JPH0411554B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は発色性及び/または螢光性モノヌクレ
オチド3′−ホスホジエステルに関し、より詳しく
はかかるモノヌクレオチドホスホジエステルの新
規合成法に関する。これ等の物質は、例えば種々
の非同位元素免疫検定を行なうために用いられ
る。本出願と同日に出願されたフアリナ
(Farina)及びゴールケ(Gohlke)の同位体を使
用しない免疫検定を実施する方法、ラベルされた
アナライトとかかる検定に使用するキツト、本出
願と同日に出願されたゴールケ(Gohlke)、ヘダ
ヤ(Hedaya)、カング(Kang)及びマイヤー
(Mier)の触媒または酵素活性を追跡するための
新規な発色性及び/または螢光発生性基質、本出
願と同日に出願されたカング(Kang)触媒的ま
たは酵素的活性を追跡するのに使用するための発
色性及び/または螢光発生性基質をつくるための
方法、以上は本発明と関連ある発明である。
種々の臨床目的、例えば投薬量スケジユールの
追跡(モニター)、ホルモンレベルの追跡、最近
摂取したもののチエツクまたはバイオアベイラビ
リテイ、吸収、分解または排泄の薬物動力学を追
いかけること等に対して、種々の薬物の濃度をナ
ノモルまたはピコモルまでも測定することは極め
て有利である。公知の如く、放射免疫検定はこの
種の分析を達成できる。分析を行なうためには、
利用できるキツトまたはシステムは抗血清、測定
される標準化合物(例えば分析物検体)、測定さ
れる化合物の放射標識(ラベル)誘導体、1種ま
たは多種類の緩衝剤及びしばしば置換剤等を備え
なければならない。抗血清は例えば測定される化
合物に対応するハプテン−蛋白質複合体(免疫
源)を接種することにより免疫された動物を採血
して得られる。
よく知られているように、一般に放射免疫検定
技術は、抗血清中の抗体の結合部位に対する放射
性のラベル(標識)された検体と非標識検体間の
競争を測定する。抗血清に測定すべき検体の既知
量と放射標識類似体を加えると、結合または遊離
検体対検体濃度に対する用量応答曲線が得られ
る。免疫補正が行なわれた後、未知濃度が検定の
ための標準用量−応答曲線と比較される。この種
の分析に対して重要なことは、非放射性検体と効
果的に競争する放射性検体が存在することであ
る。従つて、検定で最高の精度、正確さ、感度、
特異性及び再現性を得るためには、精製され良く
特性付けられた合成放射活性検体が必要とされ
る。
放射免疫検定法におけるいくつかの欠陥が判つ
ている。まず第一に、抗体に結合された放射標識
検体を遊離放射標識検体から物理的に分離しなけ
ればならないことである。更にこの方法は労力が
多くかかるものと考えられ、必要な機器も同様に
比較的高価であると共に均一なものが得られず、
その上かかる検定を正確に行なうためには高度に
訓練され熟練した技術者を使用することを必要と
する。また放射性同位元素標識検体は比較的不安
定で高価であり、一般に用いられる放射性同位標
識物に関連する放射線曝露の危険性のため重大な
廃棄物処理問題の増大を呈している。これ等の欠
点にも拘らず、放射免疫検定の利用はかなり延び
ている。
臨床検査室における放射免疫検定の利用の近年
の実質的増大は、上述の放射免疫検定法の欠陥を
克服する変法の開発に拍車をかけている。これ等
の欠陥を克服するために開発されている方法は、
主に放射性同位元素の標識に代え酵素または螢光
体の標識を使用することで、好ましくは標識検体
の結合及び遊離フラクシヨン間の化学的相違の測
定を可能とする条件と結びつけて物理的分離の必
要性を排除している。後者の簡単化され、有利な
特徴を有する免疫検定は物理的は分離を要する不
均一免疫検定に対して均一免疫検定と称される。
かくして、均一免疫検定システムが開発され、
それは抗体と複合体形成が起つた時、標識の酵素
活性が低下する酵素標識検体の使用に基づいてい
る。その濃度が測定される非標識検体は抗体に結
合した酵素標識検体を置換し、かくして酵素活性
の増大をもたらす。標準置換または用量−応答曲
線は、増大していく酵素活性(酵素作用結果とし
て最終的に独得な発色団を生成する“基質”と称
されているものを使用して分光分析的に追跡され
る)を、増加していく検体濃度に対してプロツト
して作られる。次いで、これ等は未知の検体濃度
の測定に用いられる。以下米国特許は均一酵素免
疫検定の分野で開示されたものである:
3817837;3852157;3875011;3966556;
3905871;4065354;4043872;4040907;
4039385;4046636;4067774;4191613;及び
4171244。これ等の特許において、検体に対する
標識は本質的に5000以上の分子量を有する酵素で
あると記載されている。またこの技術の商業化
は、検体の液濃度が10-10Mより大きい場合にお
いて検体の分子の大きさが比較的小さい場合に適
用することに限定している。
上記の均一酵素免疫検定の限定の結果として、
螢光を使用する感光がより高い均一免疫検定の開
発へ向けてかなりの努力が注がれた。このことは
主としてより大きな分子、例えば免疫グロブリン
またはインシユリンのようなポリペプチドホルモ
ンの検定に向けられた。次の米国特許がこの種の
検定に対して開示されている:3998943;
3996345;4174384;4161515;4208479;4160016。
これ等の特許の大部分における標識は、芳香族の
螢光性分子で、検体かまたは抗体に結合される。
同じ様にすべての特許は抗体を通して螢光を消光
する種々の方法、または消光の程度が試料中に存
在する検体の量に関係する他の螢光消光剤を記載
している。
反応体標識螢光免疫検定として記載されている
別種の方法は、螢光性生成物が酵素的に加水分解
された時放出されるように計画された螢光体標識
検体に用いている。しかし分子の検体部分に対し
て抗体は酵素的加水分解を阻害する。その結果、
質量作用の法則により、置換された螢光標識検体
の酵素的加水分解に基づいて、増加した検体の存
在下で螢光が高められる。例として標識検体とし
てβ−ガラクトシル−ウンベリフエロン−シソマ
イシンがあげられる。酵素β−ガラクトシダーゼ
はウンベリフエロン部分から糖を開裂し、ウンベ
リフエロンはそれにより螢光を発することが出来
る。この方法を記載した文献には:ジエー・エ
フ・バード(J.F.Burd)、アール.シー.ウオン
グ(R.C.Wong)、ジエー.イー.フイーニー(J.
E.Feeney)、アール、ジエー、カリコ(R.J.
Carrico)及びアール、シー、ボグオラスキー
(R.C.Boguolaski)のClin.Chem.23 1402
(1977);バード(Burd)、カリコ(Carrico)、エ
ム.シー.フエツター(M.C.Fetter)その他の
Anal.Biochem.77、56(1977)及びエフ.コーエ
ン(F.Kohen)、ゼツト.ホランド(Z.Holland)
及びホグオラスキ(Boguolaski)のJour.of
Steroid Biochem.11 161(1979)等がある。
以前に述べた出願中のフアリナ(Farina)そ
の他の出願は、この一般的な型の先行分析の欠陥
を回避する非放射性免疫検定の実施のための方法
を提供している。具体的に云えば、この方法は、
基質を接触的に発色性または螢光性リポーター分
子に転化するリボヌクレアーゼ型の活性を示す標
識検体−ポリペプチド複合体を利用している。
多くの有機化合物がこれまでリボヌクレアーゼ
の触媒活性の検出に用いられている。かかる有機
化合物または基質には、一般的に呼ばれる様に言
えばリボ核酸それ自体環状燐酸ジエステル及び天
然の基質によつて示されるのと同一または類似の
構造的制約を示すモノリボヌクレオチド化合物等
がある。
従つて、例えばリボヌクレアーゼの触媒活性を
追跡する一方法にリボ核酸溶液を使用することが
ある。その方法は時間の関数としてリボ核酸溶液
の300nmにおける吸光度の減少を追跡している、
エム.クニツツ(M.Kunitz)J.Biol.Chem.、164
563(1946)。この方法は行うのが比較的簡単で
あるが、いくつかの欠点がある;特に吸収減少率
は直線的でないこと、各基質溶液の補正が必要で
あること、及び300nmにおける吸光度減少の直
接検出は臨床試料に対しては実際的でないこと等
である。
リボヌクレアーゼ活性の検出に用いられる他の
方法は上記の方法の終点変化形である。終点変化
形の手法は酵母のリボ核酸を酵素試料と共に一定
時間インキユベートする。残存RNAを過塩素酸
またはウラニルアセテート/トリフルオロ酢酸で
沈殿させ、遠心分離後、上澄液の吸収を測定す
る。エス.ビー.アンフインセン(S.B.
Anfinsen)、R.R.Redfield、ダブリユー.エル.
コエート(W.L.Choate)、A.Page及びダブリユ.
アール.カロル(W.R.Carrol)、Jour.Biol.
Chem.、207、201(1954)。しかし、この方法は主
として沈殿の工程が含まれるため、出願中の
Farinaその他の出願に記載されている均一免疫
検定に比してあまりにも厄介である。
上記の手法を更に変更した方法がアール.シ
ー.カム(R.C.Kamm)、エー.ジー.スミス
(A.G.Smith)及びエイチ.ライオンス(H.
Lyons)、Analyt.Biochem.37 333(1970)によ
つて報ぜられている。ここに記載された方法は染
料の臭化エチジウムの傷ついていない酵母リボ核
酸(加水分解物とではない)との反応から生ずる
螢光発生する反応生成物の形成に基づくものであ
る。この方法では追跡される螢光信号が時間とと
もに減少する。しかし、時間と共に減少する螢光
信号を追跡するのは、酵素濃度の違いが余り大き
くなければこの方法は感度に欠けることとなるの
で不利である。更に他の欠点として吸収の減少率
が線状でなく各基質溶液の補正が必要であるとい
うことがある。
リボヌクレアーゼ活性の追跡に対して別の既知
の基質にモノヌクレオチド基質、シチジン2′,
3′−ホスフエートジエステルがある。イー.エ
ム.クツク(E.M.Crook)、エー.ピー.マシア
ス(A.P.Mathias)及びビー.アール.ラビン
(B.R.Rabin)、Biochem.J.、74 234(1960)。こ
の方法では、環状ホスフエート環の加水分解に対
応する286nmにおける吸光度の増加が試料のリ
ボヌクレアーゼ活性を測定するため2時間にわた
つて追跡される。しかしこの方法はフアリナ
(Farina)その他が出願中のものに記載されてい
る型の均一免疫検定には用いることができない。
それは286nmで起る検体試料の妨害であるから
である。更に基質と生成物の吸光度スペクトルの
差は小さく、吸光係数の比率は僅か286nmで
1.495に過ぎない。
更に3′−ウリジル酸、3′−イノシン酸及び3′−
アデニル酸等の1−ナフチルエステルを含む或る
モノヌクレオチド−3′−ホスホジエステルはリボ
ヌクレアーゼの基質として用いられているこれ等
のナフチルエステルは種々の起源のリボヌクレア
ーゼの基質特異性を区別するために用いられてい
る。エイチ.シエラコウスカ(H.
