明する。まず薗頭カップリングを用い、８位をハロゲン化したプリン核と末端アルキンをもつ原子団をパラジウム等の触媒に加えヨウ化銅、アミン塩基などを同時に加えて数時間加熱還流し、反応後、エバポレーターで溶媒を除去し、カラム精製、再結晶、洗浄などの方法で精製する。得られた８‐アリールエチニルプリンをエタノール、メタノールなど適当な溶媒に溶かし、パラジウム等の触媒下、系内を水素で置換し常圧もしくは加圧下で接触水素還元する。
反応後、触媒を濾去し、エバポレーターで濾洗液から溶媒を除去する。カラム精製、再結晶、洗浄などの方法で精製しＺ体を得ることができる。上記反応の詳細については、A. G. Firth et al., Tetrahedron Lett., 2006, 27, 3529-3533; H. Lindlar, Helv. Chim. Acta., 1952, 35, 446-450.を参照できる。
本発明のプリンヌクレオシド化合物の合成反応の詳細は、後述の実施例を参照できる。また、反応に使用する原料および試薬は、公知の方法で合成可能であり、市販品として入手できるものもある。合成反応後、必要に応じて公知の方法で精製を行なうことにより、目的物質を得ることができる。目的物質が得られたことは、ＮＭＲ、質量分析等の同定方法によって確認できる。なお、一般式（Ｉ）で表されるプリンヌクレオシド化合物は、官能基や置換基の種類によっては塩を形成する場合があり、遊離の状態または塩の状態で水和物または溶媒和物を形成することもあるが、これらの状態も本発明の範囲に含まれるものとする。
本発明のプリンヌクレオシド化合物は、構造変化（異性化）を可逆的に制御することができる。また、光源のＯＮ／ＯＦＦにより構造を変化させることができ構造制御が容易である。
また、適当なポリメラーゼの使用により核酸合成にも利用可能と期待される。特に、プリン環の７位の窒素原子は、核酸において相互作用系（水素結合、金属イオンへの配位結合等）に関与することが知られている。本発明のプリンヌクレオシド化合物由来の核酸では、プリン環の８位の炭素原子に置換した一般式（Ｉ）で表される基のＥ→Ｚ異性化により、上記相互作用系の阻害を制御（Ｚ体により阻害、Ｅ体により阻害を解除）することができると考えられ、より正確な活性制御が可能になるものと期待される。特に、塩基部分に光応答性基を導入することは、分子構造全体への影響が少ないため、核酸の機能を保持しつつ活性を制御することができると考えられる。また、本発明のプリンヌクレオシド化合物由来の核酸は、塩基部分が修飾されているため、ＤＮＡの二重螺旋構造、ＲＮＡのリボザイム、アプタマー等の高次構造形成を、上記修飾の影響を受けることなく良好に行なうことができる。また、本発明のプリンヌクレオシド化合物は同様の理由によりＰＣＲ法またはＲＣＡ法などの核酸増幅技術によって簡便に核酸に導入することができる。
［異性化方法、光特性を変化させる方法］
更に本発明は、本発明のプリンヌクレオシド化合物に光を照射することにより、該化合物を異性化する方法、および、本発明のプリンヌクレオシド化合物に光を照射することにより、該化合物の光特性を変化させる方法に関する。
更に本発明は、本発明のプリンヌクレオシド化合物に光を照射することにより、該化合物を異性化する方法、および、本発明のプリンヌクレオシド化合物に光を照射することにより、該化合物の光特性を変化させる方法に関する。
先に説明したように、本発明のプリンヌクレオシド化合物は、一般式（Ｉ）で表される基のオレフィン部のＥ−Ｚ異性化を可逆的に起こすことができる。本発明のプリンヌクレオシド化合物は、Ｅ体、Ｚ体とも高い安定性を有するため、光照射しない限り異性化が進行せず、光照射によって異性化（Ｅ→Ｚ異性化およびＺ→Ｅ異性化）を制御することができる。Ｅ→Ｚ異性化は、Ｅ体に対して紫外光等の光（例えば波長３００〜４００ｎｍ）を照射することにより起こすことができる。Ｚ→Ｅ異性化は、Ｚ体に対して、Ｅ→Ｚ異性化に使用する光より短波長の光（例えば波長２４０〜２７０ｎｍ）を照射することにより起こすことができる。また、例えば、前記一般式（Ｉ）におけるＡがナフチル基、９Ｈ−フルオレニル基、ピレニル基、または置換基を有するフェニル基である場合、Ｅ→Ｚ異性化は４００〜５００ｎｍの光、Ｚ→Ｅ異性化は２９０〜４００ｎｍの光にて行なうことができる。この場合、２９０ｎｍ以上という長波長の光にて異性化を行なうことができるので核酸に与えるダメージが少なくなる点において有利である。Ｅ→Ｚ光異性化、Ｚ→Ｅ光異性化とも、室温で容易に進行し得る。また、異性化のための光照射時間、使用する光源および照射光の強度等の異性化条件は、適宜設定すればよい。異性化条件については、後述の実施例も参照できる。
本発明のプリンヌクレオシド化合物は、Ｅ体とＺ体で吸収スペクトル、蛍光強度、量子収率等の光特性が異なる。したがって、上記光照射による異性化により、本発明のプリンヌクレオシド化合物の光物性を変化させることができる。更に、上記光異性化は可逆的に起こすことができるため、本発明のプリンヌクレオシド化合物へ異なる波長の光を繰り返し照射することにより、化合物の光特性を可逆的に変化させることができる。光特性を変化させるための光照射条件については、前述の通りである。
［光スイッチング型デバイス材料］
更に本発明は、本発明のプリンヌクレオシド化合物および／または上記プリンヌクレオシド化合物由来の核酸を含む光スイッチング型デバイス材料に関する。本発明の光スイッチング型デバイス材料は、上記プリンヌクレオシド化合物および／または上記核酸の１種または２種以上からなることができ、または、エレクトロニックデバイスに通常使用される他の成分を含むこともできる。
更に本発明は、本発明のプリンヌクレオシド化合物および／または上記プリンヌクレオシド化合物由来の核酸を含む光スイッチング型デバイス材料に関する。本発明の光スイッチング型デバイス材料は、上記プリンヌクレオシド化合物および／または上記核酸の１種または２種以上からなることができ、または、エレクトロニックデバイスに通常使用される他の成分を含むこともできる。
本発明において「光スイッチング型」とは、光照射により機能や構造をスイッチングすることができる性質をいう。先に説明したように、本発明のプリンヌクレオシド化合物は、光照射により可逆的に異性化し構造を変化させることができ、それに伴い光特性を変えることができる。この性質を利用し、例えばＥ体の状態をオンまたはデジタル信号におけるビットの１とし、Ｚ体の状態をオフまたはデジタル信号におけるビットの０とすることにより、スイッチング素子、記憶素子等のエレクトロニックデバイスを形成することができる。特に、本発明の光スイッチング型デバイス材料は、光駆動型ナノデバイスの光スイッチとして好適である。
以下、本発明を実施例により更に説明する。但し、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。
［実施例１］
（Ｅ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンの合成
（Ｅ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンの合成
８‐ブロモ‐２’‐デオキシグアノシン（化合物１）３．０ｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返し系内を十分に窒素置換した。そこへＤＭＦ ２００ ｍＬ、２‐トランス‐フェニルビニルボロニックアシッド１．５４ｍｇ、トリエチルアミン４．８１ｍＬを加え、室温で５分間攪拌した。そこへテトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム（０）５００ｍｇを加え１１０℃で１６時間加熱還流した。反応後、エバポレーターで溶媒を除去し、次いで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＝９５:５)で精製した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去することにより、（Ｅ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシン（化合物２）２．０６ｇを得た。同定結果を以下に示す。
1H NMR (DMSO-d6) δ : 10.7 (s, 1H), 7.68 (d, J = 7.3, 2H) 7.53 (d, J = 16.1, 1H) 7.47 (d, J = 16.1, 1H), 7.37 (m, 2H), 7.29 (m, 1H), 6.47 (s, 2H), 6.37 (dd, J = 8.6, 6.2, 1H), 5.26 (d, J = 4.2, 1H), 5.17 (t, J = 5.1, 1H), 4.45 (m, 1H), 3.82 (m, 1H), 3.71 (m, 1H), 3.65 (m, 1H), 2.60 (m, 1H), 2.09 (m, 1H).
13C NMR (DMSO-d6) δ : 156.2, 153.1, 151.5, 144.1, 136.0, 132.8, 128.6, 128.2, 127.0, 116.4, 115.7, 87.1, 82.3, 70.2, 61.2.
HR-FAB (M+H)+ for C18H19N5O4. Calculated: 370.1515; Found: 370.1571.。
1H NMR (DMSO-d6) δ : 10.7 (s, 1H), 7.68 (d, J = 7.3, 2H) 7.53 (d, J = 16.1, 1H) 7.47 (d, J = 16.1, 1H), 7.37 (m, 2H), 7.29 (m, 1H), 6.47 (s, 2H), 6.37 (dd, J = 8.6, 6.2, 1H), 5.26 (d, J = 4.2, 1H), 5.17 (t, J = 5.1, 1H), 4.45 (m, 1H), 3.82 (m, 1H), 3.71 (m, 1H), 3.65 (m, 1H), 2.60 (m, 1H), 2.09 (m, 1H).
13C NMR (DMSO-d6) δ : 156.2, 153.1, 151.5, 144.1, 136.0, 132.8, 128.6, 128.2, 127.0, 116.4, 115.7, 87.1, 82.3, 70.2, 61.2.
HR-FAB (M+H)+ for C18H19N5O4. Calculated: 370.1515; Found: 370.1571.。
［実施例２］
（Ｚ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンの合成
（１）８‐フェニルエチニル‐２’‐デオキシグアノシンの合成
（Ｚ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンの合成
（１）８‐フェニルエチニル‐２’‐デオキシグアノシンの合成
８‐ブロモ‐２’‐デオキシグアノシン（化合物１）５．０ｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返し系内を十分に窒素置換した。そこへＤＭＦ ２００ ｍＬ、エチニルベンゼン１９ｍＬ、テトラキス(トリフェニルフォスフィン)パラジウム（０） ４２７ｍｇ、トリエチルアミン６．０ｍＬ、ヨウ化銅（Ｉ）１３８ｍｇを加え１１０℃で２時間加熱還流した。反応後、エバポレーターで溶媒を除去し、次いでクロロホルム、熱湯、少量のメタノールの順で洗浄し８‐フェニルエチニル‐２’‐デオキシグアノシン（化合物３）３．１２ｇを得た。同定結果を以下に示す。
1H NMR (DMSO-d6) δ : 10.8 (s, 1H), 7.64 (m, 2H), 7.50 (m, 3H), 6.58 (s, 2H), 6.35 (t, J = 7.6, 1H), 5.28 (d, J = 4.4 1H), 4.87 (t, J = 5.8, 1H), 4.42 (m, 1H), 3.81 (dd, J = 8.8, 5.4, 1H), 3.62 (m, 1H), 3.51 (m, 1H), 3.10 (m, 1H), 2.18 (m, 1H).
13C NMR (DMSO-d6) δ : 155.8, 153.7, 150.7, 131.4, 129.7, 128.8, 120.4, 117.4, 92.6, 87.6, 83.4, 79.6, 71.0, 62.0, 37.3.
FAB MS (M+H)+ for C18H17N5O4. Calculated: 368.14; Found: 368.13.。
（２）（Ｚ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンの合成の合成
1H NMR (DMSO-d6) δ : 10.8 (s, 1H), 7.64 (m, 2H), 7.50 (m, 3H), 6.58 (s, 2H), 6.35 (t, J = 7.6, 1H), 5.28 (d, J = 4.4 1H), 4.87 (t, J = 5.8, 1H), 4.42 (m, 1H), 3.81 (dd, J = 8.8, 5.4, 1H), 3.62 (m, 1H), 3.51 (m, 1H), 3.10 (m, 1H), 2.18 (m, 1H).
13C NMR (DMSO-d6) δ : 155.8, 153.7, 150.7, 131.4, 129.7, 128.8, 120.4, 117.4, 92.6, 87.6, 83.4, 79.6, 71.0, 62.0, 37.3.
FAB MS (M+H)+ for C18H17N5O4. Calculated: 368.14; Found: 368.13.。
（２）（Ｚ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンの合成の合成
上記（１）で得た８‐フェニルエチニル‐２’‐デオキシグアノシン２００ｍｇをエタノール５０ｍＬに加え５０℃で１０分攪拌し溶解させた。そこへ５％パラジウム／カーボン２５ｍｇを加え系内を水素置換した後、室温で２４時間攪拌し、接触水素還元を行った。反応後、系内を窒素により十分置換した後、触媒を濾去し、濾液を１ｍＬになるまで濃縮した。濃縮液を逆相ＨＰＬＣにて精製し（Ｚ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシン（化合物４）８０ｍｇを得た。その際、溶離液は３０分間で超純水：アセトニトリル＝８０：２０から７０:３０へと移動相の組成を変化させたものを用いた。同定結果を以下に示す。
1H NMR (DMSO-d6) δ : 10.8 (s, 1H), 7.56 (m, 2H), 7.29 (m, 3H), 6.83 (d, J = 13.0, 1H), 6.64 (d, J = 13.0, 1H), 6.47 (s, 2H), 6.15 (dd, J = 8.5, 6.6, 1H), 5.18 (s, 1H), 5.00 (s, 1H), 4.33 (s, 1H), 3.76 (dd, J = 7.8, 4.6, 1H), 3.61 (m, 1H), 3.53 (m, 1H), 2.71 (m, 1H), 1.83 (m, 1H).
13C NMR (DMSO-d6) δ : 156.4, 153.3, 151.2, 142.6, 135.4, 135.3, 129.0, 128.1, 127.9, 117.4, 116.3, 87.3, 83.1, 70.6, 61.7, 38.0.
HR-FAB (M+H)+ for C18H19N5O4. Calculated: 370.1515; Found: 370.1564.
［実施例３］
Ｅ→Ｚ光異性化反応
実施例１で合成した（Ｅ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンを２５μＭになるよう超純水（２％アセトニトリル含有）に溶解し、ストックソリューションとした。ストックソリューションから１ｍＬを１ｃｍ角の石英セルに移し暗所で３７０ｎｍの光を照射し光異性化の経時変化を観察した。この際、光源には(株)朝日分光のＬＡＸ‐Ｃｕｔｅを使用し、フィルターには同社のＨＱＢＰ３７０‐ＵＶを使用した。一定時間経過ごとにサンプリングし、サンプリング溶液を逆相ＨＰＬＣで分析しピークエリアより転換率を算出した。逆相ＨＰＬＣで分析では等吸収点である２６８ｎｍのＵＶ吸収でモニタリングした。結果を図１（ａ）に示す。図１（ａ）に示すように、およそ５秒の光照射で９６％の転換率が得られた。同時に、Ｅ→Ｚ光異性化によるＵＶ／可視光吸収スペクトルの変化を調べた。結果を図１（ｂ）に示す。図１（ｂ）に示すように、Ｅ→Ｚ光異性化に伴い３４０ｎｍのピークが減少し、２４９ｎｍの吸収強度が増加した。
1H NMR (DMSO-d6) δ : 10.8 (s, 1H), 7.56 (m, 2H), 7.29 (m, 3H), 6.83 (d, J = 13.0, 1H), 6.64 (d, J = 13.0, 1H), 6.47 (s, 2H), 6.15 (dd, J = 8.5, 6.6, 1H), 5.18 (s, 1H), 5.00 (s, 1H), 4.33 (s, 1H), 3.76 (dd, J = 7.8, 4.6, 1H), 3.61 (m, 1H), 3.53 (m, 1H), 2.71 (m, 1H), 1.83 (m, 1H).
13C NMR (DMSO-d6) δ : 156.4, 153.3, 151.2, 142.6, 135.4, 135.3, 129.0, 128.1, 127.9, 117.4, 116.3, 87.3, 83.1, 70.6, 61.7, 38.0.
HR-FAB (M+H)+ for C18H19N5O4. Calculated: 370.1515; Found: 370.1564.
［実施例３］
Ｅ→Ｚ光異性化反応
実施例１で合成した（Ｅ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンを２５μＭになるよう超純水（２％アセトニトリル含有）に溶解し、ストックソリューションとした。ストックソリューションから１ｍＬを１ｃｍ角の石英セルに移し暗所で３７０ｎｍの光を照射し光異性化の経時変化を観察した。この際、光源には(株)朝日分光のＬＡＸ‐Ｃｕｔｅを使用し、フィルターには同社のＨＱＢＰ３７０‐ＵＶを使用した。一定時間経過ごとにサンプリングし、サンプリング溶液を逆相ＨＰＬＣで分析しピークエリアより転換率を算出した。逆相ＨＰＬＣで分析では等吸収点である２６８ｎｍのＵＶ吸収でモニタリングした。結果を図１（ａ）に示す。図１（ａ）に示すように、およそ５秒の光照射で９６％の転換率が得られた。同時に、Ｅ→Ｚ光異性化によるＵＶ／可視光吸収スペクトルの変化を調べた。結果を図１（ｂ）に示す。図１（ｂ）に示すように、Ｅ→Ｚ光異性化に伴い３４０ｎｍのピークが減少し、２４９ｎｍの吸収強度が増加した。
次に（Ｅ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンを５μＭになるよう超純水（２％アセトニトリル含有)に溶解しストックソリューションとした。ストックソリューションに窒素ガスを１時間程度バブリングし窒素飽和させた。ストックソリューションから２．５ｍＬを１ｃｍ角の石英セルに移し（Ｅ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンの蛍光発光とＥ→Ｚ光異性化反応における量子収率（ΦＥ→Ｚ）を調べた結果、４５０ｎｍに蛍光をもち、ΦＥ→Ｚ＝０．３５であった。
［実施例４］
Ｚ→Ｅ光異性化反応
実施例２で合成した（Ｚ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンを２５μＭになるよう超純水（２％アセトニトリル含有)に溶解しストックソリューションとした。ストックソリューションから１ｍＬを１ｃｍ角の石英セルに移し暗所で２５４ｎｍの光を照射し光異性化の経時変化を観察した。この際、光源には(株)朝日分光のＬＡＸ‐Ｃｕｔｅを使用し、フィルターには同社のＨＱＢＰ２５４‐ＵＶを使用した。一定時間経過ごとにサンプリングし、サンプリング溶液を逆相ＨＰＬＣで分析しピークエリアより転換率を算出した。逆相ＨＰＬＣで分析では等吸収点である２６８ｎｍのＵＶ吸収でモニタリングした。結果を図２（ａ）に示す。図２（ａ）に示すように、およそ５０秒の光照射で６７％の転換率が得られた。同時に、Ｚ→Ｅ光異性化によるＵＶ／可視光吸収スペクトルの変化を調べた。結果を図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）に示すように、Ｚ→Ｅ光異性化に伴い２４９ｎｍのピークが減少し、３４０ｎｍの吸収強度が増加した。これはＥ→Ｚ光異性化とは真逆の結果であり、これによりＺ→Ｅ光異性化が生じたことが確認された。
Ｚ→Ｅ光異性化反応
実施例２で合成した（Ｚ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンを２５μＭになるよう超純水（２％アセトニトリル含有)に溶解しストックソリューションとした。ストックソリューションから１ｍＬを１ｃｍ角の石英セルに移し暗所で２５４ｎｍの光を照射し光異性化の経時変化を観察した。この際、光源には(株)朝日分光のＬＡＸ‐Ｃｕｔｅを使用し、フィルターには同社のＨＱＢＰ２５４‐ＵＶを使用した。一定時間経過ごとにサンプリングし、サンプリング溶液を逆相ＨＰＬＣで分析しピークエリアより転換率を算出した。逆相ＨＰＬＣで分析では等吸収点である２６８ｎｍのＵＶ吸収でモニタリングした。結果を図２（ａ）に示す。図２（ａ）に示すように、およそ５０秒の光照射で６７％の転換率が得られた。同時に、Ｚ→Ｅ光異性化によるＵＶ／可視光吸収スペクトルの変化を調べた。結果を図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）に示すように、Ｚ→Ｅ光異性化に伴い２４９ｎｍのピークが減少し、３４０ｎｍの吸収強度が増加した。これはＥ→Ｚ光異性化とは真逆の結果であり、これによりＺ→Ｅ光異性化が生じたことが確認された。
次に（Ｚ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンを５μＭになるよう超純水（２％アセトニトリル含有）に溶解しストックソリューションとした。ストックソリューションに窒素ガスを１時間程度バブリングし窒素飽和させた。ストックソリューションから２．５ｍＬを１ｃｍ角の石英セルに移し（Ｚ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンの蛍光発光とＺ→Ｅ光異性化反応における量子収率(ΦＥ→Ｚ)を調べた。その結果、（Ｅ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンと同様４５０ｎｍに蛍光をもちΦＥ→Ｚ＝０．１５であった。しかし、蛍光強度は（Ｅ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンの１／６であった。
［実施例５］
Ｚ‐Ｅ光異性化の繰り返し耐久性の評価
実施例１で合成した（Ｅ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンを２５μＭになるよう超純水（２％アセトニトリル含有）に溶解しストックソリューションとした。ストックソリューションから１ｍＬを１ｃｍ角の石英セルに移し暗所で３７０ｎｍ（７秒）‐２５４ｎｍ（５０秒）の光を交互に１０回照射し可逆的光異性化による化合物の耐久性を調べた。光源には実施例３および４と同様のものを用いた。結果を図３に示す。図３に示すように、１０回の可逆的光異性化後においても化合物の副反応および分解などは見られなかった。これにより本発明のプリンヌクレオシド化合物が、繰り返し光異性化に対し優れた耐久性を有することが確認された。
Ｚ‐Ｅ光異性化の繰り返し耐久性の評価
実施例１で合成した（Ｅ）‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシンを２５μＭになるよう超純水（２％アセトニトリル含有）に溶解しストックソリューションとした。ストックソリューションから１ｍＬを１ｃｍ角の石英セルに移し暗所で３７０ｎｍ（７秒）‐２５４ｎｍ（５０秒）の光を交互に１０回照射し可逆的光異性化による化合物の耐久性を調べた。光源には実施例３および４と同様のものを用いた。結果を図３に示す。図３に示すように、１０回の可逆的光異性化後においても化合物の副反応および分解などは見られなかった。これにより本発明のプリンヌクレオシド化合物が、繰り返し光異性化に対し優れた耐久性を有することが確認された。
［実施例６：フォトクロミック塩基（デオキシグアノシン）のアミダイト体の合成］
本実施例では以下の合成経路によりプリンヌクレオシド化合物を合成した。フォトクロミック塩基とは、光照射によって分子量を変えることなく分子内での化学結合の組み替えなどによって構造変化（異性化）反応を起こす塩基である。
本実施例では以下の合成経路によりプリンヌクレオシド化合物を合成した。フォトクロミック塩基とは、光照射によって分子量を変えることなく分子内での化学結合の組み替えなどによって構造変化（異性化）反応を起こす塩基である。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐２’‐デオキシグアノシン（化合物２）の合成
８‐ブロモ‐２‘‐デオキシグアノシン（３．０８ｇ）を２口ナス型フラスコに入れ、そこへＤＭＦ（８０ｍＬ）、Ｎ，Ｎ‐ジメチルホルムアミドジエチルアセタール（９ｍＬ）を加え５５℃で３０分間撹拌した。反応後、溶媒をエバポレーターで除去し２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐２’‐デオキシグアノシンを得た。得られた２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐２’‐デオキシグアノシンをピリジン（１０ｍＬ）で３回共沸し、次いで減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへピリジン（１５ｍＬ）、ジメチルアミノピリジン（２６９ｍｇ)を加え、さらに０℃でピリジン（１５ｍＬ）に溶解させたジメトキシトリチルクロライド４．１０ｇをゆっくり滴下した。その後、反応溶液を室温で２時間攪拌した。撹拌した後、エバポレーターで溶媒を除去して、次に、ジクロロメタン（５０ｍＬ×３）と水（５０ｍＬ）で抽出し、得られた有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を除去した。残留物を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはクロロホルム／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収して、展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐２’‐デオキシグアノシン（６．１８ｇ；化合物２）を白色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (DMSO-d6) δ: 11.5 (s, 1H), 8.31 (s, 1H), 7.27-7.25 (m, 2H), 7.20-7.12 (m, 7H), 6.75 (dd, J = 15.6, 8.8, 4H), 6.26 (dd, J = 7.8, 4.9, 1H), 5.37 (d, J = 4.9, 1H), 4.66-4.60 (m, 1H), 4.09-4.06 (m, 1H), 3.71 (s, 3H), 3.70 (s, 3H), 3.32-3.09 (m, 3H), 3.02 (s, 6H), 2.29- 2.23 (m, 1H); 13C NMR (DMSO-d6) δ: 157.9, 157.8, 157.7, 156.8, 156.4, 150.4, 144.9, 135.7, 135.6, 129.6, 129.4, 127.6, 126.5, 122.3, 120.3, 113.0, 112.9, 85.5, 85.1, 84.9, 70.3, 63.7, 48.6, 40.8, 37.1, 34.7; FAB MS (M+H)+ for C34H36N6O6Br, Calculated: 703.19; Found: 703.17.。