Sierakowska)、エム.ザンコワルチエウスカ
(M.Zan−Kowalczewska)、及びデイー.シユ
ガー(D.Shugar、)Biochem.Biophys.Res.
Comm.、19 138(1965);エム.ザンコワルチエ
ウスカ(M.Zan−Kowalczewska)、エー.シエ
ラコウスカ(A.Sierakowska)及びデイー.シ
ユガール(D.Shugar)Acta.Biochem.Polon.13、
237(1966);エイチ.シエラコウスカ(H.
Sierakowska)及びデイー.シユガール(D.
Shugar)、Acta.Biochem.Polon18、143(1971);
エイチ.シエラコウスカ(H.Sierakowska)、エ
イチ.スゼンプリンスカ(H.Szemplinska)デ
イー.シユガール(D.Shugar)、Biochem.
Biophys.Res.Comm.11、70(1963)。リボヌクレ
アーゼによつて起される加水分解の結果として、
かゝる物質の使用は1−ナフトールを遊離させ、
それはジアゾニウム塩と反応させると強い可視吸
収を有するアゾ化合物を形成する。この方法は検
定用キツトが個別に包装された色素形成物(すな
わちジアゾニウム塩)を含むことが必要とされ
る。またこの基質は螢光分析方法に用いることは
できない。
モノヌクレオチド−3′−ホスホジエステルの製
造に対して、これまでに様々な合成法が開発され
ている。ウリジン−3′−(1−ナフチル)ホスフ
エートの製造に対する一方法はアール.コール
(R.Kole)及びエイチ.シエラコウスカ(H.
Sierakowska)、Acta Biochem.Polon、18 187
(1971)によつて発表されたものである。そこに
示された方法では、ウリジンが3′−ヒドロキシル
基の所でアセチル化される:
次に3′−O−アセチルウリジンの2′−及び5′−
ヒドロキシル基をジヒドロピランで保護し、続い
て3′−O−アセチルを加水分解して2′−5′−ビス
−O−(テトラヒドロピラニル)ウリジンを形成
する:
2′,5′−ビス−O−(テトラヒドロピラニル)
ウリジンとナフチルホスフエートジシクロヘキシ
ルカルボジイミドまたはナフチルホスホリルジク
ロリドと縮合すると3′−ヒドロキシル基の1−ナ
フチルホスホリル化が起り、保護された型の基質
2′,5′−ジ−O−(テトラヒドロピラニル)ウリ
ジン−3′−(1−ナフチル)ホスフエートが生成
する:
テトラヒドロピラニル保護基は、酸性で不安定
で、競争的にホスフエート加水分解を受けること
なく除去されて、基質ウリジン−3′−(1−ナフ
チル)ホスフエートを形成する:
上記のシエラコウスカ(Sierakowska)及び
シユガール(Shugar)によつて述べされた報文
に記載された成法の変法がラブサメン
(Rubsamen)、カンドラー(Khandlar)及びウ
イツツエル(Witzel)によりホツプ セイラー
(Hoppe−Seyler)のZ.Physiol.Chem.355、687
(1974)に記載されている。そこでは2′,5′−ビ
ス−O−(テトラヒドロピラニル)−3′−ウリジン
ホスフエートがジヒドロピランとウリジン−3′−
ホスフエートとの反応によつて製造される。2′,
5′−ビス−O−(テトラヒドロピラニル)−3′−ウ
リジンホスフエートは、例えばホスフアターゼ或
は水酸化鉛()によつて脱ホスホリル化されて
2′,5′−ジ−O−(テトラヒドロピラニル)ウリ
ジンが形成される。次いで、この化合物の3′−ヒ
ドロキシル基は、シエラコウスカ
(Sierakowska)とシユガール(Shugar)が開示
したような方法でホスホリル化されて所望のモノ
ヌクレオチド−3′−ホスホジエステル、例えばウ
リジン−3′−(1−ナフチル)ホスフエートが形
成される。
しかし、シイエラコウスカ(Sierakowska)
その他及びルブサメン(Rubsamen)その他によ
つて述べられた合成法はいくつかの重大な欠陥が
ある。例えば各合成法において、鍵となる中間体
2′,5′−ビス−O−(テトラヒドロピラニル)ウ
リジンの製造は望ましくない長たらしいクロマト
グラフイーを伴なう。更に、生じた生成物は低収
率のジアステレオマー対の混合物で、このことが
以後の合成を複雑化する。最後に全合成は多大の
労力を要する。
シエラコウスカ(Sierakowska)その他及び
ラブサメン(Rubsamen)その他の方法と極めて
よく似た合成法がポーランド特許81969号に開示
されている。そこに記載されている合成法の一つ
において、2′,5′−ジ−O−(テトラヒドロピラ
ノ−3′−(1−ナフチル)ホスフエートが、ジシ
クロヘキシルカルボジイミド及びピリジン中で、
1−ナフチル燐酸の塩(例えばこの酸のピリジ
ン、アニリン、ルチジン或はトリ−nブチルアミ
ン等の塩)と2′,5′−ジ−O−(テトラヒドロピ
ラニル)ウリジンとの反応によつて形成される。
その報文に記載された別の合成法においては、ウ
リジン2′−O−テトラヒドロピラニル−5′−O−
メチル−3′−(1−ナフチル)ホスフエートがピ
リジン中で、1−ナフチル燐酸塩と5′−O−メチ
ル−2′−O−(テトラヒドロピラニル)ウリジン
との反応によつて得られる。これ等の合成法は同
様にシエラコウスカ(Sierakowska)その他及
びラブサメン(Rubsamen)その他の方法の欠陥
を有する。
これに加えて、中間体としての2′,5′−ジ保護
ヌクレオチドの合成に関連するオリゴリボヌクレ
オチドの合成法が知られている。かくして、ジエ
ー.スミルト(J.Smrt)及びエフ.ソルム(F.
Sorm)、Collection Czechosloz.chem.Commun.
27 73(1962)において、ウリジル酸が5′−O−
アセチルウリジン2′,3′−環状ホスフエートに転
化され、それは膵臓リボヌクレアーゼによる環状
ホスフエートの酵素的開裂後、5′−O−アセチル
ウリジン3′−ホスフエートを生じ、次いで、ジヒ
ドロピランとの反応によつて2′−O−テトラヒド
ロピラニル−5′−O−アセチルウリジン3′−ホス
フエートに変換される。
この方法においては、環状ホスフエートの5′−
ヒドロキシル基においてのアセチル化はオリゴリ
ボヌクレオチドの合成における中間体を製造する
ための合成上の便宜として用いられている。5′−
アセチルの脱保護は終極的な所望のオリゴリボヌ
クレチドの形成のときに行われる。しかし、これ
は発色性及び/または螢光性モノヌクレオチド−
3′−ホスホジエステルの合成に対する適当な方法
を示していない。
その上、知る限りではスミルト(Smrt)等の
方法は、先行方法の欠陥にも拘らず、発色性及
び/または螢光性モノヌクレオチド3′−ホスホジ
エステルの製造にはこれまでのところ用いられて
いない。
かくして、かなりの数の方法が、酵素または触
媒活性の追跡に対して用いるに適した種々の基質
を合成するために開発され使用されているにも拘
らず、現在知られている合成法の様々な欠陥を克
服することができる開発を更に進める必要性がま
だ残つている。これまで報告された合成法はいず
れも、知る限りにおいて、現在モノヌクレオチド
−3′−ホスホジエステルの製造に対して商業的に
用いられていない。
従つて本発明の目的は、フラノシド環の3′ホス
フエート部分において発色性及び/または螢光性
官能基を有するモノヌクレオチド−3′−ホスホジ
エステルを合成する新規方法を提供することであ
る。関連する目的は望ましくないジアステレオマ
ーの対の生成を除くような方法でその様なモノヌ
クレオチド類を合成する方法を提供することであ
る。
本発明の他の目的はこれまで知られている合成
法よりも労力が少ない、発色性及び/または螢光
性モノヌクレオチド3′−ホスホジエステルの新規
合成法を提供することである。
本発明の更に他の目的は所望基質の全収率を改
善する発色性及び/または螢光発生性モノヌクレ
オチド−3′−ホスホジエステルの新規合成法を提
供することである。
なお別の目的は商業的用途に対して十分な種々
の量の場合にも実行できる発色性及び/または螢
光性モノヌクレオチド−3′−ホスホジエステルの
新規合成法を提供することである。
本発明のこれ等及びその他の目的及び利益は以
下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
本発明の様々な変法や別の形が可能であるた
め、ここに好ましい具体例を詳細に述べることに
する。しかし、これは本発明を開示された特定の
形に限定することを意図するものではないことを
理解すべきである。反対に特許請求の範囲に示さ
れる本発明の精神並びに範囲内に入るすべての変
法及び別の形を包含することを意図している。例
えば本発明は主としてウリジン−3′−ホスホジエ
ステルの製造に関連して記載されているが、ここ
に述べられているようにウラシル以外の塩基も用
いることができることを認めるべきである。
一般に本発明は3′−燐酸部分にある発色及び/
又は螢光性官能基を有するモノヌクレオチド−
3′−ホスホジエステル基質が2′,5′−ジ保護モノ
ヌクレオチドから所望の発色性及び/又は螢光性
部分を有する化合物との反応によつて容易に合成
出来、2′−,5′−保護発色及び/又は螢光性基質
を形成するという発見に基づくものである。一般
に2′,3′−環状ホスフエートはまず5′−ヒドロキ
シルに於て保護され中間体を形成し、これが2′−
エステル結合の酵素開裂を受け、それにより5′−
保護−3′−モノヌクレオチドを生じる。5′−保護
−3′−モノヌクレオチドは次に適した保護基と反
応され2′,5′−ジ保護−3′−モノヌクレオチドを
形成し、これは更に所望の発色及び/又は螢光団
と反応されて保護された基質を形成する。
別の手順では2′,5′−ジ保護−3′−モノヌクレ
オチドを脱ホスホリル化して2′,5′−ジ保護モノ
ヌクレオシドを形成し、これを次に所望の発色及
び/又は螢光団のホスホリル化誘導体と反応させ
ることが出来る。
発色性及び/または螢光性モノヌクレオチド−
3′−ホスホジエステル基質は様々な酵素、例えば
リボヌクレアーゼA、T2等の、及び/または
かゝる酵素の触媒活性を有するポリペプチド対の
触媒活性の追跡をするのに利用出来る。本発明の
方法によつて形成された発色性及び/または螢光
性モノヌクレオチド基質は前に述べた出願中のフ
アリナ(Farina)その他の出願によつて開示さ
れた免疫検定法に特に有用である。
本発明の方法に従つて、適当な出発物質は次の
構造式を有するモノヌクレオチドの2′−及び3′−
ホスフエート異性体類の混合物からなる。
〔式中Bはヌクレオチド塩基〕
この構造において、或る、立体的制約があり、
それは例えばリボヌクレアーゼA又は関連ポリペ
プチド対によつて誘発される加水分解の触媒的活
性を追跡するに適した基質を終極的に与えるため
に満たされなければならない。かくして、塩基B
とそれぞれ1′−及び2′−,3′−位における置換基
のトランス、シス配向は適当な基質を与えるため
の固定的な構造的制約を有しているようである。
しかし、4′−位の置換基、すなわちCH2OHは基
質の望ましい特性に影響を与えることなく、2′−
及び3′−官能基の両方に対してCH2OH基がシス
である配置を明らかに有している。エー ホーリ
−(A.Hoyl)及びエフ ソーン(F.Sorn)、
Biochemica.Biophysica.Acta.161 26(1968)。
それ故に、本発明の方法が、4′−CH2OH置換基
が2′−,3′−置換基に対してトランスである基質
の製造に関して記載されていても、この方法は、
4′−CH2OH置換基が2′−,3′−置換基に対してシ
スである基質の製造に同様に適用できるものと解
すべきである。
勿論、製品の安定性に及ぼす効果もそうである
が、それ以外に官能性の観点から、塩基の選択は
次の要素を考慮に入れるべきである:
(1)触媒活性のあらゆる調整(増加または減少)、
(2)合成の艱難さ、(3)内因性酵素活性に及ぼす影響
及び(4)水性または他の関係する媒体中における溶
解度は如何なる有意義な程度も悪影響を受けては
ならないこと。その他考慮すべき要素には加水分
解に対する可能な効果及び非特異的な媒体によつ
て起される加水分解等が含まれる。
広範囲な種類のピリミジン類似体が有用な塩基
で、ウラシル、ジヒドロウラシル、シトシン、ジ
ヒドロシトシン及びハロゲン化ラウリル等があげ
られる。これに加え、天然の基質のRNA並びに
例えばヌクレオチドホモポリマーの様な合成基質
の両方のリボヌクレアーゼで誘発される加水分解
の結果から類推されるデータに基づいて〔F.M.