８‐ブロモ‐２‘‐デオキシグアノシン（３．０８ｇ）を２口ナス型フラスコに入れ、そこへＤＭＦ（８０ｍＬ）、Ｎ，Ｎ‐ジメチルホルムアミドジエチルアセタール（９ｍＬ）を加え５５℃で３０分間撹拌した。反応後、溶媒をエバポレーターで除去し２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐２’‐デオキシグアノシンを得た。得られた２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐２’‐デオキシグアノシンをピリジン（１０ｍＬ）で３回共沸し、次いで減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへピリジン（１５ｍＬ）、ジメチルアミノピリジン（２６９ｍｇ)を加え、さらに０℃でピリジン（１５ｍＬ）に溶解させたジメトキシトリチルクロライド４．１０ｇをゆっくり滴下した。その後、反応溶液を室温で２時間攪拌した。撹拌した後、エバポレーターで溶媒を除去して、次に、ジクロロメタン（５０ｍＬ×３）と水（５０ｍＬ）で抽出し、得られた有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を除去した。残留物を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはクロロホルム／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収して、展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐２’‐デオキシグアノシン（６．１８ｇ；化合物２）を白色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (DMSO-d6) δ: 11.5 (s, 1H), 8.31 (s, 1H), 7.27-7.25 (m, 2H), 7.20-7.12 (m, 7H), 6.75 (dd, J = 15.6, 8.8, 4H), 6.26 (dd, J = 7.8, 4.9, 1H), 5.37 (d, J = 4.9, 1H), 4.66-4.60 (m, 1H), 4.09-4.06 (m, 1H), 3.71 (s, 3H), 3.70 (s, 3H), 3.32-3.09 (m, 3H), 3.02 (s, 6H), 2.29- 2.23 (m, 1H); 13C NMR (DMSO-d6) δ: 157.9, 157.8, 157.7, 156.8, 156.4, 150.4, 144.9, 135.7, 135.6, 129.6, 129.4, 127.6, 126.5, 122.3, 120.3, 113.0, 112.9, 85.5, 85.1, 84.9, 70.3, 63.7, 48.6, 40.8, 37.1, 34.7; FAB MS (M+H)+ for C34H36N6O6Br, Calculated: 703.19; Found: 703.17.。
５’‐Ｏ‐（４,４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシグアノシン（化合物３）の合成
５’‐Ｏ‐（４,４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐２’‐デオキシグアノシン（化合物２）（１．５０ｇ）を２口ナス型フラスコに入れて、Ｎ‐メチルピロリドン４ｍＬを加えた後、溶液をアルゴンガスで１０分間バブリングした。次いでテトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム２４７ｍｇ、トリブチルビニルすず１．２５ｍＬを加え、反応溶液を１１０℃で４５分間加熱還流した。反応後、酢酸エチル（５０ｍＬ×３）と水（５０ｍＬ）で抽出し、得られた有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を除去した。残留物を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４,４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシグアノシン（１．１８ｇ；化合物３）を黄色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (DMSO-d6) δ: 11.4 (s, 1H), 8.45 (s, 1H), 7.31-7.29 (m, 2H), 7.24-7.16 (m, 7H), 6.99 (dd, J = 17.6, 10.8, 1H), 6.80 (t, J = 8.8, 4H), 6.40 (t, J = 6.8, 1H), 6.16 (dd, J = 17.6, 2.0, 1H), .5.40 (d, J = 4.9, 1H), 5.27 (dd, J = 10.8, 2.0, 1H), 4.65-4.60 (m, 1H), 3.90-3.86 (m, 1H), 3.71 (s, 6H), 3.18 (d, J = 3.9, 2H), 3.08 (s, 3H), 3.02 (s, 3H) 3.00- 2.92 (m, 1H), 2.25- 2.19 (m, 1H); 13C NMR (DMSO-d6) δ: 158.0, 157.9, 157.8, 157.4, 156.7, 150.0, 145.1, 144.8, 135.5, 135.4, 129.7, 129.6, 127.7, 127.6, 126.6, 124.7, 119.8, 119.4, 113.1, 85.3, 82.3, 69.9, 63.1, 40.8, 39.0, 34.7; FAB MS (M+H)+ for C36H38N6O6, Calculated: 651.29; Found: 651.26.。
５’‐Ｏ‐（４,４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐２’‐デオキシグアノシン（化合物２）（１．５０ｇ）を２口ナス型フラスコに入れて、Ｎ‐メチルピロリドン４ｍＬを加えた後、溶液をアルゴンガスで１０分間バブリングした。次いでテトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム２４７ｍｇ、トリブチルビニルすず１．２５ｍＬを加え、反応溶液を１１０℃で４５分間加熱還流した。反応後、酢酸エチル（５０ｍＬ×３）と水（５０ｍＬ）で抽出し、得られた有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を除去した。残留物を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４,４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシグアノシン（１．１８ｇ；化合物３）を黄色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (DMSO-d6) δ: 11.4 (s, 1H), 8.45 (s, 1H), 7.31-7.29 (m, 2H), 7.24-7.16 (m, 7H), 6.99 (dd, J = 17.6, 10.8, 1H), 6.80 (t, J = 8.8, 4H), 6.40 (t, J = 6.8, 1H), 6.16 (dd, J = 17.6, 2.0, 1H), .5.40 (d, J = 4.9, 1H), 5.27 (dd, J = 10.8, 2.0, 1H), 4.65-4.60 (m, 1H), 3.90-3.86 (m, 1H), 3.71 (s, 6H), 3.18 (d, J = 3.9, 2H), 3.08 (s, 3H), 3.02 (s, 3H) 3.00- 2.92 (m, 1H), 2.25- 2.19 (m, 1H); 13C NMR (DMSO-d6) δ: 158.0, 157.9, 157.8, 157.4, 156.7, 150.0, 145.1, 144.8, 135.5, 135.4, 129.7, 129.6, 127.7, 127.6, 126.6, 124.7, 119.8, 119.4, 113.1, 85.3, 82.3, 69.9, 63.1, 40.8, 39.0, 34.7; FAB MS (M+H)+ for C36H38N6O6, Calculated: 651.29; Found: 651.26.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシン（化合物４）の合成
トリフェニルフォスフィン３０．２ ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへＤＭＦ４ｍＬ、パラジウム（ＩＩ）アセテイト１０．３ｍｇ、トリエチルアミン７６．７ｍＬを加え６０℃で１０分間攪拌した。反応溶液がワインレッドに変色するのを確認した後、ブロモベンゼン９６．６ｍｇ、ＤＭＦ（３ｍＬ）に溶解させた５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシグアノシン（化合物３）３００ｍｇを順に加えて、１１５℃で１時間加熱還流した。反応後、触媒を濾去して、濾液を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後５’‐Ｏ‐（４,４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシン（１５１ｍｇ；化合物４）を黄色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (DMSO-d6) δ: 11.5 (s, 1H), 8.42 (s, 1H), 7.68-7.62 (m, 3H), 7.38-7.30 (m, 4H), 7.25-7.23 (m, 2H), 7.14-7.12 (m, 4H), 6.72 (t, J = 9.3, 4H), 6.58 (dd, J = 6.8, 4.4, 1H), 5.41 (d, J = 4.9, 1H) 4.67-4.60 (m, 1H), 3.93-3.88 (m, 1H), 3.63 (s, 6H), 3.25-3.31 (m, 3H), 3.05 (s, 3H), 3.03 (s, 3H) 2.31- 2.25 (m, 1H); 13C NMR (DMSO-d6) δ: 157.9, 157.7, 157.4, 156.4, 150.0, 145.7, 144.9, 136.1, 135.6, 135.5, 129.5, 129.5, 128.8, 128.6, 127.6, 127.1, 126.5, 120.2, 115.0, 113.0, 82.7, 70.2, 63.6, 40.8, 38.2, 34.7; HR-FAB (M+H)+ for C42H42N6O6, Calculated: 727.3244; Found: 727.3295.。
トリフェニルフォスフィン３０．２ ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへＤＭＦ４ｍＬ、パラジウム（ＩＩ）アセテイト１０．３ｍｇ、トリエチルアミン７６．７ｍＬを加え６０℃で１０分間攪拌した。反応溶液がワインレッドに変色するのを確認した後、ブロモベンゼン９６．６ｍｇ、ＤＭＦ（３ｍＬ）に溶解させた５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシグアノシン（化合物３）３００ｍｇを順に加えて、１１５℃で１時間加熱還流した。反応後、触媒を濾去して、濾液を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後５’‐Ｏ‐（４,４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシン（１５１ｍｇ；化合物４）を黄色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (DMSO-d6) δ: 11.5 (s, 1H), 8.42 (s, 1H), 7.68-7.62 (m, 3H), 7.38-7.30 (m, 4H), 7.25-7.23 (m, 2H), 7.14-7.12 (m, 4H), 6.72 (t, J = 9.3, 4H), 6.58 (dd, J = 6.8, 4.4, 1H), 5.41 (d, J = 4.9, 1H) 4.67-4.60 (m, 1H), 3.93-3.88 (m, 1H), 3.63 (s, 6H), 3.25-3.31 (m, 3H), 3.05 (s, 3H), 3.03 (s, 3H) 2.31- 2.25 (m, 1H); 13C NMR (DMSO-d6) δ: 157.9, 157.7, 157.4, 156.4, 150.0, 145.7, 144.9, 136.1, 135.6, 135.5, 129.5, 129.5, 128.8, 128.6, 127.6, 127.1, 126.5, 120.2, 115.0, 113.0, 82.7, 70.2, 63.6, 40.8, 38.2, 34.7; HR-FAB (M+H)+ for C42H42N6O6, Calculated: 727.3244; Found: 727.3295.。
５’‐Ｏ‐（４,４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシグアノシン（化合物５）の合成
トリフェニルフォスフィン３０．２ ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへＤＭＦ４ｍＬ、パラジウム（ＩＩ）アセテイト１０．３ｍｇ、トリエチルアミン７６．７ｍＬを加え６０℃で１０分間攪拌した。反応溶液がワインレッドに変色するのを確認した後、ＤＭＦ（２．５ｍＬ）に溶解させた２‐ブロモナフタレン１９０ｍｇ、ＤＭＦ（２．５ｍＬ）に溶解させた５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシグアノシン（化合物３）３００ｍｇを順に加えて、１１５℃で１時間加熱還流した。反応後、触媒を濾去し、濾液を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシグアノシン（１８３ｍｇ；化合物５）を黄色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (DMSO-d6) δ: 11.5 (s, 1H), 8.44 (s, 1H), 8.10 (s, 1H) 7.93-7.81 (m, 4H), 7.65-7.49 (m, 3H), 7.27-7.11 (m, 10H), 6.71 (dd, J = 12.5, 8.8, 4H), 6.64 (dd, J = 12.0, 4.6, 1H), 5.43 (d, J = 5.1, 1H), 4.71-4.63 (m, 1H), 3.96-3.92 (m, 1H), 3.63 (s, 6H), 3.32-3.20 (m, 3H), 3.07 (s, 3H), 3.05 (s, 3H), 2.34-2.29 (m, 1H); 13C NMR (DMSO-d6) δ: 157.8, 157.6, 157.3, 156.3, 150.0, 145.7, 144.8, 135.5, 135.4, 133.6, 133.4, 133.1, 132.9, 129.5, 129.4, 128.2, 128.0, 127.5, 126.5, 126.4, 123.6, 120.2, 115.3, 112.9, 85.0, 82.6, 70.2, 63.6, 40.7, 38.1, 34.6; HR-FAB (M+H)+ for C46H44N6O6, Calculated: 777.3400; Found: 777.3468.。