Richards及びW.W.Wykoff、ザエンザイム(P.
D.Boyer編集)、Academic Press、第3版、第4
巻647−806頁、London and New York(1978)〕
以下のピリミジン類似体が好適な塩基である:
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
塩基として、例えばアデノシン及びグアノシン
のようなプリン類似体の使用は、リボヌクレアー
ゼAの触媒活性の追跡に対して活性のある基質を
与えないが、これ等の塩基はリボヌクレアーゼ
T2活性関与の場合には有用であることが明らか
となるべきものである。更に、如何なる他のピリ
ミジン、プリン或はその様な類似体もここに述べ
られた官能性の考慮と合致すれば用いられる。
本方法の第1の段階を実施するにあたり、2′−
及び3′リン酸モノヌクレオチド異性体を縮合試薬
と反応させてモノヌクレオチド−2′,3′−環状ホ
スフエートを生成する。適した縮合試薬はN,
N′−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)
である。他の有用であることがわかつた縮合試薬
には1,1′−カルボニルジイミダゾール、1−ヒ
ドロキシベンゾトリアゾールモノハイドレート
(HBT)、1−シクロヘキシル−3−(2−モルホ
リノ−エチル)−カルボジイミドメト−p−トル
エンスルホネート(モルホ−CDI)、1−(3−ジ
メチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイ
ミド塩酸塩(EDC)、N−エトキシカルボニル−
2−エトキシ−1,2−ジヒドロキノリン、及び
エチル1,2−ジヒドロ−2−エトキシ−1−キ
ノリンカルボキシレート(EEDQ)が含まれる。
第3−ブチルアルコールなどの助剤の使用も役に
立つ。別の方法としてはN−ヒドロキシコハク酸
イミド、N−ヒドロキシピペリジン、及びN−ヒ
ドロキシフタノールイミドも多分第3級ブチルア
ルコールの代わりに使用される。
縮合段階を実施するのに有用な方法の媒介変数
は広範囲に変化し得る。モノヌクレオチドと縮合
試薬の相対割合に関して約1:2のモル比範囲が
適当であることがわかつた。モル比約1:1ない
し約1:5又は多分それ以上も同様に使用出来る
はずである。アンモニア溶液で与えられる、N,
N−ジメチルホルムアミドなどの極性溶媒中の塩
基性媒体が使用されるべきである。ピリジン、テ
トラヒドロフラン、及びジオキサンなどの他の極
性溶媒及び生じる塩基媒体を与えるためのアンモ
ニア以外の試薬は使用することが出来るはずであ
る。これらの成分の特定の割合は特に臨界的であ
るとは考えられず、適当な割合の例が以後に記載
される様に実施例に述べられる。反応は約110℃
の温度で約3時間行うことが出来る。約30℃ない
し約130℃の温度範囲及び約1なしい約5時間の
反応時間が使用出来る。
第2の段階はウリジン2′,3′−環状ホスフエー
トと適当な封鎖試薬の反応によつて形成される
5′−O−封鎖ウリジン−2′,3′−環状ホスフエー
トの形成を含む。反応は以下に表わされる。
保護基及び保護が行なわれる方法は次の目的を
達成するように選ばれるべきである。(1)保護基の
導入は容易に行い得るものであつて他の重要な官
能基部分の一体性に悪影響を与えるべきでない。
例えば開環を避けること。(2)一旦導入されたなら
保護基はもしそう望まれるならば脱保護が望まれ
るまでその後の合成段階でも保持されることが出
来るものであるべきであつて、更にその様な後の
段階で重大な程度干渉すべきではない。また(3)も
し保持されるならば、保護基は意図される用途に
於て生じる物質の性能に悪影響を与えるべきでは
ない。
例えばもし保護基が余りに大きい場合には以後
に述べるホスホジエステル合成段階中の保護され
たモノヌクレオチドの反応性を減少させるかも知
れない。更にもし究極目的物質中に保持されたな
ら酵素又は触媒の基質に対する作用を妨げるかも
知れない。なんらかの方法で酵素又は触媒活性の
調整(即ち、増加又は減少のいずれか)を行い得
る、又はホスホジエステルと相互作用をしてこれ
を例えば加水分解によつて不安定化させ得る官能
基は避けるべきである。他の考慮すべきことに
は、(1)問題の水性又は他の媒体中の溶解度はどん
な有意義な程度も悪影響を受けるべきでないこ
と、及び(2)もし保護基が保持されるのなら内因性
の酵素活性への影響が含まれる。
一般に保護基Rは任意の酸又は塩基に不安定な
部分であり得る。適当な保護基は従つてアルキ
ル、アルケニル、シクロアルキル、アリール、ア
ラルキル、アシル、オキサアルキル、チオアルキ
ル、オキサシクロアルキル、及びチオシクロアル
キルを含む。より詳しくは、メチル、エチル、ア
リル、シクロヘキシル、フエニル、ベンジル、ニ
トロベンジル、アセチル、1−メトキシエチル、
1−エトキシエチル、1−エトキシチオエチル、
テトラヒドロピラニル、テトラヒドロチオフラニ
ル、テトラヒドロチオピラニル、及び4−メトキ
シテトラヒドロピラン−4−イル、が恐らく使わ
れるのがふさわしい。
Rがアセチルの示された様なフラノシド環の
5′−ヒドロキシル置換基の保護は望ましくないジ
アステレオマーの対の生成を除くから特に有利で
ある。更にアセチル基は十分に小さいのでホスホ
ジエステル合成段階で保護されたモノヌクレオチ
ドの反応性を減少させない。更に別の5′−保護基
としてのアセチル基の利点は適当な基質の全体の
収率が有意義に改良されることである。
更に性能を考慮すると最終生成物中に5′−アセ
チル基が存在することは、種々の酵素例えばリボ
ヌクレアーゼA又はT2又は触媒的はポリペプチ
ド対例えば出願中のフアリナ(Farina)等の出
願に記載された方法で利用されたS−ペプチド/
S−蛋白ポリペプチド対に対する基質の活性に認
め得るほどの影響を与えない。またその存在は生
じる基質の安定性に悪影響を与えない。これらの
2つの理由のため、アセチル基を除くことは不要
である。実際5′−保護基としての生じる基質中の
アセチル基の存在は、例えば脱保護された基質に
多分起こり得る非特異的な媒体によつて起こされ
る加水分解などの種々の悪影響を十分最少にしか
つ取り除き得る。
2′,3′−環状ホスフエートの5′−ヒドロキシル
の保護は前述のような中性極性溶媒中で適切に行
うことが出来る。アセチル基が保護に使用される
ときは、反応は次のパラメーターを使用して行い
得る。(1)保護されていないピリジン中の生成物の
濃度約0.2Mないし約0.5M、(2)化学量論量より過
剰の保護されていない生成物中の無水酢酸約60乃
至約80当量、(3)約15℃乃至約30℃の温度、(4)約5
乃至約15時間の反応時間。これらのパラメーター
は広く変わり得次のものも同様に有用である。(1)
約0.1ないし約1.0Mの濃度、(2)約10ないし約100
当量の過剰の無水酢酸又は塩化アセチル又は他の
ハロゲン化アセチルなどの他のアシル化試薬の使
用、(3)約10℃乃至50℃の温度、及び(4)約2乃至約
20時間の反応時間。アルキル、シクロアルキル、
及びアラルキルなどの他の保護基を既知の置換反
応によつて導入することが出来る。オキサアルキ
ル類、オキサシクロアルキル類、チオアルキル及
びチオシクロアルキル類の導入は対応するオルフ
インエーテルへの酸触媒付加によつて実施出来、
そしてこれは次の2′−保護基の議論に於てより十
分に記載されるであろう。
合成の第3の段階は適当は発色団及び/又は螢
光団を化学的に結合することの出来る特異的3′−
ホスフエート部分を与えるための特異的ホスフエ
ート開環を包含する。反応は本質的に3′−ウリジ
ン燐酸のみが形成されるように特異的かつ効率的
な触媒を必要とする。この目的にふさわしい適当
な触媒は膵臓リボヌクレアーゼである。ここに定
義した要件を有する他の合成又は天然触媒は同様
に使用出来る。
反応式は下記の様に描かれる。
反応は極性溶媒(例えばピリジン)水溶液の例
えば約20%のピリジンを含むものの中で十分な量
の触媒を使用して行うことが出来、都合のよい反
応時間を与える。例として、環状ホスフエートの
重量に基づいて約1重量%の触媒濃度が満足なも
のである。
生じる脱環化生成物は次に触媒の除去及び液体
生成物の濃縮によつて単離されねばならない。こ
れは例えばイオン交換カラムを使つて触媒を除き
次に反応溶液を濃縮することによつて行うことが
出来る。ピリジンが使われたのなら生じる生成物
はピリジニウム塩である。望まれるなら濃縮した
ピリジニウム塩をアンモニウム、第3ブチルアン
モニウム、カルシウム、ナトリウム、リチウム等
の塩に変換出来る。これは適当な水溶液(例えば
テトラヒドロフラン水溶液)からの沈殿によつて
行い得る。アンモニウム塩の使用は次の段階での
修飾が不要であるという点で特別の利点を与え
る。他方カルシウム塩はより結晶性で、容易に単
離されるそして取扱のより容易な生成物を与え
る。
この手順の第4の段階は2′−ヒドロキシル基の
保護を伴なう。
式中R′は2′−O−保護基である。
適当な2′−保護基は次の基準を満たすべきであ
る。
(1)他の鍵となる官能基に影響せずに容易に導入
出来ること、(2)後のホスホジエステル形成段階と
適合性であること、特にその様な段階中の望まれ
ない副反応を最少にするか除くべきであること、
(3)どんな悪影響もなく長期間貯蔵出来るように十
分安定であること、及び(4)ホスホジエステル結合
を乱すことなく容易に除かれること。これらの基
準はそして特に最後のものは酸触媒反応によつて
導入除去出来る保護基の使用によつて最も容易に
満足させ得る。従つて、適した保護基にはオキサ
アルキル、チオアルキル、オキサシクロアルキ
ル、シリル誘導体及びチオシクロアルキルが含ま
れる。より詳しくは、テトラヒドロピラニル、4
−メトキシテトラヒドロピラン−4−イル、及び
第3−ブチルジメチルシリルを使用出来る。
保護反応はN,N−ジメチルホルムアミド又は
ジオキサンなどの極性中性溶媒中で達成出来る。
ジグリム(ジエチレングリコールジメチルエーテ
ル)、テトラヒドロフラン、又はアセトンを使用
することが出来る。保護基がテトラヒドロピラニ
ルである場合には特定の例として、保護はジヒド
ロピラン又は4−メトキシ−5,6−ジヒドロ−
2−H−ピランを、都合よい時間内に反応が完了
することを確実にするために化学量論量よりも一
般に十分過剰の量で、ジオキサン中の乾燥塩化水
素などの触媒量の酸触媒と一緒にすることによつ
て行なわれる。反応は一般に約2〜約15時間で完
了する。温度は約−20℃から約25℃に変わり得
る。他の有用な酸触媒にはp−トルエンスルホン
酸及びトリフルオロ酢酸が含まれる。同様に、反
応時間は1時間の短時間から20時間の長時間ま
で、温度は約−30℃から約50℃まで変化し得る。
この一般反応式は酸触媒反応によつて、ここに記
載した他の保護基を導入するのにも同様に応用出
来る。別の方法としては保護基は、既知の置換反
応に導入出来、そして光化学的手段で除かれるも
のを使用出来る。この種の保護基の例はo−ニト
ロベンジルである。
本発明の具体例に於て第5の段階は、中間体
2′,5′−O−ジ保護モノヌクレオチドの発色団又
は螢光団部分R″でのエステル化反応によつて発
色性及び/又は螢光性モノヌクレオチド−3′−ホ
スホジエステル基質を形成する。反応は以下の様
に描かれる。
官能基として、R″は螢光性及び/又は発色性
の性質を有する基質を与える任意の部分と定義出
来る。R″基はアリール、アラルキル、ヘテロア
リール又は複素環化合物であり得る。好ましい具
体例ではR″はウンベリフエロニル、4−メチル
ウンベリフエロニル又は3−フラボニルである。
他の適したR″基は例えば1−ナフチルなどのア
リール類を含む。更に適した他のR基はオルソ及
びパラ安息香酸の酸度を増加させる電子吸引及び
共役置換基を有しているアリール基である。その
様な基にはオルソ、メタ、及びパラニトロフエニ
ル、2,4−ジニトロフエニル、シアノフエニ
ル、アシルフエニル、カルボキシフエニル、フエ
ニルスルホネート、フエニルスルホニル、及びフ
エニルスルホキシドが含まれる。一般にモノ及び
ビ置換誘導体の混合物も同様に適している。
発色及び/又は螢光団部分のアルコール形を保
護された基質生成物を生成するために使用するの
が典型的で好ましい。
選ばれたエステル試薬は2′−封鎖基の脱保護を
生じるべきでなく、生成されるホスホジエステル
から容易に除かれるべきである。更にそして重要
なことには選ばれた試薬は温和な反応条件下に高
収率を与えるべきである。適当は試薬には2,
4,6−トリイソプロピルベンゼンスルホニルク
ロライド、N,N′−ジシクロヘキシルカルボジ
イミド、及びメシチレンスルホニルクロライド、
トルエンスルホニルクロライドメシチレンスルホ
ニルイミダゾリド、p−トルエンスルホニルイミ
ダゾリド、ピクリルクロライド、1−(3−ジメ
チルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミ
ド塩酸塩、が含まれ、N−ヒドロキシコハク酸イ
ミド、N−ヒドロキシフタルイミドその他等の添
加物を加えるか又は加えない他のカルボジイミド
類似体も適している。
2′,5′−ジ保護ウリジン−3′−モノホスフエー