トリフェニルフォスフィン３０．２ ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへＤＭＦ４ｍＬ、パラジウム（ＩＩ）アセテイト１０．３ｍｇ、トリエチルアミン７６．７ｍＬを加え６０℃で１０分間攪拌した。反応溶液がワインレッドに変色するのを確認した後、ＤＭＦ（２．５ｍＬ）に溶解させた２‐ブロモナフタレン１９０ｍｇ、ＤＭＦ（２．５ｍＬ）に溶解させた５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシグアノシン（化合物３）３００ｍｇを順に加えて、１１５℃で１時間加熱還流した。反応後、触媒を濾去し、濾液を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシグアノシン（１８３ｍｇ；化合物５）を黄色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (DMSO-d6) δ: 11.5 (s, 1H), 8.44 (s, 1H), 8.10 (s, 1H) 7.93-7.81 (m, 4H), 7.65-7.49 (m, 3H), 7.27-7.11 (m, 10H), 6.71 (dd, J = 12.5, 8.8, 4H), 6.64 (dd, J = 12.0, 4.6, 1H), 5.43 (d, J = 5.1, 1H), 4.71-4.63 (m, 1H), 3.96-3.92 (m, 1H), 3.63 (s, 6H), 3.32-3.20 (m, 3H), 3.07 (s, 3H), 3.05 (s, 3H), 2.34-2.29 (m, 1H); 13C NMR (DMSO-d6) δ: 157.8, 157.6, 157.3, 156.3, 150.0, 145.7, 144.8, 135.5, 135.4, 133.6, 133.4, 133.1, 132.9, 129.5, 129.4, 128.2, 128.0, 127.5, 126.5, 126.4, 123.6, 120.2, 115.3, 112.9, 85.0, 82.6, 70.2, 63.6, 40.7, 38.1, 34.6; HR-FAB (M+H)+ for C46H44N6O6, Calculated: 777.3400; Found: 777.3468.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（９Ｈ‐フルオレニル）ビニル）‐２’‐デオキシグアノシン（化合物６）の合成
トリフェニルフォスフィン３０．２ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへＤＭＦ４ｍＬ、パラジウム（ＩＩ）アセテイト１０．３ｍｇ、トリエチルアミン７６．７ｍＬを加え６０℃で１０分間攪拌した。反応溶液がワインレッドに変色するのを確認した後、ＤＭＦ（２．５ｍＬ）に溶解させた２-ブロモフルオレン １７０ｍｇ、ＤＭＦ（２．５ｍＬ）に溶解させた５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシグアノシン（化合物３）３００ｍｇを順に加えて、１１５℃で１時間加熱還流した。反応後、触媒を濾去し、濾液を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（フルオレニル）ビニル）‐２’‐デオキシグアノシン（１８４ｍｇ；化合物６）を黄色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (DMSO-d6) δ: 11.4 (s, 1H), 8.41 (s, 1H), 7.92-7.86 (m, 3H), 7.75-7.59 (m, 3H), 6.78-6.72 (m, 3H), 7.43-7.31 (m, 3H), 6.78-6.72 (m, 4H), 6.78-6.72 (m, 4H), 7.25-7.24 (m, 2H), 7.16-7.10 (m, 7H), 6.71 (dd, J = 12.7, 9.2, 4H), 6.60 (dd, J = 7.3, 4.9, 1H), 5.41 (d, J = 3.9, 1H), 4.67-4.63 (m, 1H), 3.91 (s, 3H), 3.61 (s, 6H), 3.28-3.17 (m, 3H), 3.05 (s, 3H), 3.03 (s, 3H), 2.32-2.25 (m, 1H); 13C NMR (DMSO-d6) δ: 157.9, 157.6, 157.4, 150.0, 146.0, 145.0, 143.6, 143.5, 141.6, 140.7, 135.6, 134.9, 133.9, 129.6, 129.5, 127.6, 127.1, 126.9, 126.6, 126.5, 125.2, 123.4, 120.3, 114.3, 113.0, 85.1, 82.7, 70.2, 63.7, 38.1, 36.3, 34.7; HR-FAB (M+H)+ for C49H46N6O6, Calculated: 815.3557; Found: 815.3571.。
トリフェニルフォスフィン３０．２ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへＤＭＦ４ｍＬ、パラジウム（ＩＩ）アセテイト１０．３ｍｇ、トリエチルアミン７６．７ｍＬを加え６０℃で１０分間攪拌した。反応溶液がワインレッドに変色するのを確認した後、ＤＭＦ（２．５ｍＬ）に溶解させた２-ブロモフルオレン １７０ｍｇ、ＤＭＦ（２．５ｍＬ）に溶解させた５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシグアノシン（化合物３）３００ｍｇを順に加えて、１１５℃で１時間加熱還流した。反応後、触媒を濾去し、濾液を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（フルオレニル）ビニル）‐２’‐デオキシグアノシン（１８４ｍｇ；化合物６）を黄色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (DMSO-d6) δ: 11.4 (s, 1H), 8.41 (s, 1H), 7.92-7.86 (m, 3H), 7.75-7.59 (m, 3H), 6.78-6.72 (m, 3H), 7.43-7.31 (m, 3H), 6.78-6.72 (m, 4H), 6.78-6.72 (m, 4H), 7.25-7.24 (m, 2H), 7.16-7.10 (m, 7H), 6.71 (dd, J = 12.7, 9.2, 4H), 6.60 (dd, J = 7.3, 4.9, 1H), 5.41 (d, J = 3.9, 1H), 4.67-4.63 (m, 1H), 3.91 (s, 3H), 3.61 (s, 6H), 3.28-3.17 (m, 3H), 3.05 (s, 3H), 3.03 (s, 3H), 2.32-2.25 (m, 1H); 13C NMR (DMSO-d6) δ: 157.9, 157.6, 157.4, 150.0, 146.0, 145.0, 143.6, 143.5, 141.6, 140.7, 135.6, 134.9, 133.9, 129.6, 129.5, 127.6, 127.1, 126.9, 126.6, 126.5, 125.2, 123.4, 120.3, 114.3, 113.0, 85.1, 82.7, 70.2, 63.7, 38.1, 36.3, 34.7; HR-FAB (M+H)+ for C49H46N6O6, Calculated: 815.3557; Found: 815.3571.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２‐シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシン（化合物７）
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシン（化合物４）２４０ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへジクロロメタン２．５ｍＬ、２‐シアノエチルテトライソプロピルフォスフォロジアミダイト１１５μＬ、アセトニトリルに溶解した０．２５Ｍのテトラゾール１．４５ｍＬを加え室温で１．５時間攪拌した。反応後、溶媒を除去し中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２-シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシン（３１１ｍｇ；化合物７）を黄色固体として得た。これ以上の精製はせず、このままＤＮＡ合成機へ取り付けて、後述するオリゴマーの合成を行なった。また、同定した結果を以下に示す。
FAB MS (M+H)+ for C51H59N8O7P, Calculated: 927.43; Found: 927.47.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシン（化合物４）２４０ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへジクロロメタン２．５ｍＬ、２‐シアノエチルテトライソプロピルフォスフォロジアミダイト１１５μＬ、アセトニトリルに溶解した０．２５Ｍのテトラゾール１．４５ｍＬを加え室温で１．５時間攪拌した。反応後、溶媒を除去し中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２-シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐スチリル‐２’‐デオキシグアノシン（３１１ｍｇ；化合物７）を黄色固体として得た。これ以上の精製はせず、このままＤＮＡ合成機へ取り付けて、後述するオリゴマーの合成を行なった。また、同定した結果を以下に示す。
FAB MS (M+H)+ for C51H59N8O7P, Calculated: 927.43; Found: 927.47.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２-シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシグアノシン（化合物８）の合成
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２−（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシグアノシン（化合物５）２３０ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへジクロロメタン２．５ｍＬ、２‐シアノエチルテトライソプロピルフォスフォロジアミダイト９４μＬ、アセトニトリルに溶解した０．２５Ｍのテトラゾール１.１８ｍＬを加えて、室温で１．５時間攪拌した。反応後、溶媒を除去し中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２-シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシグアノシン（２２８ｍｇ；化合物８）を黄色固体として得た。当該化合物８を用いてオリゴマーを合成する際は、これ以上の精製はせず、このままＤＮＡ合成機へ取り付けるとよい。また、同定した結果を以下に示す。
FAB MS (M+H)+ for C55H61N8O7P, Calculated: 976.44; Found: 976.32.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２−（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシグアノシン（化合物５）２３０ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへジクロロメタン２．５ｍＬ、２‐シアノエチルテトライソプロピルフォスフォロジアミダイト９４μＬ、アセトニトリルに溶解した０．２５Ｍのテトラゾール１.１８ｍＬを加えて、室温で１．５時間攪拌した。反応後、溶媒を除去し中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２-シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシグアノシン（２２８ｍｇ；化合物８）を黄色固体として得た。当該化合物８を用いてオリゴマーを合成する際は、これ以上の精製はせず、このままＤＮＡ合成機へ取り付けるとよい。また、同定した結果を以下に示す。
FAB MS (M+H)+ for C55H61N8O7P, Calculated: 976.44; Found: 976.32.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２‐シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（９Ｈ‐フルオレニル）ビニル）‐２’‐デオキシグアノシン(化合物９）の合成
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（フルオレニル）ビニル）‐２’‐デオキシグアノシン（化合物６）３２０ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへジクロロメタン ２．５ｍＬ、２‐シアノエチルテトライソプロピルフォスフォロジアミダイト１３７μＬ、アセトニトリルに溶解した０．２５Ｍのテトラゾール１.７３ｍＬを加え室温で１．５時間攪拌した。反応後、溶媒を除去し中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２-シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（フルオレニル）ビニル）‐２’‐デオキシグアノシン（３３７ｍｇ；化合物９）を黄色固体として得た。これ以上の精製はせず、このままＤＮＡ合成機へ取り付けて、後述するオリゴマーの合成を行なった。また、同定した結果を以下に示す。
FAB MS (M+H)+ for C58H63N8O7P, Calculated: 1015.46; Found: 1015.46.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（フルオレニル）ビニル）‐２’‐デオキシグアノシン（化合物６）３２０ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへジクロロメタン ２．５ｍＬ、２‐シアノエチルテトライソプロピルフォスフォロジアミダイト１３７μＬ、アセトニトリルに溶解した０．２５Ｍのテトラゾール１.７３ｍＬを加え室温で１．５時間攪拌した。反応後、溶媒を除去し中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２-シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐２‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（フルオレニル）ビニル）‐２’‐デオキシグアノシン（３３７ｍｇ；化合物９）を黄色固体として得た。これ以上の精製はせず、このままＤＮＡ合成機へ取り付けて、後述するオリゴマーの合成を行なった。また、同定した結果を以下に示す。
FAB MS (M+H)+ for C58H63N8O7P, Calculated: 1015.46; Found: 1015.46.。
［実施例７：フォトクロミック塩基(デオキシアデノシン)のアミダイト体の合成］
本実施例では以下の合成経路によりプリンヌクレオシド化合物を合成した。
本実施例では以下の合成経路によりプリンヌクレオシド化合物を合成した。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐８‐ブロモ‐２’‐デオキシアデノシン（化合物２）の合成
８‐ブロモ‐２‘‐デオキシアデノシン（４．５０ｇ）を２口ナス型フラスコに入れ、ピリジン（１０ｍＬ）で３回共沸し、次いで減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへピリジン（４０ｍＬ）、ジメチルアミノピリジン（１６７ｍｇ）を加え、さらに０℃でピリジン（２０ｍＬ）に溶解させたジメトキシトリチルクロライド５．５８ｇをゆっくり滴下した。その後、反応溶液を室温で１．５時間攪拌した。反応後、エバポレーターで溶媒を除去し、残留物を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはクロロホルム／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐８‐ブロモ‐２’‐デオキシアデノシン（６．１３ｇ；化合物２）を白色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (CDCl3) δ: 8.06 (s, 1H), 7.38-7.14 (m, 9H), 6.75 (dd, J = 8.8, 1.8, 4H), 6.39 (t, J = 6.9, 1H), 5.87 (s, 2H), 4.95 (m, 1H), 4.13 (dd, J = 10.2, 5.5, 1H), 3.76 (s, 6H), 3.56 (m, 1H), 3.40 (m, 2H), 2.35 (m, 1H); 13C NMR (CDCl3) δ:158.4, 154.1, 152.5, 150.7, 144.7, 135.9, 135.8, 130.0, 129.9, 128.1, 127.8, 127.7, 126.7, 120.3, 113.0, 86.2, 86.0, 72.8, 63.7, 55.2, 53.4, 36.7 ; FAB MS (M+H)+for C31H30N5O5Br, Calculated: 632.15; Found: 632.14.。
８‐ブロモ‐２‘‐デオキシアデノシン（４．５０ｇ）を２口ナス型フラスコに入れ、ピリジン（１０ｍＬ）で３回共沸し、次いで減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへピリジン（４０ｍＬ）、ジメチルアミノピリジン（１６７ｍｇ）を加え、さらに０℃でピリジン（２０ｍＬ）に溶解させたジメトキシトリチルクロライド５．５８ｇをゆっくり滴下した。その後、反応溶液を室温で１．５時間攪拌した。反応後、エバポレーターで溶媒を除去し、残留物を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはクロロホルム／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐８‐ブロモ‐２’‐デオキシアデノシン（６．１３ｇ；化合物２）を白色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (CDCl3) δ: 8.06 (s, 1H), 7.38-7.14 (m, 9H), 6.75 (dd, J = 8.8, 1.8, 4H), 6.39 (t, J = 6.9, 1H), 5.87 (s, 2H), 4.95 (m, 1H), 4.13 (dd, J = 10.2, 5.5, 1H), 3.76 (s, 6H), 3.56 (m, 1H), 3.40 (m, 2H), 2.35 (m, 1H); 13C NMR (CDCl3) δ:158.4, 154.1, 152.5, 150.7, 144.7, 135.9, 135.8, 130.0, 129.9, 128.1, 127.8, 127.7, 126.7, 120.3, 113.0, 86.2, 86.0, 72.8, 63.7, 55.2, 53.4, 36.7 ; FAB MS (M+H)+for C31H30N5O5Br, Calculated: 632.15; Found: 632.14.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐８‐ビニル‐２’‐デオキシアデノシン（化合物３）
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐８‐ブロモ‐２’‐デオキシアデノシン（化合物２）６．００ｇを２口ナス型フラスコに入れ、Ｎ‐メチルピロリドン２５ｍＬを加えた後、溶液をアルゴンガスで１０分間バブリングした。次いでテトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム１．１０ｇ、テトラビニルすず３．４４ｍＬを加え、反応溶液を１１０℃で１時間加熱還流した。反応後、酢酸エチル（５０ｍＬ×３）と水（５０ｍＬ）で抽出し、得られた有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を除去した。残留物を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後、目的物を含むフラクションを回収して、展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐８‐ビニル‐２’‐デオキシアデノシン（３．２５ｇ；化合物３）を白色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (CDCl3) δ: 8.17 (s, 1H), 7.38-7.16 (m, 9H), 7.02 (dd, J = 17.1, 11.2, 1H), 6.76 (dd, J = 9.3, 3.4, 4H), 6.47-6.38 (m, 2H), 6.59 (s, 2H), 5.47 (dd, J = 11.2, 1.5, 1H), 4.89 (m, 1H), 4.10 (m, 1H), 3.75 (s, 6H), 3.43 (dd, J = 10.2, 4.9, 1H), 3.38-3.30 (m, 2H), 2.33 (ddd, J = 13.7, 6.8, 3.9, 1H); 13C NMR (CDCl3) δ:158.4, 154.9, 152.3, 150.5, 149.0, 144.6, 135.8, 130.0, 128.1, 127.7, 126.8, 124.1, 123.9, 119.2, 113.0, 86.3, 85.6, 83.5, 72.1, 63.3, 55.2, 38.5; FAB MS (M+H)+for C33H33N5O5, Calculated: 580.26; Found: 580.37.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐８‐ブロモ‐２’‐デオキシアデノシン（化合物２）６．００ｇを２口ナス型フラスコに入れ、Ｎ‐メチルピロリドン２５ｍＬを加えた後、溶液をアルゴンガスで１０分間バブリングした。次いでテトラキス（トリフェニルフォスフィン）パラジウム１．１０ｇ、テトラビニルすず３．４４ｍＬを加え、反応溶液を１１０℃で１時間加熱還流した。反応後、酢酸エチル（５０ｍＬ×３）と水（５０ｍＬ）で抽出し、得られた有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を除去した。残留物を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後、目的物を含むフラクションを回収して、展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐８‐ビニル‐２’‐デオキシアデノシン（３．２５ｇ；化合物３）を白色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (CDCl3) δ: 8.17 (s, 1H), 7.38-7.16 (m, 9H), 7.02 (dd, J = 17.1, 11.2, 1H), 6.76 (dd, J = 9.3, 3.4, 4H), 6.47-6.38 (m, 2H), 6.59 (s, 2H), 5.47 (dd, J = 11.2, 1.5, 1H), 4.89 (m, 1H), 4.10 (m, 1H), 3.75 (s, 6H), 3.43 (dd, J = 10.2, 4.9, 1H), 3.38-3.30 (m, 2H), 2.33 (ddd, J = 13.7, 6.8, 3.9, 1H); 13C NMR (CDCl3) δ:158.4, 154.9, 152.3, 150.5, 149.0, 144.6, 135.8, 130.0, 128.1, 127.7, 126.8, 124.1, 123.9, 119.2, 113.0, 86.3, 85.6, 83.5, 72.1, 63.3, 55.2, 38.5; FAB MS (M+H)+for C33H33N5O5, Calculated: 580.26; Found: 580.37.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシアデノシン（化合物４）
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐８‐ビニル‐２’‐デオキシアデノシン（化合物３）２．２０ｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへメタノール１５ｍＬ、Ｎ，Ｎ‐ジメチルホルムアミドジエチルアセタール（２．５２ｍＬ）を加え５０℃で４５分間攪拌した。反応後、エバポレーターで溶媒を除去し、残留物を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはクロロホルム／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収して、展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシアデノシン（２．２４ｇ；化合物４）を白色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (CDCl3) δ: 8.90 (s, 1H), 8.37 (s, 1H), 7.39-7.15 (m, 9H), 7.02 (dd, J = 17.6, 11.2, 1H), 6.76 (dd, J = 8.8, 2.9, 1H), 6.58 (dd, J = 17.6, 1.4, 1H), 6.51 (t, J = 6.8, 1H), 5.49 (dd, J = 11.2, 1.4, 1H), 4.88 (m, 1H), 4.08 (m, 1H), 3.76 (s, 6H), 3.44 (dd, J = 11.4, 4.9, 1H), 3.39 (dd, J = 11.4, 4.9, 1H), 3.25 (s, 3H), 3.18 (s, 3H) 2.34 (ddd, J = 13.4, 6.8, 3.9, 1H); 13C NMR (CDCl3) δ: 158.9, 158.4, 157.9, 152.4, 151.9, 144.6, 135.8, 130.0, 128.1, 127.7, 126.7, 125.7, 124.5, 123.9, 113.0, 86.3, 85.5, 83.2, 77.2, 72.2, 63.3, 55.2, 41.2, 38.6, 35.2; FAB MS (M+H)+ for C36H38N6O5, Calculated: 635.30; Found: 635.36.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐８‐ビニル‐２’‐デオキシアデノシン（化合物３）２．２０ｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへメタノール１５ｍＬ、Ｎ，Ｎ‐ジメチルホルムアミドジエチルアセタール（２．５２ｍＬ）を加え５０℃で４５分間攪拌した。反応後、エバポレーターで溶媒を除去し、残留物を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはクロロホルム／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収して、展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシアデノシン（２．２４ｇ；化合物４）を白色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (CDCl3) δ: 8.90 (s, 1H), 8.37 (s, 1H), 7.39-7.15 (m, 9H), 7.02 (dd, J = 17.6, 11.2, 1H), 6.76 (dd, J = 8.8, 2.9, 1H), 6.58 (dd, J = 17.6, 1.4, 1H), 6.51 (t, J = 6.8, 1H), 5.49 (dd, J = 11.2, 1.4, 1H), 4.88 (m, 1H), 4.08 (m, 1H), 3.76 (s, 6H), 3.44 (dd, J = 11.4, 4.9, 1H), 3.39 (dd, J = 11.4, 4.9, 1H), 3.25 (s, 3H), 3.18 (s, 3H) 2.34 (ddd, J = 13.4, 6.8, 3.9, 1H); 13C NMR (CDCl3) δ: 158.9, 158.4, 157.9, 152.4, 151.9, 144.6, 135.8, 130.0, 128.1, 127.7, 126.7, 125.7, 124.5, 123.9, 113.0, 86.3, 85.5, 83.2, 77.2, 72.2, 63.3, 55.2, 41.2, 38.6, 35.2; FAB MS (M+H)+ for C36H38N6O5, Calculated: 635.30; Found: 635.36.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシアデノシン（化合物５）