トに関して、使用の反応条件下でピリジニウム又
はアンモニウム塩のいずれかを使用することが必
要であることがわかつた。従つてもしも前の合成
段階でカルシウム又は金属イオン塩が利用された
のなら、イオン交換によつて望ましい塩に変換す
るのが必要であることがわかつた。
エステル化反応条件に関して発色性及び/又は
螢光性のアルコールの過剰が収率を最大にするた
めに使用されるが、もつとも過剰は要求されな
い。収率を最大にするために、モル比約2:1を
使用するのが満足なものであることがわかつた。
反応はN,N−ジメチルホルムアミド、ジオキサ
ン、又はテトラヒドロフランその他の中性極性溶
媒中で塩基例えばピリジンの存在下で行なわれ
る。溶媒として乾燥ピリジンを、約−20℃ないし
約25℃の範囲の温度で使用するのが適していると
いうことがわかつた。更に反応時間は約5〜18時
間の範囲であり得る。これらの反応条件はもし望
まれるならば変化し得る。従つて温度は約−20℃
から50℃の範囲、そして2ないし72時間の時間で
あり得る。
本合成方法の重要な面はこの方法が、使用前に
例えばクロマトグラフイーによる精製を必要とす
ることなしに、例えば免疫検定(イミユノアツセ
イ)に於て使用するための適した基質を提供する
ことである。
本発明の別の具体例に於て、手順の第5段階は
第1に、3′−ホスフエートの開裂を行うために例
えばホスフアターゼ又はPb()ヒドロキシドの
使用によつて技術で知られている方法を利用する
ことによつて2′,5′−ジ保護モノヌクレオチドの
脱ホスホリル化により2′,5′−ジ保護モノヌクレ
オシドの形成を与える。このようにして生成した
2′,5′−ジ保護モノヌクレオシドは次に望む発色
団及び/又は螢光団部分のホスホリル化誘導体と
反応され2′,5′−ジ保護モノヌクレオチド−3′−
ホスホジエステル基質を形成する。本発明のこの
具体例で使用するのに適した発色団及び/又は螢
光団部分R″は前述のR″部分と同じである。
ホスホジエステル形成に使用の特定具体例の選
択は特定の使用発色団及び/又は螢光団部分に依
存する。例えばナフチル発色団の場合上記別の具
体例を利用するのが十分に望ましいことである。
二者択一のいずれかにより製造された2′,5′−
ジ保護基質は長期間貯蔵出来る安定な化合物であ
る。しかし2′−封鎖基の脱保護は適当は酵素、基
質を与えるために必要である。脱保護反応は次の
様に表わされる。
酸触媒脱保護は水などのプロトン性溶媒中で希
酸と共に温和な条件下で短時間行なわれる。普通
に使われる酸触媒には塩酸、トリフルオロ酢酸、
p−トルエンスルホン酸、及び酢酸が含まれる。
好ましい試薬は約0.01ないし約1、より普通には
0.01〜0.1そして好ましくは0.01〜0.05のモル濃度
の希塩酸である。イオン交換樹脂の酸型も使用出
来る。保護基がシリルの場合には脱保護は例えば
フツ化テトラブチルアンモニウムなどの親核試薬
によつて行なわれる。
脱保護条件に関して、環境温度がふさわしい。
脱保護時間は比較的広い期間で変わり得、脱保護
試薬濃度と脱保護反応実施温度に依存する。一般
に、高温、高濃度である程、短い時間が適当な反
応時間である。従つて反応は約5分〜約24時間、
より普通には約10分〜約120分、そして好ましく
は約20分〜約60分で実施され得る。余りに厳しい
反応条件は脱保護基質の加水分解という悪い結果
に導くので避けるべきである。
次の実施例は本発明の単なる例示であつて範囲
の限定として意図されていない。
実施例
本発明はウリジン2′,3′−環状ホスフエートの
製造を例示する。
ウリジン2′−及び3′−ホスフエートの74mlの3N
−アンモニア中の混合物からなる10g、0.031モ
ルの溶液を順次60mlのN,N−ジメチルホルムア
ミド(DMF)及び15g、0.075モルのジシクロヘ
キシルカルボジイミドの60mlの第3級ブチルアル
コール中の溶液と混合した。生じる反応混合物を
3時間油浴中で120℃で還流した。
高圧液体クロマトグラフイー分析(HPLC)を
出発物が生成物に変換されたかどうかを決定する
ために反応混合物の一部に対して行なつた。反応
生成物混合物の一部を真空(浴35℃)下で濃縮
し、残渣を水に溶解し、溶液を5μmミリポアフ
イルターを通してろ過した。試料を次にワツトマ
ンパーテイスイル(Whatman Partisil
)10/
25SACカラムに注入して20%の燐酸塩、0.05Mの
約PH6.25のもの及び80%の水からなる緩衝液で1
ml/分の流速で溶出した。HPLC分析は出発ウリ
ジンの生成物への定量的変換を示した。
全生成物混合物は次に、室温に放冷し、ジシク
ロヘキシル尿素沈殿をろ過で分離し、20mlの
DMFで洗つた。ろ液を次に真空で12−15トール
で浴温35℃で蒸発させ、残渣を100mlの水と振と
うし、ろ過してジシクロヘキシル尿素を除いた。
固体を更に20mlの水で洗い、一緒にした溶液を2
回150mlのエーテルで抽出し、蒸発乾固を35℃の
浴温で真空で行つた。残渣は100ml部のピリジン
で2回液体窒素トラツプを使つて0.01トールで共
蒸発してガラス様の生成物ウリジン2′,3′−環状
ホスフエートを得た。
実施例
この実施例は5′−O−アセチルウリジン2′,
3′−環状ホスフエートの製造を例示する。
実施例で製造したウリジン2′,3′−環状ホス
フエートを100mlの無水ピリジン及び200mlの無水
酢酸中に溶解する。この溶液を室温で一夜暗所に
保つ。この時点で反応生成物の一部分をHPLCで
実施例に与えた条件で分析する。HPLCは主要
ピークを1.7分に示し、これは生成物5′−O−ア
セチルウリジン2′,3′−環状ホスフエートを表わ
すものである。全生成物混合物を液体窒素トラツ
プを使い約35℃の浴温で0.1−1トールで蒸発乾
固した。残渣は50ml部のピリジンで2回共蒸留し
て、残留無水酢酸を除き次に100mlの50%ピリジ
ン水溶液に溶解した。1時間室温で撹拌後、溶液
を室温で0.05mmHgで蒸発乾固し、5′−O−アセチ
ルウリジン2′,3′−環状ホスフエートの生成物を
得た。
実施例
この実施例は5′−O−アセチルウリジン3′−ホ
スフエートのピリジニウム塩の調製を例示する。
実施例で製造した5′−O−アセチルウリジン
2′,3′−環状ホスフエートのガラス様生成物を
200mlの20%ピリジン水溶液に溶解した。この溶
液に5mlの水中の50mgの膵臓リボヌクレアーゼを
加えた。混合物を室温に一夜約(5時間暗所で撹
拌しながら保つた。この時点で反応混合物の一部
分を実施例に与えた条件でHPLCによつて分析
した。HPLCは主要ピークを4.5分に示し、これ
は生成物の5′−O−アセチルウリジン−3′−ホス
フエートを表わすものである。生成混合物を次に
2.2×4cmイオン交換樹脂カラム、ダウエツクス
(DowexR)50W−X8に通し、この中は使用前に
100−200メツシユの水素イオン型の樹脂をピリジ
ニウム型に変換させておいた。樹脂は300mlの20
%ピリジン水溶液で溶出した。溶出液は0.1〜1
トールで約35℃で油状残留物に濃縮した。油状残
溜物を5mlの水と200mlのテトラヒドロフラン
(THF)中に溶解した。溶液に撹拌しながら27%
NH4OHを更に沈殿が形成しなくなるまで滴下し
た。およそ3mlのNH4OHを加えた。混合物を冷
所に一夜保ち、ろ過し、残渣を2回少々のジメチ
ルホルムアミドと共蒸発させた。生じる残渣は
5′−O−アセチルウリジン−3′−ホスフエートの
ピリジニウム塩を含んでいた。
実施例
この実施例は5′−O−アセチル−2′−O−(テ
トラヒドロピラン−2−イル)ウリジン3′−ピリ
ジニウムホスフエートの製造を例示する。
12g、0.026モルの実施例中で製造した5′−
O−アセチルウリジン−3′−ホスフエートの細か
く粉砕したピリジニウム塩、160mlの無水N,N
−ジメチルホルムアミド、及び70mlのジヒドロピ
ランの撹拌した懸濁液を−20℃に冷却しジオキサ
ン中14.2mlの5M塩化水素で15分間にわたり大気
中の水分を除いた状態で滴下処理した。冷却浴を
次に除き、撹拌を透明な溶液が得られるまで続
け、即ち2時間続けた。一夜室温で貯蔵後、混合
物を−20℃に冷却し、12mlのトリエチルアミン及
び3mlの水酸化アンモニウムで処理し、そして生
じる懸濁液を500mlのTHF及び500mlのエーテル
中に注いだ。沈殿を集め、中程度の多孔度の焼結
ガラス漏斗上で取り除いた。ろ液を真空下で蒸発
させ、溶媒と未反応デヒドロピランを蒸発させ
た。残留物を50mlのテトラヒドロフラン中に取り
撹拌した。懸濁液に100mlのエーテルを加えて生
成物をテトラヒドロフランポリマーから除いた。
エーテル層を分離して50mlのエーテルで更に1回
洗つた。残渣をアスピレーターの真空で乾燥し、
次に液体窒素トラツプを使つた高真空で乾燥して
アンモニウム塩生成物を得た。
実施例
この実施例は5′−O−アセチル−2′−O−(テ
トラヒドロピラン−2−イル)ウリジン3′−(4
−メチルウンベリフエロン−7−イル)ピリジニ
ウムホスフエートの製造を例示する。
実施例で製造した1.00g(2.01ミリモル)の
5′−O−アセチル−2′−O−(テトラヒドロピラ
ン−2−イル)ウリジンピリジニウムホスフエー
ト、0.531g(3.00ミリモル)の4−メチルウン
ベリフエロン及び1.52g(5.02ミリモル)の2,
4,6−トリイソプロピルベンゼンスルホニルク
ロライドの6mlの乾燥ピリジン中のものからなる
混合物を大気水分を除いた下で撹拌した。混合物
は徐々に室温で約30分後に均一の黄色溶液にな
る。約1時間後ピリジンHCl塩が沈殿する。一夜
撹拌後、6mlの水を加えそして撹拌を更に2時間
続けた。混合物を室温で真空下に液体窒素トラツ
プを使つて濃縮し、固体生成混合物を15mlの水に
溶解する。溶液を5回50mlエーテル/抽出で抽出
するが、ここで未反応4−メチルウンベリフエロ
ンが、溶液が325nmで励起されるときに450nm
での螢光の発光が減少することにより示されるよ
うに、ほとんど除かれるまで抽出する。水溶液を
真空下で凍結乾燥させて、5′−O−アセチル−
2′−O−(テトラヒドロピラン−2−イル)−ウリ
ジン−3′−(4−メチルウンベリフエロン−7−
イル)ピリジニウムホスフエートを含んでいる生
成物を与える。
実施例
この実施例は5′−O−アセチルウリジン−3′−
(4−メチルウンベリフエロン−7−イル)ピリ
ジニウムホスフエートの製造を例示する。
使用に先だつて、実施例で製造した5′−O−
アセチル−2′−O−(テトラヒドロピラン−2−
イル)−ウリジン−3′−(4−メチルウンベリフエ
ロン−7−イル)ピリジニウムホスフエートは容
易に塩酸で脱保護される。15mgの2′,5′−ジ保護
−ホスホジエステルを1mlの0.01N HClに加え
て透明溶液を与える。45分後、生成物溶液を6回
1mlのエーテルで抽出し残留4−メチルウンベリ
フエロンを除く。窒素を次に水溶液全体に吹込ん
で最後の痕跡のエーテルまで除く。100mlに0.1N
酢酸ナトリウム緩衝液約PH5.0で希釈することに
よつてワーキング溶液をつくつた。ワーキング緩
衝液中で基質は少なくとも2日間4℃で安定であ
つた。
実施例
この実施例は5′−O−アセチルウリジン−3′−
リン酸のカルシウム塩の製造を例示する。
実施例及びに記載の様につくられた5′−O
−アセチルウリジン−2′,3′−環状ホスフエート
(ウリジンの2′−及び3′−燐酸の混合物4g使用)
を100mlの20%ピリジン水溶液に溶解した。この
溶液に50mgの膵臓リボヌクレアーゼAを加えた。
溶液は暗所で室温で15時間撹拌した。
ダウエツクス
50カラムを通してリボヌクレア
ーゼAを除去後実施例で与えられる条件で
HPLCによつて溶液の一部分を分析した。分析は
1.7分の所に非常に少量の出発環状ホスフエート
を、そして4.5分の所に主要な生成物ピークを示
した。
追加の20mlのリボヌクレアーゼAを残りの生成
物混合物に加え、混合物を室温で更に3時間撹拌
した。生成物溶液は、160mlの20%ピリジン水溶
液で溶出してダウエツクス
−50(1×5cm)の
カラムを通過させた。溶液を約50mlに濃縮し、
1000mlの5gの塩化カルシウムを含有する無水エ
タノール中に注いだ。混合物を室温で2時間撹拌
し、次に放置してカルシウム塩を沈殿させた。沈
殿を3000rpmの遠心分離約5〜10分で集めてエタ
ノールでの洗浄(7×150ml)と遠心分離を繰返
した。
カルシウム塩ケーキを150mlのエーテルで2回
洗つて空気乾燥した。更に真空で乾燥後、4.5分
の所に主要ピークを示すHPLC分析(上の条件
で)によつて確認される通り、5′−O−アセチル
ウリジン3′−燐酸のカルシウム塩を含む生成物
13.1gを得た。
実施例
この実施例は2′−保護試薬として5,6−ジヒ
ドロ−4−メトキシ−2H−ピランを使用する
5′−O−アセチル−2′−O−(4−メトキシテト
ラヒドロピラン−4−イル)ウリジン3′−カルシ
ウムホスフエートの製造を例示する。
実施例で製造の5′−O−アセチルウリジン
3′−カルシウムホスフエート1gを8mlの乾燥
N,N−ジメチルホルムアミド中に溶解した。こ
の溶液に、5.0gの5,6−ジヒドロ−4−メト
キシ−2H−ピランを加えた。溶液をアセトン−
氷浴中で0℃以下に冷やした。撹拌混合物にN,