トリフェニルフォスフィン４１．４ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへＤＭＦ４ｍＬ、パラジウム（ＩＩ）アセテイト１４．２ｍｇ、トリエチルアミン１３１μＬを加え６０℃で１０分間攪拌した。反応溶液がワインレッドに変色するのを確認した後、ＤＭＦ（２．５ｍＬ）に溶解させた２-ブロモナフタレン１９０ｍｇ、ＤＭＦ（２．５ｍＬ）に溶解させた５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシアデノシン（化合物４）４００ｍｇを順に加えて、１１５℃で１時間加熱還流した。反応後、触媒を濾去し、濾液を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはクロロホルム／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシアデノシン（３２６ｍｇ；化合物５）を黄色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (CDCl3) δ: 8.89 (s, 1H), 8.35 (s, 1H), 8.21 (d, J = 16.1, 1H) 7.92 (s, 4H), 7.82-7.67 (m, 3H), 7.48 (dd, J = 6.3, 3,4, 2H), 7.38-7.10 (m, 11H), 6.72 (dd, J = 9.3, 3,4, 4H), 6.56 (t, J = 6.3, 1H), 4.93 (m, 1H), 4.15 (dd, J = 9.8, 5,4, 1H), 3.68 (s, 6H), 3.44 (m, 2H), 3.29 (s, 3H), 3.20 (s, 3H), 2.39 (ddd, J = 13.7, 6.9, 2.0, 1H); 13C NMR (CDCl3) δ:158.5, 158.4, 157.8, 152.5, 151.6, 150.7, 144.7, 138.8, 135.9, 133.7, 133.5, 133.4, 130.0, 128.8, 128.7, 128.5, 128.4, 128.1, 127.7, 127.5, 126.7, 126.6, 126.4, 123.4, 113.0, 86.2, 85.6, 83.8, 77.2, 72.9, 63.8, 55.1, 41.3, 37.8, 35.3; FAB MS (M+H)+ for C44H46N6O5, Calculated: 761.35; Found: 761.36.。
トリフェニルフォスフィン４１．４ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへＤＭＦ４ｍＬ、パラジウム（ＩＩ）アセテイト１４．２ｍｇ、トリエチルアミン１３１μＬを加え６０℃で１０分間攪拌した。反応溶液がワインレッドに変色するのを確認した後、ＤＭＦ（２．５ｍＬ）に溶解させた２-ブロモナフタレン１９０ｍｇ、ＤＭＦ（２．５ｍＬ）に溶解させた５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシアデノシン（化合物４）４００ｍｇを順に加えて、１１５℃で１時間加熱還流した。反応後、触媒を濾去し、濾液を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはクロロホルム／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシアデノシン（３２６ｍｇ；化合物５）を黄色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (CDCl3) δ: 8.89 (s, 1H), 8.35 (s, 1H), 8.21 (d, J = 16.1, 1H) 7.92 (s, 4H), 7.82-7.67 (m, 3H), 7.48 (dd, J = 6.3, 3,4, 2H), 7.38-7.10 (m, 11H), 6.72 (dd, J = 9.3, 3,4, 4H), 6.56 (t, J = 6.3, 1H), 4.93 (m, 1H), 4.15 (dd, J = 9.8, 5,4, 1H), 3.68 (s, 6H), 3.44 (m, 2H), 3.29 (s, 3H), 3.20 (s, 3H), 2.39 (ddd, J = 13.7, 6.9, 2.0, 1H); 13C NMR (CDCl3) δ:158.5, 158.4, 157.8, 152.5, 151.6, 150.7, 144.7, 138.8, 135.9, 133.7, 133.5, 133.4, 130.0, 128.8, 128.7, 128.5, 128.4, 128.1, 127.7, 127.5, 126.7, 126.6, 126.4, 123.4, 113.0, 86.2, 85.6, 83.8, 77.2, 72.9, 63.8, 55.1, 41.3, 37.8, 35.3; FAB MS (M+H)+ for C44H46N6O5, Calculated: 761.35; Found: 761.36.。
５’‐Ｏ‐（４，４’-ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ピレニル）ビニル）‐２’‐デオキシアデノシン（化合物６）の合成
トリフェニルフォスフィン５１．７ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへＤＭＦ５ｍＬ、パラジウム（ＩＩ）アセテイト１７．７ｍｇ、トリエチルアミン１６４μＬを加え６０℃で１０分間攪拌した。反応溶液がワインレッドに変色するのを確認した後、ＤＭＦ（２．５ｍＬ）に溶解させた１‐ブロモピレン３３２ｍｇ、ＤＭＦ（３．０ｍＬ）に溶解させた５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシアデノシン（化合物４）５００ｍｇを順に加えて、１１５℃で１時間加熱還流した。反応後、触媒を濾去し、濾液を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはクロロホルム／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収して、展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシアデノシン（４２１ｍｇ；化合物６）を黄色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (CDCl3) δ: 9.15 (d, J = 15.6, 1H), 8.91 (s, 1H), 8.65 (d, J = 9.8, 1H), 8.38 (s, 1H), 8.23-7.95 (m, 8H), 7.48 (d, J = 16.1, 1H), 7.37 (d, J = 7.3, 1H), 7.26-7.08 (m, 7H), 6.68 (dd, J = 8.8, 2,4, 4H), 6.64 (t, J = 6.8, 1H), 4.92 (m, 1H), 4.19 (dd, J = 10.3, 5,4, 1H), 3.62 (s, 6H), 3.45 (m, 2H), 3.31 (s, 3H), 3.19 (s, 3H), 2.41 (m, 1H); 13C NMR (CDCl3) δ:158.5, 158.3, 157.7, 152.6, 151.7, 150.9, 144.6, 135.9, 135.8, 135.2, 131.9, 131.3, 130.8, 130.0, 129.3, 128.1, 128.0, 127.7, 127.3, 126.7, 126.4, 126.1, 125.6, 125.4, 125.0, 124.9, 124.7, 123.6, 123.1, 115.7, 113.0, 86.2, 85.6, 83.2, 77.2, 72.8, 63.8, 55.0, 41.3, 37.7, 35.3; FAB MS (M+H)+ for C52H46N6O5, Calculated: 835.36; Found: 835.31.。
トリフェニルフォスフィン５１．７ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへＤＭＦ５ｍＬ、パラジウム（ＩＩ）アセテイト１７．７ｍｇ、トリエチルアミン１６４μＬを加え６０℃で１０分間攪拌した。反応溶液がワインレッドに変色するのを確認した後、ＤＭＦ（２．５ｍＬ）に溶解させた１‐ブロモピレン３３２ｍｇ、ＤＭＦ（３．０ｍＬ）に溶解させた５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシアデノシン（化合物４）５００ｍｇを順に加えて、１１５℃で１時間加熱還流した。反応後、触媒を濾去し、濾液を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはクロロホルム／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収して、展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシアデノシン（４２１ｍｇ；化合物６）を黄色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (CDCl3) δ: 9.15 (d, J = 15.6, 1H), 8.91 (s, 1H), 8.65 (d, J = 9.8, 1H), 8.38 (s, 1H), 8.23-7.95 (m, 8H), 7.48 (d, J = 16.1, 1H), 7.37 (d, J = 7.3, 1H), 7.26-7.08 (m, 7H), 6.68 (dd, J = 8.8, 2,4, 4H), 6.64 (t, J = 6.8, 1H), 4.92 (m, 1H), 4.19 (dd, J = 10.3, 5,4, 1H), 3.62 (s, 6H), 3.45 (m, 2H), 3.31 (s, 3H), 3.19 (s, 3H), 2.41 (m, 1H); 13C NMR (CDCl3) δ:158.5, 158.3, 157.7, 152.6, 151.7, 150.9, 144.6, 135.9, 135.8, 135.2, 131.9, 131.3, 130.8, 130.0, 129.3, 128.1, 128.0, 127.7, 127.3, 126.7, 126.4, 126.1, 125.6, 125.4, 125.0, 124.9, 124.7, 123.6, 123.1, 115.7, 113.0, 86.2, 85.6, 83.2, 77.2, 72.8, 63.8, 55.0, 41.3, 37.7, 35.3; FAB MS (M+H)+ for C52H46N6O5, Calculated: 835.36; Found: 835.31.。
５’‐Ｏ‐（４，４’-ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ,Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（４‐（ジエチルアミノ）スチリル）‐２’‐デオキシアデノシン（化合物７）の合成
トリフェニルフォスフィン２９．０ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへジオキサン３ｍＬ、パラジウム（ＩＩ）アセテイト９．９ｍｇ、トリエチルアミン９８．３μＬを加え６０℃で１０分間攪拌した。反応溶液がワインレッドに変色するのを確認した後、ＤＭＦ（１．５ｍＬ）に溶解させた４−ブロモ-Ｎ，Ｎ-ジエチルアニリン１５１ｍｇ、ジオキサン（１．５ｍＬ）に溶解させた５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ,Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシアデノシン（化合物４）２８０ｍｇを順に加えて、１１５℃で１時間加熱還流した。反応後、触媒を濾去し、濾液を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはクロロホルム／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収して、展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ,Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（４‐（ジエチルアミノ）スチリル）‐２’‐デオキシアデノシン（６０ｍｇ；化合物７）を黄色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (CDCl3) δ: 8.88 (s, 1H), 8.35 (s, 1H), 8.05 (d, J = 16.1, 1H), 7.53-7.14(m, 13H), 6.63 (dd, J = 9.3, 2,4, 4H), 6.52 (t, J = 6.8, 1H), 4.92 (m, 1H), 4.11 (dd, J = 10.3, 4.9, 1H), 3.72 (s, 6H), 3.61 (m, 1H), 3.44-3.36 (m, 3H), 3.28 (s, 3H), 3.20 (s, 3H) 2.36 (m, 1H); 13C NMR (CDCl3) δ:158.3, 152.4, 151.6, 150.6,144.6, 138.7, 135.9, 135.8, 129.9, 128.8, 128.1, 127.7 127.5, 126.7, 113.4, 113.0, 111.3, 86.2, 85.4, 83.7, 77.2, 72.9, 63.8, 55.1, 44.4, 41.3, 37.6, 35.3, 12.6; FAB MS (M+H)+ for C46H51N7O5, Calculated: 782.40; Found: 782.18.。
トリフェニルフォスフィン２９．０ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへジオキサン３ｍＬ、パラジウム（ＩＩ）アセテイト９．９ｍｇ、トリエチルアミン９８．３μＬを加え６０℃で１０分間攪拌した。反応溶液がワインレッドに変色するのを確認した後、ＤＭＦ（１．５ｍＬ）に溶解させた４−ブロモ-Ｎ，Ｎ-ジエチルアニリン１５１ｍｇ、ジオキサン（１．５ｍＬ）に溶解させた５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ,Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐ビニル‐２’‐デオキシアデノシン（化合物４）２８０ｍｇを順に加えて、１１５℃で１時間加熱還流した。反応後、触媒を濾去し、濾液を中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはクロロホルム／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収して、展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ,Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（４‐（ジエチルアミノ）スチリル）‐２’‐デオキシアデノシン（６０ｍｇ；化合物７）を黄色固体として得た。同定した結果を以下に示す。
1H NMR (CDCl3) δ: 8.88 (s, 1H), 8.35 (s, 1H), 8.05 (d, J = 16.1, 1H), 7.53-7.14(m, 13H), 6.63 (dd, J = 9.3, 2,4, 4H), 6.52 (t, J = 6.8, 1H), 4.92 (m, 1H), 4.11 (dd, J = 10.3, 4.9, 1H), 3.72 (s, 6H), 3.61 (m, 1H), 3.44-3.36 (m, 3H), 3.28 (s, 3H), 3.20 (s, 3H) 2.36 (m, 1H); 13C NMR (CDCl3) δ:158.3, 152.4, 151.6, 150.6,144.6, 138.7, 135.9, 135.8, 129.9, 128.8, 128.1, 127.7 127.5, 126.7, 113.4, 113.0, 111.3, 86.2, 85.4, 83.7, 77.2, 72.9, 63.8, 55.1, 44.4, 41.3, 37.6, 35.3, 12.6; FAB MS (M+H)+ for C46H51N7O5, Calculated: 782.40; Found: 782.18.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２‐シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシアデノシン（化合物８）の合成
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシアデノシン（化合物５）２７０ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへジクロロメタン３．０ｍＬ、２‐シアノエチルテトライソプロピルフォスフォロジアミダイト１２４μＬ、アセトニトリルに溶解した０．２５Ｍのテトラゾール１．５６ｍＬを加え室温で１．５時間攪拌した。反応後、溶媒を除去し中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２‐シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシアデノシン（１７７ｍｇ；化合物８）を黄色固体として得た。当該化合物８を用いてオリゴマーを合成する際は、これ以上の精製はせず、このままＤＮＡ合成機へ取り付けるとよい。また、同定した結果を以下に示す。
FAB MS (M+H)+ for C55H61N8O6P, Calculated: 961.45; Found: 961.50.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシアデノシン（化合物５）２７０ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへジクロロメタン３．０ｍＬ、２‐シアノエチルテトライソプロピルフォスフォロジアミダイト１２４μＬ、アセトニトリルに溶解した０．２５Ｍのテトラゾール１．５６ｍＬを加え室温で１．５時間攪拌した。反応後、溶媒を除去し中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収し展開溶媒を除去した後５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２‐シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ナフチル）ビニル）‐２’‐デオキシアデノシン（１７７ｍｇ；化合物８）を黄色固体として得た。当該化合物８を用いてオリゴマーを合成する際は、これ以上の精製はせず、このままＤＮＡ合成機へ取り付けるとよい。また、同定した結果を以下に示す。
FAB MS (M+H)+ for C55H61N8O6P, Calculated: 961.45; Found: 961.50.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２‐シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ピレニル）ビニル）‐２’‐デオキシアデノシン（化合物９）の合成
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ピレニル）ビニル）‐２’‐デオキシアデノシン（化合物５）２１０ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへジクロロメタン ２．５ｍＬ、２‐シアノエチルテトライソプロピルフォスフォロジアミダイト８８μＬ、アセトニトリルに溶解した０．４５Ｍのテトラゾール６１６ｍＬを加えて、室温で１．５時間攪拌した。反応後、溶媒を除去し中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収して、展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２‐シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８-（２‐（ピレニル）ビニル）‐２’‐デオキシアデノシン（２３７ｍｇ；化合物９）をオレンジ色の固体として得た。当該化合物９を用いてオリゴマーを合成する際は、これ以上の精製はせず、このままＤＮＡ合成機へ取り付けるとよい。
FAB MS (M+H)+ for C61H63N8O6P, Calculated: 1035.48; Found: 1035.56.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（２‐（ピレニル）ビニル）‐２’‐デオキシアデノシン（化合物５）２１０ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへジクロロメタン ２．５ｍＬ、２‐シアノエチルテトライソプロピルフォスフォロジアミダイト８８μＬ、アセトニトリルに溶解した０．４５Ｍのテトラゾール６１６ｍＬを加えて、室温で１．５時間攪拌した。反応後、溶媒を除去し中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収して、展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２‐シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐６‐Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８-（２‐（ピレニル）ビニル）‐２’‐デオキシアデノシン（２３７ｍｇ；化合物９）をオレンジ色の固体として得た。当該化合物９を用いてオリゴマーを合成する際は、これ以上の精製はせず、このままＤＮＡ合成機へ取り付けるとよい。
FAB MS (M+H)+ for C61H63N8O6P, Calculated: 1035.48; Found: 1035.56.。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２‐シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐６‐Ｎ,Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（４‐（ジエチルアミノ）スチリル）‐２’‐デオキシアデノシン（化合物１０）の合成
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ,Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（４‐（ジエチルアミノ）スチリル）‐２’‐デオキシアデノシン（化合物７）６０ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへジクロロメタン １．５ｍＬ、２‐シアノエチルテトライソプロピルフォスフォロジアミダイト２９μＬ、アセトニトリルに溶解した０．４５Ｍのテトラゾール１８８ｍＬを加えて、室温で１．５時間攪拌した。反応後、溶媒を除去し中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収して、展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２‐シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐６‐Ｎ,Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８-（４‐（ジエチルアミノ）スチリル）‐２’‐デオキシアデノシン（２３７ｍｇ；化合物１０）を黄色の固体として得た。当該化合物１０を用いてオリゴマーを合成する際は、これ以上の精製はせず、このままＤＮＡ合成機へ取り付けるとよい。
FAB MS (M+H)+ for C55H68N9O6P, Calculated: 982.51; Found: 982.21。
５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐６‐Ｎ,Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８‐（４‐（ジエチルアミノ）スチリル）‐２’‐デオキシアデノシン（化合物７）６０ｍｇを２口ナス型フラスコに入れ、減圧・窒素置換を３回繰り返して、系内を十分に窒素置換した。そこへジクロロメタン １．５ｍＬ、２‐シアノエチルテトライソプロピルフォスフォロジアミダイト２９μＬ、アセトニトリルに溶解した０．４５Ｍのテトラゾール１８８ｍＬを加えて、室温で１．５時間攪拌した。反応後、溶媒を除去し中圧液体クロマトグラフで精製した。その際、展開溶媒にはジクロロメタン／メタノールを使用した。目的物を含むフラクションを回収して、展開溶媒を除去した後、５’‐Ｏ‐（４，４’‐ジメトキシトリチル）‐３‘‐Ｏ‐［２‐シアノエトキシ‐（Ｎ，Ｎ‐ジイソプロピルアミノ）‐フォスフィノ］‐６‐Ｎ,Ｎ-ジメチルホルムアミジン‐８-（４‐（ジエチルアミノ）スチリル）‐２’‐デオキシアデノシン（２３７ｍｇ；化合物１０）を黄色の固体として得た。当該化合物１０を用いてオリゴマーを合成する際は、これ以上の精製はせず、このままＤＮＡ合成機へ取り付けるとよい。
FAB MS (M+H)+ for C55H68N9O6P, Calculated: 982.51; Found: 982.21。
［実施例８：フォトクロミック塩基による二本鎖形成の可逆的光制御］
実施例６にて得た化合物７を用いて、ＤＮＡ合成機でオリゴマー（５‘‐ＴＡＣＸＣＧＴＡＴＸＣＡＣＧＴＸＣＡＴＡ‐３’）を合成した。Ｘは当該化合物７である。オリゴマー中に挿入されている、実施例６にて得た化合物７を図４に示す。なお、図４に示すように、当該化合物７を８ＳＴＧとも表記する。また、当該オリゴマーの相補鎖（５‘‐ＴＡＴＧＣＡＣＧＴＧＣＡＴＡＣＧＣＧＴＡ‐３’；配列番号１）を合成した。合成した２つのオリゴマーがそれぞれ５μＭになるように、反応溶液（１０ｍＭリン酸バッファー：ｐＨ７．０、１００ｍＭ ＮａＣｌ）を調整した。反応溶液に３７０ｎｍの光を室温で５分間照射した。その反応溶液にさらに２５４ｎｍの光を室温で２分間照射した。反応前後での二本鎖の熱的安定性を測定した。結果を図５に示す。図５は本実施例で合成したオリゴマーの熱的安定性の測定結果を示す図である。図５の縦軸は吸光度を示し、横軸は温度を表し、実線は光を照射する前の状態（Ｅ体（トランス体））の結果を示し、点線は３７０ｎｍの光を照射した後の状態（Ｚ体（シス体））の結果を示し、破線は３７０ｎｍの光を照射した後に２５４ｎｍの光を照射した後の状態の結果を示す。
実施例６にて得た化合物７を用いて、ＤＮＡ合成機でオリゴマー（５‘‐ＴＡＣＸＣＧＴＡＴＸＣＡＣＧＴＸＣＡＴＡ‐３’）を合成した。Ｘは当該化合物７である。オリゴマー中に挿入されている、実施例６にて得た化合物７を図４に示す。なお、図４に示すように、当該化合物７を８ＳＴＧとも表記する。また、当該オリゴマーの相補鎖（５‘‐ＴＡＴＧＣＡＣＧＴＧＣＡＴＡＣＧＣＧＴＡ‐３’；配列番号１）を合成した。合成した２つのオリゴマーがそれぞれ５μＭになるように、反応溶液（１０ｍＭリン酸バッファー：ｐＨ７．０、１００ｍＭ ＮａＣｌ）を調整した。反応溶液に３７０ｎｍの光を室温で５分間照射した。その反応溶液にさらに２５４ｎｍの光を室温で２分間照射した。反応前後での二本鎖の熱的安定性を測定した。結果を図５に示す。図５は本実施例で合成したオリゴマーの熱的安定性の測定結果を示す図である。図５の縦軸は吸光度を示し、横軸は温度を表し、実線は光を照射する前の状態（Ｅ体（トランス体））の結果を示し、点線は３７０ｎｍの光を照射した後の状態（Ｚ体（シス体））の結果を示し、破線は３７０ｎｍの光を照射した後に２５４ｎｍの光を照射した後の状態の結果を示す。
反応前では、二本鎖形成を示す温度に依存した濃色効果が観られたが（図５実線）、３７０ｎｍの光を照射した後には濃色効果は観られなかった（図５点線）。２５４ｎｍ照射後では二本鎖形成を示す温度に依存した濃色効果が再び観られた（図５破線）。この結果から、フォトクロミック塩基の光異性化により二本鎖形成を可逆的に光制御できることが示された。
本化合物７の特徴的な性質の一つは、異性化に伴い蛍光強度が劇的に変化することにある。この性質を利用し、二本鎖形成の有無をモニタリングした。上述の２つのオリゴマーがそれぞれ５μＭになるように、反応溶液（１０ｍＭリン酸バッファー：ｐＨ７．０、１００ｍＭ ＮａＣｌ）を調製した。反応溶液に３７０ｎｍの光を室温で５分間、２５４ｎｍの光を室温で２分間、交互に数回照射した。その際の蛍光の変化を観察した。結果を図６に示す。図６は本実施例にて合成したオリゴマーに光を照射して蛍光強度の変化を観察した結果を示す図である。なお、図６中の「Ｄ」は二本鎖オリゴヌクレオチドを示し、「Ｓ」は一本鎖オリゴヌクレオチドを示す。つまり、「Ｄ」が付されたチューブ中には二本鎖オリゴヌクレオチドが多く存在することが確認され、「Ｓ」が付されたチューブ中には一本鎖オリゴヌクレオチドが多く存在することが確認された。図６に示すように、光を照射する前は強い蛍光が観られたが、３７０ｎｍの光を照射した後には非常に弱い蛍光しか観測されなかった。また、２５４ｎｍの光を照射した後には再び強い蛍光が観られた。このように、本化合物７を使えば、光によって核酸の二本鎖形成を完全かつ可逆的に制御でき、さらには二本鎖形成の有無を蛍光の変化でモニタリングできることが示された。
［実施例９：フォトクロミック塩基によるＧ‐ｑｕａｄｒｕｐｌｅｘ（Ｇ‐四重鎖構造）の可逆的光制御およびアンチトロンビンアプタマーの活性制御］
実施例６にて得た化合物９を用いてＤＮＡ合成機によりオリゴマー（５‘‐ＧＧＴＴＸＧＴＧＴＸＧＴＴＧＧ‐３’）を合成した。本配列からなるオリゴマーは分子内でＧ‐ｑｕａｄｒｕｐｌｅｘを形成するアンチトロンビンアプタマーである。なお、Ｘは当該化合物９である。このアンチトロンビンアプタマーの構造を模式的に図７に示す。
実施例６にて得た化合物９を用いてＤＮＡ合成機によりオリゴマー（５‘‐ＧＧＴＴＸＧＴＧＴＸＧＴＴＧＧ‐３’）を合成した。本配列からなるオリゴマーは分子内でＧ‐ｑｕａｄｒｕｐｌｅｘを形成するアンチトロンビンアプタマーである。なお、Ｘは当該化合物９である。このアンチトロンビンアプタマーの構造を模式的に図７に示す。
アンチトロンビンアプタマーが５μＭになるよう反応溶液（１０ｍＭリン酸バッファー：ｐＨ７．０、１００ｍＭ ＫＣｌ）を調製した。反応溶液に４１０ｎｍの光を室温で５分間照射した。その反応溶液にさらに３１０ｎｍの光を室温で１分間照射した。光の照射前後におけるＧ‐ｑｕａｄｒｕｐｌｅｘ形成の有無をＣＤスペクトルにより判別した。結果を図８に示す。図８は実施例６にて得た化合物９を組み込んで合成したアンチトロンビンアプタマーに光を照射した際のＣＤスペクトルを示す図であり、縦軸はモル楕円率を示し、横軸は波長を示し、実線は光を照射する前の状態（Ｅ体（トランス体））の結果を示し、点線は４１０ｎｍの光を照射した後の状態（Ｚ体（シス体））の結果を示し、破線は４１０ｎｍの光を照射した後に３１０ｎｍの光を照射した後の状態の結果を示す。