N−ジメチルホルムアミド中の5M塩化水素1.4ml
を水分を除いた雰囲気下で滴下した。約20分後、
冷却浴を除き、反応混合物を室温で一夜15時間撹
拌した。この混合物を再度アセトン−氷浴中で冷
却し、25mlのトリエチルアミンを撹拌しながら滴
下した。生成混合物を100mlのエーテル中に注ぎ、
ろ過して白色粉末を集めた。粉末を100mlのエー
テル、クロロホルム中の1%トリエチルアミン
100mlで洗つた。
固体をまず風乾し、次に更に真空で乾燥して
5′−O−アセチル−2′−O−(4−メトキシテト
ラヒドロピラン−4−イル)ウリジン3′−カルシ
ウムホスフエートを含有する生成物1.398gを与
えた。
0.01M燐酸緩衝液PH6.3で溶出するワツトマン
パルテイシル(Whatman Partisil
)RXS10/
25SAXカラム上でのHPLC(流速1ml/分)(UV
検出を253nmで)は3.4分の所に生成物を示す一
方、出発物は滞留時間4.7分を有する。
実施例
この実施例は5′−O−アセチル−2′−O−(4
−メトキシテトラヒドロピラン−4−イル)ウリ
ジン−3′−(4−メチルウンベリフエロン−7−
イル)ホスフエートの製造を例示する。
バイオラドAG(Bio−Rad AG
)50W−X8陽
イオン交換樹脂の水素イオン型1.1gをピリジニ
ウム型に交換した。カラムに冷50%ピリジン溶液
中に溶解した実施例でつくられた5′−O−アセ
チル−2′−O−(4−メトキシテトラヒドロピラ
ン−4−イル)ウリジン3′−カルシウムホスフエ
ートを含有する100mgの生成物を加え、カラムを
270mlの50%ピリジン溶液で溶出した。溶出溶液
を氷水中で冷やしたフラスコ中に集めた。溶出溶
液をドライアイストラツプを使う約25℃の浴温度
の回転蒸発器上で15mlに濃縮した。残りの溶液を
更に液体窒素トラツプを使い(0.05mmHg)室温
で真空下に濃縮してガラス状の残渣を得た。残渣
を更に乾燥ピリジンで2回蒸発させて乾燥させ
た。
最後に残渣を1mlの乾燥ピリジン中に溶解し、
混合物に52.75mgの4−メチル−ウンベリフエロ
ンと102.7mgの2,4,6−トリイソプロピルベ
ンゼンスルホニルクロライドを加えた。混合物を
氷水浴中で撹拌しながら15分冷却した。生じる黄
色の溶液を更に室温で2時間撹拌し、一夜撹拌、
即ち15時間約4〜8℃で撹拌した。全生成混合物
を次に3mlのテトラエチルアンモニウムブロマイ
ドの飽和溶液と5分間撹拌し、次に5回クロロホ
ルムで抽出した。クロロホルム層を真空中で濃縮
して635mgの明るい灰色の固体粗生成物を生成し
た。
ホスホジエステルを更に重炭酸アンモニウム緩
衝液で溶出するアニオン交換カラムクロマトグラ
フイーで精製した。適当は分画を実施例に与え
られた方法で脱保護した後リボヌクレアーゼ
(RNase)検定で同定した。そのようにして固定
した分画を集め濃縮して137mlの固体を与え、こ
れを次にメタノール中に溶解して真空中で繰返し
蒸発させ重炭酸アンモニウムを除いた。その結果
5′−O−アセチル−2′−O−(4−メトキシテト
ラヒドロピラン−4−イル)−ウリジン−3′−(4
−メチルウンベリフエロン−7−イル)ホスフエ
ートを含んでいる生成物59mgを得た。
実施例
この実施例は5′−O−アセチル−2′−O−(4
−メトキシテトラヒドロピラン−4−イル)ウリ
ジン−3′−フラボニルホスフエートの製造を例示
する。
実施例で製造された2′−O−(4−メトキシ
テトラヒドロピラン−4−イル)−5′−O−アセ
チル−3′−ウリジンカルシウムホスフエートを含
有する50mgの生成物をバイオラドAG(Bio−Rad
AGR)50W−X8陽イオン交換カラムのピリジニ
ウム型を通過させることによつてピリジニウム塩
に変換した。ピリジン溶液を真空中で濃縮し、更
に乾燥ピリジンで繰返し蒸発させることによつて
乾燥しガラス状の残渣を得た。
ガラス状の残渣を1mlの乾燥ピリジン中に溶解
し、溶液に35.6mgの3−ヒドロキシフラボン及び
51.4mgの2,4,6−トリイソプロピルベンゼン
スルホニルクロライドを窒素雰囲気下で氷水浴中
で撹拌しながら加える。15分後、混合物を室温に
温まらせ、約3日間週末にわたつて撹拌させた。
反応混合物を次に生成物の形成に対して追跡し
た。反応混合物の0.3mlの部分を1mlの飽和テト
ラエチルアンモニウムブロマイドと撹拌し、クロ
ロホルムで4回抽出する。クロロホルムを蒸発さ
せ、生じる黄色の固体を0.01N HClで40分処理
した。溶液を次にPH5で、4×10-3塩化アルミニ
ウムと1%のジメチルスルホキシドを含有する
0.1M酢酸緩衝液で緩衝した。生じる緩衝された
溶液は、リボヌクレアーゼ(RNase)T2酵素の
存在下に、アルミニウムキレート化3−ヒドロキ
シフラボンの螢光発光特性を生じそれによつて望
む生成物が形成したことを示した。
反応混合物の残りはテトラエチルアンモニウム
ブロマイドの飽和溶液2mlと5分撹拌した。混合
物を次に4回クロロホルムで抽出した。クロロホ
ルム層を無水硫酸ナトリウム上で乾燥し、濃縮し
て0.355gの黄色の固体生成物を与えた。生成物
を更にシリカゲルカラム2.5×6.5cm上のクロマト
グラフイーにより、クロロホルム中の10%メタノ
ールで溶出して精製した。各々100ミリリツトル
の分画を集め、分画9,10及び11は酸中で脱保護
されリボヌクレアーゼで検定されたときに陽性の
基質を有することが示された。
分画9,10及び11は一緒にし、濃縮し5′−O−
アセチル−2′−O−(4−メトキシテトラヒドロ
ピラン−4−イル)−ウリジン−3′−フラボニル
ホスフエートを含有する生成物160mgを得た。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to chromogenic and/or fluorescent mononucleotide 3'-phosphodiesters, and more particularly to a novel method for the synthesis of such mononucleotide phosphodiesters. These substances are used, for example, to perform various non-isotopic immunoassays. Farina and Gohlke, filed on the same day as the present application, Methods for conducting isotope-free immunoassays, labeled analytes and kits for use in such assays, filed on the same day as the present application. Gohlke, Hedaya, Kang and Mier, Novel Chromogenic and/or Fluorogenic Substrates for Tracking Catalytic or Enzymatic Activity, filed on the same day as the present application. Kang Methods for making chromogenic and/or fluorogenic substrates for use in tracking catalytic or enzymatic activity are related inventions. For various clinical purposes, such as monitoring dosage schedules, tracking hormone levels, checking recent intake or bioavailability, following pharmacokinetics of absorption, degradation or excretion, etc. It is highly advantageous to measure drug concentrations to nanomolar or even picomolar levels. As is known, radioimmunoassays can accomplish this type of analysis. In order to perform the analysis,
Available kits or systems must contain an antiserum, a standard compound to be measured (e.g., an analyte analyte), a radiolabeled derivative of the compound to be measured, one or more buffers, and often a substituent, etc. No. Antiserum can be obtained, for example, by collecting blood from an animal that has been immunized by inoculation with a hapten-protein complex (immunogen) corresponding to the compound to be measured. As is well known, radioimmunoassay techniques generally measure the competition between radiolabeled and unlabeled analytes for the binding sites of antibodies in antiserum. Adding a known amount of the analyte to be measured and a radiolabeled analog to the antiserum provides a dose response curve for bound or free analyte versus analyte concentration. After immunocorrection is performed, the unknown concentration is compared to a standard dose-response curve for assay. Important for this type of analysis is the presence of a radioactive analyte that effectively competes with the non-radioactive analyte. Therefore, the highest precision, accuracy, sensitivity,
Purified and well-characterized synthetic radioactive analytes are required to achieve specificity and reproducibility. Several deficiencies in radioimmunoassay methods have been identified. First, the radiolabeled analyte bound to the antibody must be physically separated from the free radiolabeled analyte. Furthermore, this method is considered labor-intensive, the necessary equipment is likewise relatively expensive, and uniformity cannot be obtained;
Furthermore, accurate performance of such tests requires the use of highly trained and skilled technicians. Radioisotope-labeled analytes are also relatively unstable and expensive, and present a significant and growing waste disposal problem due to the radiation exposure risks associated with commonly used radioisotope labels. Despite these drawbacks, the use of radioimmunoassays has expanded considerably. The recent substantial increase in the use of radioimmunoassays in clinical laboratories has spurred the development of alternative methods that overcome the deficiencies of radioimmunoassays described above. Methods that have been developed to overcome these deficiencies include:
The use of enzymatic or fluorophore labels instead of primarily radioisotope labels, preferably combined with conditions that allow the binding of labeled analytes and the measurement of chemical differences between the free fractions, allows for physical separation. Eliminating the need. Immunoassays with the latter simplified and advantageous characteristics are referred to as homogeneous immunoassays as opposed to heterogeneous immunoassays that require physical separation. Thus, a uniform immunoassay system was developed,
It is based on the use of enzyme-labeled analytes in which the enzymatic activity of the label decreases when complex formation with the antibody occurs. The unlabeled analyte, the concentration of which is measured, displaces the enzyme-labeled analyte bound to the antibody, thus resulting in an increase in enzyme activity. Standard substitution or dose-response curves are followed spectroscopically using increasing enzyme activity (referred to as the "substrate", which ultimately produces a unique chromophore as a result of enzymatic action). ) is plotted against increasing analyte concentration. These are then used to measure unknown analyte concentrations. The following US patents were disclosed in the field of homogeneous enzyme immunoassays:
3817837; 3852157; 3875011; 3966556;
3905871; 4065354; 4043872; 4040907;
4039385; 4046636; 4067774; 4191613; and
4171244. These patents state that the label for the analyte is essentially an enzyme having a molecular weight of 5000 or more. Furthermore, commercialization of this technique is limited to applications where the liquid concentration of the analyte is greater than 10 -10 M and the molecular size of the analyte is relatively small. As a result of the limitations of the homogeneous enzyme immunoassay described above,
Considerable effort has been directed toward the development of more photosensitive homogeneous immunoassays using fluorescence. This was primarily directed to the assay of larger molecules, such as immunoglobulins or polypeptide hormones such as insulin. The following US patents are disclosed for this type of assay: 3998943;
3996345; 4174384; 4161515; 4208479; 4160016.
The label in most of these patents is an aromatic, fluorescent molecule that is attached to either the analyte or the antibody.
Similarly, all of the patents describe various methods of quenching fluorescence through antibodies or other fluorescence quenchers in which the degree of quenching is related to the amount of analyte present in the sample. Another type of method, described as a reactant-labeled fluorescent immunoassay, uses a fluorescently labeled analyte in which the fluorescent product is designed to be released upon enzymatic hydrolysis. However, antibodies inhibit enzymatic hydrolysis of the analyte portion of the molecule. the result,
Due to the law of mass action, fluorescence is enhanced in the presence of increased analyte due to enzymatic hydrolysis of the displaced fluorescently labeled analyte. An example of a labeled analyte is β-galactosyl-umbelliferon-sisomicin. The enzyme β-galactosidase cleaves the sugar from the umbelliferon moiety, which allows umbelliferon to emit fluorescence. Literature describing this method includes: JF Burd, R. C. RCWong, J. E. Feeney (J.
E.Feeney), R.J., Kariko (RJ
Carrico) and R.C. Boguolaski, Clin.Chem. 23 1402
(1977); Burd, Carrico, M. C. Fetter (MCFetter)Other
Anal.Biochem. 77 , 56 (1977) and F. F.Kohen, Zett. Holland (Z.Holland)
and Jour.of Boguolaski.
Steroid Biochem. 11 161 (1979), etc. The previously mentioned co-pending Farina et al. applications provide methods for performing non-radioactive immunoassays that circumvent the deficiencies of this common type of prior analysis. Specifically, this method is
It utilizes a labeled analyte-polypeptide complex that exhibits ribonuclease-type activity that catalytically converts a substrate into a chromogenic or fluorescent reporter molecule. Many organic compounds have been used to detect the catalytic activity of ribonucleases. Such organic compounds or substrates include ribonucleic acids themselves, as they are commonly referred to, as cyclic phosphodiester and monoribonucleotide compounds that exhibit the same or similar structural constraints exhibited by natural substrates. . Thus, for example, one method of tracking the catalytic activity of ribonucleases is to use ribonucleic acid solutions. The method tracks the decrease in absorbance at 300 nm of a ribonucleic acid solution as a function of time.
M. M.Kunitz J.Biol.Chem., 164
563 (1946). Although this method is relatively simple to perform, it has several drawbacks; in particular, the rate of absorbance decrease is not linear, correction of each substrate solution is required, and direct detection of absorbance decrease at 300 nm is not possible. It is not practical for clinical samples. Other methods used to detect ribonuclease activity are endpoint variations of the methods described above. The endpoint variation technique incubates yeast ribonucleic acid with an enzyme sample for a period of time. Residual RNA is precipitated with perchloric acid or uranyl acetate/trifluoroacetic acid, and after centrifugation, the absorbance of the supernatant is measured. S. B. An Huinsen (SB
Anfinsen), RR Redfield, Dub. L.
WLChoate, A.Page and Dubrill.
R. Karol (WRCarrol), Jour.Biol.
Chem., 207 , 201 (1954). However, since this method mainly involves a precipitation step, the
Too cumbersome compared to the homogeneous immunoassay described in Farina et al. This is a further modification of the above method. C. Cam (RCKamm), A. G. AG Smith and H. Lions (H.