図８に示すように、光の照射前においては、Ｇ‐ｑｕａｄｒｕｐｌｅｘ形成を示す２９０ｎｍ付近の極大、および２７０ｎｍ付近の極小が観られた（図８実線）が、４１０ｎｍ照射後においては、そのようなスペクトルは観られなかった（図８点線）。また、３１０ｎｍ照射後においてはＧ‐ｑｕａｄｒｕｐｌｅｘ形成を示す２９０ｎｍ付近の極大、および２７０ｎｍ付近の極小が再び観られた（図８破線）。この結果から、フォトクロミック塩基の光異性化によりＧ‐ｑｕａｄｒｕｐｌｅｘ形成を可逆的に光制御できていることが示された。
また、本アンチトロンビンアプタマーにおいてＸを８ＳＴＧとした以外は本実施例と同じ操作を行ない、光の照射前後におけるＧ‐ｑｕａｄｒｕｐｌｅｘ形成の有無をＣＤスペクトルにより判別した。結果を図９に示す。図９は実施例６にて得た化合物７を組み込んで合成したアンチトロンビンアプタマーに光を照射した際のＣＤスペクトルを示す図であり、縦軸はモル楕円率を示し、横軸は波長を示し、実線は光を照射する前の状態（Ｅ体（トランス体））の結果を示し、点線は４１０ｎｍの光を照射した後の状態（Ｚ体（シス体））の結果を示し、破線は４１０ｎｍの光を照射した後に３１０ｎｍの光を照射した後の状態の結果を示す。
図９を図８と比較すると分かるように、実施例６にて得た化合物９を組み込んで合成したアンチトロンビンアプタマーは、８ＳＴＧを組み込んだ場合に比べて、Ｅ体とＺ体とにおけるＧ‐ｑｕａｄｒｕｐｌｅｘの構造に明確な差が観られた。つまり当該化合物９を組み込んだ方では、Ｅ体では、Ｇ‐ｑｕａｄｒｕｐｌｅｘを形成するが、Ｚ体へ異性化させると、Ｇ‐ｑｕａｄｒｕｐｌｅｘは完全に崩壊し、再度Ｚ体へ戻すとＧ‐ｑｕａｄｒｕｐｌｅｘを再び形成することが確認された。
次に、実施例６にて得た化合物９を組み込んで合成したアンチトロンビンアプタマーとトロンビンとの結合を可逆的に光制御する実験を行なった。なお、当該アンチトロンビンアプタマーはＧ‐ｑｕａｄｒｕｐｌｅｘを形成した時のみトロンビンと結合できる。
まず、アンチトロンビンアプタマー５μＭ、トロンビン５０μＭとなるよう反応溶液（ＰＢＳ：ｐＨ７．４）を調製した。反応溶液に４１０ｎｍの光を室温で８分間照射した。その反応溶液に、さらに３１０ｎｍの光を室温で３分間照射した。光の照射前後における結合の有無を、ゲルシフトアッセイを用いて確認した。この結果を図１０に示す。図１０は本実施例におけるゲルシフトアッセイの結果を示す図である。
光の照射前では、アンチトロンビンアプタマーとトロンビンとの結合を示すバンドが観られた（図１０レーン４）。図１０レーン３はトロンビンを加えていない場合の光照射前のアンチトロンビンアプタマーである。４１０ｎｍの光の照射後ではそのようなバンドは観られず、代わりにアンチトロンビンアプタマーのみの位置にバンドが観られた(図１０レーン６)。図１０レーン５はトロンビンを加えていない場合の４１０ｎｍ照射後のアンチトロンビンアプタマーである。さらに、３１０ｎｍの光の照射後ではアンチトロンビンアプタマーとトロンビンが結合していることを示すバンドが再び観られた（図１０レーン８）。図１０レーン７はトロンビンを加えていない場合の３１０ｎｍ照射後のアンチトロンビンアプタマーである。なお、図１０のレーン１は、実施例６にて得た化合物９を組み込まずに、Ｇ（グアニン）を組み込んで合成したアンチトロンビンアプタマーを示す。また図１０のレーン２は、実施例６にて得た化合物９を組み込まずに、Ｇ（グアニン）を組み込んで合成したアンチトロンビンアプタマーにトロンビンを加えた時のものである。
このように、実施例６にて得た化合物９を用いれば、光によってＧ‐ｑｕａｄｒｕｐｌｅｘ形成を、完全にかつ可逆的に制御できることが示された。このことから、当該化合物９を用いれば、機能性核酸（アプタマー）の活性を完全にかつ可逆的に制御できることをも示された。
［実施例１０：アデノシン誘導体の可逆的光異化反応１］
実施例７にて得た化合物８を用いて、ＤＮＡ合成機によりオリゴマー（５‘‐ＣＴＧＣＡＣＧＴＡＣＸＴＧＧＡＴＡＣＡＧＴ‐３’；配列番号２に示される塩基配列からなるＤＮＡの３’末端と配列番号３に示される塩基配列からなるＤＮＡの５’末端との間に、Ｘ（当該化合物７）を挿入したものである。）を合成した。オリゴマー中に挿入されている、実施例７にて得た化合物８を図１１に示す。なお、図１１に示すように、当該化合物８を８ＮＶＡとも表記する。また、当該オリゴマーの相補鎖（５‘‐ＡＣＴＧＴＡＴＣＣＡＴＧＴＡＣＧＴＧＣＡＧ‐３’；配列番号４）を合成した。合成した２つのオリゴマーがそれぞれ５μＭになるように、反応溶液（１０ｍＭリン酸バッファー：ｐＨ７．０、１００ｍＭ ＮａＣｌ）を調整した。反応溶液に４１０ｎｍの光を室温で１分間照射した。その反応溶液にさらに３１０ｎｍの光を室温で３０秒間照射した。反応の過程を追ったＨＰＬＣチャートを図１２に示す。図１２の（ａ）は光照射前を示し、（ｂ）は４１０ｎｍの光を室温で１分間照射した後を示し、（ｃ）は４１０ｎｍの光を室温で１分間照射し、その後３１０ｎｍの光を室温で３０秒間照射後を示す。また、反応前後でのＵＶ／Ｖｉｓスペクトルを図１３に示す。図１３において縦軸は吸光度を示し、横軸は波長を示し、破線は４１０ｎｍの光を照射した後の状態（Ｚ体（シス体））の結果を示し、実線は４１０ｎｍの光を照射した後に３１０ｎｍの光を照射した後の状態の結果を示す。
実施例７にて得た化合物８を用いて、ＤＮＡ合成機によりオリゴマー（５‘‐ＣＴＧＣＡＣＧＴＡＣＸＴＧＧＡＴＡＣＡＧＴ‐３’；配列番号２に示される塩基配列からなるＤＮＡの３’末端と配列番号３に示される塩基配列からなるＤＮＡの５’末端との間に、Ｘ（当該化合物７）を挿入したものである。）を合成した。オリゴマー中に挿入されている、実施例７にて得た化合物８を図１１に示す。なお、図１１に示すように、当該化合物８を８ＮＶＡとも表記する。また、当該オリゴマーの相補鎖（５‘‐ＡＣＴＧＴＡＴＣＣＡＴＧＴＡＣＧＴＧＣＡＧ‐３’；配列番号４）を合成した。合成した２つのオリゴマーがそれぞれ５μＭになるように、反応溶液（１０ｍＭリン酸バッファー：ｐＨ７．０、１００ｍＭ ＮａＣｌ）を調整した。反応溶液に４１０ｎｍの光を室温で１分間照射した。その反応溶液にさらに３１０ｎｍの光を室温で３０秒間照射した。反応の過程を追ったＨＰＬＣチャートを図１２に示す。図１２の（ａ）は光照射前を示し、（ｂ）は４１０ｎｍの光を室温で１分間照射した後を示し、（ｃ）は４１０ｎｍの光を室温で１分間照射し、その後３１０ｎｍの光を室温で３０秒間照射後を示す。また、反応前後でのＵＶ／Ｖｉｓスペクトルを図１３に示す。図１３において縦軸は吸光度を示し、横軸は波長を示し、破線は４１０ｎｍの光を照射した後の状態（Ｚ体（シス体））の結果を示し、実線は４１０ｎｍの光を照射した後に３１０ｎｍの光を照射した後の状態の結果を示す。
［実施例１１：アデノシン誘導体の可逆的光異化反応２］
実施例７にて得た化合物９を用いてＤＮＡ合成機によりオリゴマー（５‘‐ＣＴＧＣＡＣＧＴＡＣＸＴＧＧＡＴＡＣＡＧＴ‐３’；配列番号２に示される塩基配列からなるＤＮＡの３’末端と配列番号３に示される塩基配列からなるＤＮＡの５’末端との間に、Ｘ（当該化合物９）を挿入したものである。）を合成した。オリゴマー中に挿入されている、実施例７にて得た化合物９を図１４に示す。なお、図１４に示すように、当該化合物８を８ＰＶＡとも表記する。また、当該オリゴマーの相補鎖（上記配列番号４に示す塩基配列からなるＤＮＡ）を合成した。合成した２つのオリゴマーがそれぞれ２．５μＭになるように、反応溶液（１０ｍＭリン酸バッファー：ｐＨ７．０、１００ｍＭ ＮａＣｌ）を調整した。なお、実施例７にて得た化合物８を含有する当該オリゴマーは、蛍光灯の光または日光によって、Ｚ体（シス体）として存在した。化合物反応溶液に３６０ｎｍの光を室温で３０秒間照射した。その反応溶液にさらに４６０ｎｍの光を室温で１分間照射した。反応の過程を追ったＨＰＬＣチャートを図１５に示す。図１５の（ａ）は光照射前を示し、（ｂ）は３６０ｎｍの光を室温で３０秒間照射した後を示し、（ｃ）は３６０ｎｍの光を室温で３０秒間照射し、その後４６０ｎｍの光を室温で１分間照射した後を示す。また、反応前後でのＵＶ／Ｖｉｓスペクトルを図１６に示す。図１６において縦軸は吸光度を示し、横軸は波長を示し、実線は３６０ｎｍの光を照射した後の状態（Ｅ体（トランス体））の結果を示し、破線は３６０ｎｍの光を照射した後に４６０ｎｍの光を照射した後の状態の結果を示す。
実施例７にて得た化合物９を用いてＤＮＡ合成機によりオリゴマー（５‘‐ＣＴＧＣＡＣＧＴＡＣＸＴＧＧＡＴＡＣＡＧＴ‐３’；配列番号２に示される塩基配列からなるＤＮＡの３’末端と配列番号３に示される塩基配列からなるＤＮＡの５’末端との間に、Ｘ（当該化合物９）を挿入したものである。）を合成した。オリゴマー中に挿入されている、実施例７にて得た化合物９を図１４に示す。なお、図１４に示すように、当該化合物８を８ＰＶＡとも表記する。また、当該オリゴマーの相補鎖（上記配列番号４に示す塩基配列からなるＤＮＡ）を合成した。合成した２つのオリゴマーがそれぞれ２．５μＭになるように、反応溶液（１０ｍＭリン酸バッファー：ｐＨ７．０、１００ｍＭ ＮａＣｌ）を調整した。なお、実施例７にて得た化合物８を含有する当該オリゴマーは、蛍光灯の光または日光によって、Ｚ体（シス体）として存在した。化合物反応溶液に３６０ｎｍの光を室温で３０秒間照射した。その反応溶液にさらに４６０ｎｍの光を室温で１分間照射した。反応の過程を追ったＨＰＬＣチャートを図１５に示す。図１５の（ａ）は光照射前を示し、（ｂ）は３６０ｎｍの光を室温で３０秒間照射した後を示し、（ｃ）は３６０ｎｍの光を室温で３０秒間照射し、その後４６０ｎｍの光を室温で１分間照射した後を示す。また、反応前後でのＵＶ／Ｖｉｓスペクトルを図１６に示す。図１６において縦軸は吸光度を示し、横軸は波長を示し、実線は３６０ｎｍの光を照射した後の状態（Ｅ体（トランス体））の結果を示し、破線は３６０ｎｍの光を照射した後に４６０ｎｍの光を照射した後の状態の結果を示す。
本発明のプリンヌクレオシド化合物は、生物学的分野、医学分野等への応用が期待される。
Claims (9)
- プリン核の８位の炭素原子が下記一般式（Ｉ）で表される基によって置換されており、プリン核の９位の窒素原子が下記一般式（ＩＶ）で表される糖と結合しているプリンヌクレオシド化合物であって、
該プリン核が、下記一般式（Ｖ）で表される構造、または下記一般式（ＶＩ）で表される構造であるプリンヌクレオシド化合物。
一般式（ＩＶ）中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に、水酸基、水酸基がイソブチル、ｔｅｒｔ‐ブチルジメチルシリル（ＴＢＤＭＳ）もしくはジメトキシトリチル（ＤＭＴｒ）で保護された基、下記式（ＶＩＩ）で表される基、−ＯＲ（Ｒはアルキルシリル基）またはエステル基を表し、Ｒ３は、水素原子、水酸基、水酸基がイソブチル、ｔｅｒｔ‐ブチルジメチルシリル（ＴＢＤＭＳ）もしくはジメトキシトリチル（ＤＭＴｒ）で保護された基、下記式（ＶＩＩ）で表される基、−ＯＲ（Ｒはアルキルシリル基）またはエステル基を表し、＊はプリン核の９位の窒素原子との結合位置を表す。
一般式（ＶＩ）中、＊は糖との結合位置を表す。］ - 上記プリン核が上記一般式（Ｖ）で表される、グアノシン誘導体である請求項１に記載のプリンヌクレオシド化合物。
- 一般式（Ｉ）中、Ａは環構成原子数１０〜２０のアリール基または環構成原子数１０〜２０のヘテロアリール基であることを特徴とする請求項１または２に記載のプリンヌクレオシド化合物。
- 一般式（Ｉ）中、Ａはフェニル基、ナフチル基、９Ｈ‐フルオレニル基、またはピレニル基である請求項１または２に記載のプリンヌクレオシド化合物。
- 下記一般式（ＶＩＩＩ）で表されるプリン核の８位の炭素原子が下記一般式（Ｉ）で表される基によって置換されており、該プリン核の９位の窒素原子が下記一般式（ＩＶ）で表される糖と結合しているプリンヌクレオシド化合物に光を照射することにより、下記一般式（Ｉ）で表される基のエチレン性二重結合部を異性化する方法であって、波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの光を照射してＥ→Ｚ異性化する、もしくは波長２４０ｎｍ〜２７０ｎｍの光を照射してＺ→Ｅ異性化する、または、下記一般式（Ｉ）におけるＡがナフチル基、９Ｈ−フルオレニル基、ピレニル基もしくは置換基を有するフェニル基である場合、４００ｎｍ〜５００ｎｍの光を照射してＥ→Ｚ異性化する、もしくは２９０ｎｍ〜４００ｎｍの光を照射してＺ→Ｅ異性化する方法。
一般式（ＩＶ）中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に、水酸基、水酸基がイソブチル、ｔｅｒｔ‐ブチルジメチルシリル（ＴＢＤＭＳ）もしくはジメトキシトリチル（ＤＭＴｒ）で保護された基、下記式（ＶＩＩ）で表される基、−ＯＲ（Ｒはアルキルシリル基）またはエステル基を表し、Ｒ３は、水素原子、水酸基、水酸基がイソブチル、ｔｅｒｔ‐ブチルジメチルシリル（ＴＢＤＭＳ）もしくはジメトキシトリチル（ＤＭＴｒ）で保護された基、下記式（ＶＩＩ）で表される基、−ＯＲ（Ｒはアルキルシリル基）またはエステル基を表し、＊はプリン核の９位の窒素原子との結合位置を表す。
- 前記異性化は可逆的に行われる請求項５に記載の方法。
- 下記一般式（ＶＩＩＩ）で表されるプリン核の８位の炭素原子が下記一般式（Ｉ）で表される基によって置換されており、該プリン核の９位の窒素原子が下記一般式（ＩＶ）で表される糖と結合しているプリンヌクレオシド化合物に光を照射することにより、光特性を変化させる方法であって、下記一般式（Ｉ）で表される基のエチレン性二重結合部を波長３００ｎｍ〜４００ｎｍの光でＥ→Ｚ異性化する、もしくは波長２４０ｎｍ〜２７０ｎｍの光でＺ→Ｅ異性化する、または、下記一般式（Ｉ）におけるＡがナフチル基、９Ｈ−フルオレニル基、ピレニル基もしくは置換基を有するフェニル基である場合、４００ｎｍ〜５００ｎｍの光でＥ→Ｚ異性化する、もしくは２９０ｎｍ〜４００ｎｍの光でＺ→Ｅ異性化することによる方法。
一般式（ＩＶ）中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に、水酸基、水酸基がイソブチル、ｔｅｒｔ‐ブチルジメチルシリル（ＴＢＤＭＳ）もしくはジメトキシトリチル（ＤＭＴｒ）で保護された基、下記式（ＶＩＩ）で表される基、−ＯＲ（Ｒはアルキルシリル基）またはエステル基を表し、Ｒ３は、水素原子、水酸基、水酸基がイソブチル、ｔｅｒｔ‐ブチルジメチルシリル（ＴＢＤＭＳ）もしくはジメトキシトリチル（ＤＭＴｒ）で保護された基、下記式（ＶＩＩ）で表される基、−ＯＲ（Ｒはアルキルシリル基）またはエステル基を表し、＊はプリン核の９位の窒素原子との結合位置を表す。
- 前記変化は可逆的に行われる請求項７に記載の方法。
- 下記一般式（ＶＩＩＩ）で表されるプリン核の８位の炭素原子が下記一般式（Ｉ）で表される基によって置換されており、該プリン核の９位の窒素原子が下記一般式（ＩＶ）で表される糖と結合しているプリンヌクレオシド化合物および／または該化合物由来の核酸を含む光スイッチング型デバイス材料。
一般式（ＩＶ）中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に、水酸基、水酸基がイソブチル、ｔｅｒｔ‐ブチルジメチルシリル（ＴＢＤＭＳ）もしくはジメトキシトリチル（ＤＭＴｒ）で保護された基、下記式（ＶＩＩ）で表される基、−ＯＲ（Ｒはアルキルシリル基）またはエステル基を表し、Ｒ３は、水素原子、水酸基、水酸基がイソブチル、ｔｅｒｔ‐ブチルジメチルシリル（ＴＢＤＭＳ）もしくはジメトキシトリチル（ＤＭＴｒ）で保護された基、下記式（ＶＩＩ）で表される基、−ＯＲ（Ｒはアルキルシリル基）またはエステル基を表し、＊はプリン核の９位の窒素原子との結合位置を表す。
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