Lyons), Analyt.Biochem. 37 333 (1970). The method described herein is based on the formation of a fluorescent reaction product resulting from the reaction of the dye ethidium bromide with intact yeast ribonucleic acid (but not with the hydrolyzate). In this method, the tracked fluorescent signal decreases over time. However, tracking a fluorescent signal that decreases over time is disadvantageous since the method lacks sensitivity unless the difference in enzyme concentration is too large. Yet another drawback is that the rate of decrease in absorption is not linear and requires correction for each substrate solution. Another known substrate for tracking ribonuclease activity is the mononucleotide substrate cytidine 2′,
There are 3'-phosphate diesters. E. M. EMCrook, A. P. APMathias and B. R. BRRabin, Biochem.J., 74 234 (1960). In this method, the increase in absorbance at 286 nm, which corresponds to hydrolysis of the cyclic phosphate ring, is followed over a period of 2 hours to determine the ribonuclease activity of the sample. However, this method cannot be used in homogeneous immunoassays of the type described in applications by Farina et al.
This is because interference with the specimen sample occurs at 286 nm. Furthermore, the difference between the absorbance spectra of the substrate and product is small, and the ratio of extinction coefficients is only 286 nm.
It's only 1.495. Furthermore, 3'-uridylic acid, 3'-inosinic acid and 3'-
Certain mononucleotide-3'-phosphodiesters, including 1-naphthyl esters such as adenylic acid, have been used as substrates for ribonucleases. These naphthyl esters have been used to distinguish between the substrate specificities of ribonucleases of various origins. It is being H. Sierrakowska (H.
Sierakowska), M. M. Zan-Kowalczewska and D. D. Shugar, Biochem.Biophys.Res.
Comm., 19 138 (1965); M. M. Zan-Kowalczewska, A. A. Sierakowska and D. D. Shugar Acta.Biochem.Polon. 13 ,
237 (1966); H. Sierrakowska (H.
Sierakowska) and Day. Shugar (D.
Shugar), Acta.Biochem.Polon 18 , 143 (1971);
H. H. Sierakowska, H. H.Szemplinska D. D. Shugar, Biochem.
Biophys.Res.Comm. 11 , 70 (1963). As a result of hydrolysis caused by ribonucleases,
The use of such substances liberates 1-naphthol,
It forms azo compounds with strong visible absorption when reacted with diazonium salts. This method requires that the assay kit contain individually packaged dye formers (ie, diazonium salts). Also, this substrate cannot be used in fluorescence analysis methods. Various synthetic methods have been developed for the production of mononucleotide-3'-phosphodiesters. One method for the preparation of uridine-3'-(1-naphthyl) phosphate is described by R. R.Kole and H. Sierrakowska (H.
Sierakowska), Acta Biochem. Polon, 18 187
(1971). In the method presented therein, uridine is acetylated at the 3'-hydroxyl group: Next, 2′- and 5′- of 3′-O-acetyluridine
Protection of the hydroxyl group with dihydropyran followed by hydrolysis of the 3′-O-acetyl to form 2′-5′-bis-O-(tetrahydropyranyl)uridine: 2',5'-bis-O-(tetrahydropyranyl)
Condensation of uridine with naphthyl phosphate dicyclohexyl carbodiimide or naphthyl phosphoryl dichloride results in 1-naphthyl phosphorylation of the 3'-hydroxyl group, resulting in a protected form of the substrate.
2′,5′-di-O-(tetrahydropyranyl)uridine-3′-(1-naphthyl)phosphate is formed: The tetrahydropyranyl protecting group is acid labile and is removed without competitive phosphate hydrolysis to form the substrate uridine-3'-(1-naphthyl) phosphate: A modification of the formula described in the paper by Sierakowska and Shugar cited above was published by Rubsamen, Khandlar and Witzel in Hoppe-Seyler. ) of Z.Physiol.Chem. 355 , 687
(1974). There, 2',5'-bis-O-(tetrahydropyranyl)-3'-uridine phosphate was combined with dihydropyran and uridine-3'-
Produced by reaction with phosphates. 2′,
5'-bis-O-(tetrahydropyranyl)-3'-uridine phosphate can be dephosphorylated, e.g. by phosphatase or lead hydroxide ().
2',5'-di-O-(tetrahydropyranyl)uridine is formed. The 3'-hydroxyl group of this compound is then phosphorylated to give the desired mononucleotide-3'-phosphodiester, such as uridine-3'-( 1-naphthyl) phosphate is formed. However, Sierakowska
The synthetic methods described by Rubsamen et al. have several serious deficiencies. For example, in each synthetic method, key intermediates
The preparation of 2',5'-bis-O-(tetrahydropyranyl)uridine involves undesirably lengthy chromatography. Furthermore, the resulting product is a mixture of diastereomeric pairs with low yields, which complicates subsequent synthesis. Finally, total synthesis is labor intensive. A synthetic method very similar to that of Sierakowska et al. and Rubsamen et al. is disclosed in Polish Patent No. 81969. In one of the synthetic methods described therein, 2',5'-di-O-(tetrahydropyrano-3'-(1-naphthyl)phosphate is synthesized in dicyclohexylcarbodiimide and pyridine.
Formed by the reaction of a salt of 1-naphthylphosphoric acid (e.g. a salt of this acid such as pyridine, aniline, lutidine or tri-n-butylamine) with 2',5'-di-O-(tetrahydropyranyl)uridine be done.
In another synthetic method described in that paper, uridine 2'-O-tetrahydropyranyl-5'-O-
Methyl-3'-(1-naphthyl) phosphate is obtained by reaction of 1-naphthyl phosphate with 5'-O-methyl-2'-O-(tetrahydropyranyl)uridine in pyridine. These synthetic methods similarly have the deficiencies of the Sierakowska et al. and Rubsamen et al. methods. In addition, methods for the synthesis of oligoribonucleotides are known that involve the synthesis of 2',5'-diprotected nucleotides as intermediates. Thus, J. Smilt (J.Smrt) and F. Solm (F.
Sorm), Collection Czechosloz.chem.Commun.
27 73 (1962), uridylic acid is 5'-O-
Acetyluridine 2′,3′-cyclic phosphate is converted to 5′-O-acetyluridine 3′-phosphate after enzymatic cleavage of the cyclic phosphate by pancreatic ribonuclease, and then by reaction with dihydropyran. It is converted to 2'-O-tetrahydropyranyl-5'-O-acetyluridine 3'-phosphate. In this method, the 5′-
Acetylation at hydroxyl groups has been used as a synthetic convenience to produce intermediates in the synthesis of oligoribonucleotides. 5′−
Deprotection of the acetyl occurs upon final formation of the desired oligoribonucletide. However, this chromogenic and/or fluorescent mononucleotide
No suitable method for the synthesis of 3'-phosphodiesters is given. Moreover, to the best of our knowledge, the method of Smrt et al. has so far not been used for the production of chromogenic and/or fluorescent mononucleotide 3'-phosphodiesters, despite the deficiencies of previous methods. do not have. Thus, although a considerable number of methods have been developed and used to synthesize various substrates suitable for use in tracking enzyme or catalytic activity, the variety of currently known synthetic methods is limited. There remains a need for further developments that can overcome these shortcomings. To the best of our knowledge, none of the synthetic methods reported so far are currently used commercially for the production of mononucleotide-3'-phosphodiesters. It is therefore an object of the present invention to provide a new method for synthesizing mononucleotide-3'-phosphodiesters having chromogenic and/or fluorescent functional groups in the 3' phosphate moiety of the furanoside ring. A related object is to provide a method for synthesizing such mononucleotides in a manner that eliminates the formation of undesired diastereomeric pairs. Another object of the present invention is to provide a new method for the synthesis of chromogenic and/or fluorescent mononucleotide 3'-phosphodiesters which is less labor intensive than previously known synthetic methods. Yet another object of the present invention is to provide a new method for the synthesis of chromogenic and/or fluorogenic mononucleotide-3'-phosphodiesters that improves the overall yield of the desired substrate. Yet another object is to provide a new method for the synthesis of chromogenic and/or fluorescent mononucleotide-3'-phosphodiesters that can be carried out in various amounts sufficient for commercial use. These and other objects and advantages of the invention will become apparent from the detailed description below. Since many modifications and alternative forms of the invention are possible, preferred embodiments will now be described in detail. However, it should be understood that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed. On the contrary, the intention is to cover all modifications and alternative forms falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. For example, although the present invention has been described primarily in connection with the preparation of uridine-3'-phosphodiester, it should be recognized that bases other than uracil may be used as described herein. Generally, the present invention provides color development and/or
or a mononucleotide having a fluorescent functional group.
A 3'-phosphodiester substrate can be easily synthesized from a 2',5'-diprotected mononucleotide by reaction with a compound having a desired chromogenic and/or fluorescent moiety; It is based on the discovery that protective colored and/or fluorescent matrices are formed. Generally, 2',3'-cyclic phosphates are first protected at the 5'-hydroxyl to form an intermediate, which is then 2'-
undergoes enzymatic cleavage of the ester bond, thereby creating the 5′-
Generates a protected-3'-mononucleotide. The 5'-protected-3'-mononucleotide is then reacted with a suitable protecting group to form a 2',5'-diprotected-3'-mononucleotide, which is further labeled with the desired color and/or fluorophore. to form a protected substrate. Another procedure is to dephosphorylate a 2',5'-diprotected-3'-mononucleotide to form a 2',5'-diprotected mononucleoside, which is then combined with the desired chromophore and/or fluorophore. can be reacted with phosphorylated derivatives of Chromogenic and/or fluorescent mononucleotides
The 3'-phosphodiester substrates can be used to monitor the catalytic activity of various enzymes, such as ribonuclease A, T2, etc., and/or pairs of polypeptides with catalytic activity of such enzymes. The chromogenic and/or fluorescent mononucleotide substrates formed by the methods of the present invention are particularly useful in the immunoassays disclosed by the aforementioned co-pending application Farina et al. . According to the method of the invention, suitable starting materials include 2'- and 3'-mononucleotides having the following structural formula:
Consists of a mixture of phosphate isomers. [In the formula, B is a nucleotide base] In this structure, there are certain steric constraints,
It must be filled in order to ultimately provide a suitable substrate for monitoring the catalytic activity of hydrolysis induced by eg ribonuclease A or related polypeptide pairs. Thus, base B
and the trans and cis orientations of substituents at the 1'-, 2'-, and 3'-positions, respectively, appear to have fixed structural constraints to provide suitable substrates.
However, the substituent at the 4′-position, i.e., CH 2 OH, can be added to the 2′-position without affecting the desired properties of the substrate.
It clearly has a configuration in which the CH 2 OH group is cis for both the and 3′-functional groups. A.Hoyl and F.Sorn,
Biochemica.Biophysica.Acta. 161 26 (1968).
Therefore, even though the process of the invention is described for the production of substrates in which the 4'- CH2OH substituent is trans to the 2'-,3'-substituent, the process
It should be understood that it is equally applicable to the preparation of substrates in which the 4'-CH 2 OH substituent is cis to the 2'-,3'-substituent. From a functionality point of view, as well as, of course, the effect on the stability of the product, the selection of the base should take into account the following factors: (1) Any adjustment (increase or decrease),
(2) difficulty of synthesis; (3) effects on endogenous enzyme activity; and (4) solubility in aqueous or other relevant media should not be adversely affected to any significant degree. Other factors to consider include possible effects on hydrolysis and hydrolysis caused by non-specific media. A wide variety of pyrimidine analogs are useful bases, including uracil, dihydrouracil, cytosine, dihydrocytosine, and lauryl halides. In addition, based on data inferred from the results of ribonuclease-induced hydrolysis of both natural substrates, RNA, and synthetic substrates, such as nucleotide homopolymers [FM
Richards and WWWykoff, The Enzyme (P.
Edited by D. Boyer), Academic Press, 3rd edition, 4th edition.
Volume 647-806, London and New York (1978)]
The following pyrimidine analogues are suitable bases: [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] [Formula] As a base, for example adenosine Although the use of purine analogs such as and guanosine do not provide active substrates for tracking the catalytic activity of ribonuclease A, these bases
It should prove useful in cases involving T2 activity. Additionally, any other pyrimidine, purine or such analog may be used consistent with the functional considerations set forth herein. In carrying out the first step of the method, 2'-
and 3' phosphate mononucleotide isomers are reacted with a condensing reagent to form a mononucleotide-2',3'-cyclic phosphate. Suitable condensation reagents are N,
N′-dicyclohexylcarbodiimide (DCC)
It is. Other condensing reagents found to be useful include 1,1'-carbonyldiimidazole, 1-hydroxybenzotriazole monohydrate (HBT), 1-cyclohexyl-3-(2-morpholino-ethyl)-carbodiimidemeth -p-Toluenesulfonate (morpho-CDI), 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC), N-ethoxycarbonyl-
Included are 2-ethoxy-1,2-dihydroquinoline and ethyl 1,2-dihydro-2-ethoxy-1-quinoline carboxylate (EEDQ).
The use of adjuvants such as tertiary-butyl alcohol is also helpful. Alternatively, N-hydroxysuccinimide, N-hydroxypiperidine, and N-hydroxyphthanolimide may also be used in place of tertiary butyl alcohol. Method parameters useful for carrying out the condensation step can vary widely. A molar ratio range of approximately 1:2 has been found to be suitable regarding the relative proportions of mononucleotide and condensing reagent. Molar ratios of about 1:1 to about 1:5 or perhaps even higher could be used as well. N, given in ammonia solution
A basic medium in a polar solvent such as N-dimethylformamide should be used. Other polar solvents such as pyridine, tetrahydrofuran, and dioxane and reagents other than ammonia to provide the resulting basic medium could be used. The particular proportions of these components are not believed to be particularly critical, and examples of suitable proportions are set forth in the Examples as described below. The reaction is about 110℃
It can be carried out for about 3 hours at a temperature of . A temperature range of about 30°C to about 130°C and a reaction time of about 1 to about 5 hours can be used. The second step is formed by the reaction of uridine 2',3'-cyclic phosphate with a suitable blocking reagent.
Involves the formation of a 5'-O-blocked uridine-2',3'-cyclic phosphate. The reaction is depicted below. The protecting groups and the manner in which protection is carried out should be chosen to achieve the following objectives: (1) Introduction of a protecting group should be easy and should not adversely affect the integrity of other important functional groups.
For example, avoid ring opening. (2) Once introduced, the protecting group should be able to be retained in subsequent synthetic steps until deprotection is desired, if so desired, and furthermore, in such later steps. Should not interfere to a significant extent. and (3) if retained, the protecting group should not adversely affect the performance of the resulting material in its intended use. For example, if the protecting group is too large it may reduce the reactivity of the protected mononucleotide during the phosphodiester synthesis step described below. Furthermore, if retained in the end-product, it may interfere with the action of the enzyme or catalyst on the substrate. Functional groups that could modulate (i.e. either increase or decrease) the enzyme or catalytic activity in any way or that could interact with the phosphodiester and destabilize it, e.g. by hydrolysis, should be avoided. It is. Other considerations include (1) that the solubility in the aqueous or other medium in question should not be adversely affected to any significant degree, and (2) that if the protecting group is retained, the endogenous Includes effects on enzyme activity. In general, the protecting group R can be any acid- or base-labile moiety. Suitable protecting groups thus include alkyl, alkenyl, cycloalkyl, aryl, aralkyl, acyl, oxaalkyl, thioalkyl, oxacycloalkyl, and thiocycloalkyl. More specifically, methyl, ethyl, allyl, cyclohexyl, phenyl, benzyl, nitrobenzyl, acetyl, 1-methoxyethyl,
1-ethoxyethyl, 1-ethoxythioethyl,
Tetrahydropyranyl, tetrahydrothiofuranyl, tetrahydrothiopyranyl, and 4-methoxytetrahydropyran-4-yl are probably suitable for use. When R is acetyl, the furanoside ring shown is
Protection of the 5'-hydroxyl substituent is particularly advantageous since it eliminates the formation of undesired diastereomeric pairs. Furthermore, the acetyl group is small enough that it does not reduce the reactivity of the protected mononucleotide during the phosphodiester synthesis step. A further advantage of the acetyl group as an additional 5'-protecting group is that the overall yield of suitable substrate is significantly improved. Further performance considerations indicate that the presence of a 5'-acetyl group in the final product is useful for various enzymes such as ribonuclease A or T2 or for catalytic polypeptides as described in the co-pending Farina et al. S-peptide/
There is no appreciable effect on the activity of the substrate towards the S-protein polypeptide pair. Also, its presence does not adversely affect the stability of the resulting substrate. For these two reasons, removing the acetyl group is unnecessary. Indeed, the presence of an acetyl group in the resulting substrate as a 5'-protecting group is sufficient to minimize and Can be removed. Protection of the 5'-hydroxyl of the 2',3'-cyclic phosphate can be suitably carried out in a neutral polar solvent as described above. When an acetyl group is used for protection, the reaction may be carried out using the following parameters. (1) a concentration of the product in unprotected pyridine of about 0.2 M to about 0.5 M; (2) a substoichiometric excess of about 60 to about 80 equivalents of acetic anhydride in the unprotected product; 3) Temperature of approximately 15℃ to approximately 30℃, (4) Approximately 5
reaction time of approximately 15 hours. These parameters may vary widely and the following may be useful as well. (1)
(2) a concentration of about 0.1 to about 1.0M; (2) about 10 to about 100M;
the use of an equivalent excess of acetic anhydride or other acylating reagents such as acetyl chloride or other acetyl halides; (3) a temperature of about 10°C to 50°C; and (4) a temperature of about 2 to about
20 hours reaction time. alkyl, cycloalkyl,
Other protecting groups such as and aralkyl can be introduced by known substitution reactions. Introduction of oxaalkyls, oxacycloalkyls, thioalkyls and thiocycloalkyls can be carried out by acid-catalyzed addition to the corresponding orphin ethers,
and this will be more fully described in the following discussion of 2'-protecting groups. The third step in the synthesis is the formation of a specific 3'-
Includes specific phosphate ring opening to provide the phosphate moiety. The reaction requires a specific and efficient catalyst so that essentially only 3'-uridine phosphate is formed. A suitable catalyst for this purpose is pancreatic ribonuclease. Other synthetic or natural catalysts having the requirements defined herein can be used as well. The reaction formula is drawn as below. The reaction can be carried out in an aqueous polar solvent (eg pyridine), eg containing about 20% pyridine, using a sufficient amount of catalyst to provide convenient reaction times. By way of example, a catalyst concentration of about 1% by weight based on the weight of cyclic phosphate is satisfactory. The resulting decyclization product must then be isolated by removal of the catalyst and concentration of the liquid product. This can be done, for example, by removing the catalyst using an ion exchange column and then concentrating the reaction solution. If pyridine is used, the resulting product is a pyridinium salt. If desired, the concentrated pyridinium salt can be converted to ammonium, tert-butylammonium, calcium, sodium, lithium, etc. salts. This may be accomplished by precipitation from a suitable aqueous solution (eg aqueous tetrahydrofuran). The use of ammonium salts offers a particular advantage in that no further modification is required. Calcium salts, on the other hand, give products that are more crystalline, easily isolated and easier to handle. The fourth step of this procedure involves protection of the 2'-hydroxyl group. In the formula, R' is a 2'-O-protecting group. A suitable 2'-protecting group should meet the following criteria: (1) can be easily introduced without affecting other key functional groups; (2) is compatible with subsequent phosphodiester formation steps; in particular, avoids unwanted side reactions during such steps; that should be minimized or eliminated;
(3) be sufficiently stable to be stored for long periods of time without any adverse effects; and (4) be easily removed without disturbing the phosphodiester bonds. These criteria, and especially the last one, can be most easily met by the use of protecting groups that can be introduced and removed by acid-catalyzed reactions. Thus, suitable protecting groups include oxaalkyl, thioalkyl, oxacycloalkyl, silyl derivatives and thiocycloalkyl. More specifically, tetrahydropyranyl, 4
-methoxytetrahydropyran-4-yl, and tert-butyldimethylsilyl can be used. The protection reaction can be accomplished in a polar neutral solvent such as N,N-dimethylformamide or dioxane.
Diglyme (diethylene glycol dimethyl ether), tetrahydrofuran or acetone can be used. As a specific example, when the protecting group is tetrahydropyranyl, the protection is dihydropyran or 4-methoxy-5,6-dihydro-
2-H-pyran is combined with a catalytic amount of an acid catalyst, such as dry hydrogen chloride in dioxane, in an amount generally in sufficient excess of the stoichiometric amount to ensure that the reaction is completed in a convenient time. It is done by doing things together. The reaction is generally complete in about 2 to about 15 hours. The temperature can vary from about -20°C to about 25°C. Other useful acid catalysts include p-toluenesulfonic acid and trifluoroacetic acid. Similarly, reaction times can vary from as short as 1 hour to as long as 20 hours, and temperatures can vary from about -30°C to about 50°C.
This general reaction scheme is equally applicable to the introduction of other protecting groups described herein by acid-catalyzed reactions. Alternatively, protecting groups can be introduced into known substitution reactions and removed by photochemical means. An example of a protecting group of this type is o-nitrobenzyl. In the embodiment of the present invention, the fifth step is to prepare the intermediate
Esterification reaction at the chromophore or fluorophore moiety R'' of the 2',5'-O-diprotected mononucleotide to form a chromogenic and/or fluorescent mononucleotide-3'-phosphodiester substrate .The reaction is depicted as follows. As a functional group, R'' can be defined as any moiety that provides a substrate with fluorescent and/or chromogenic properties. The R'' group can be aryl, aralkyl, heteroaryl or heterocyclic. In preferred embodiments R'' is umbelliferonyl, 4-methylumbelliferonyl or 3-flavonyl.
Other suitable R'' groups include aryls such as, for example, 1-naphthyl. Further suitable R groups include aryl groups having electron withdrawing and conjugated substituents that increase the acidity of ortho and parabenzoic acid. Such groups include ortho-, meta-, and para-nitrophenyl, 2,4-dinitrophenyl, cyanophenyl, acylphenyl, carboxyphenyl, phenylsulfonate, phenylsulfonyl, and phenylsulfoxide. Generally Mixtures of mono- and bi-substituted derivatives are suitable as well. It is typical and preferred to use the alcoholic form of the chromogenic and/or fluorophore moieties to produce the protected substrate product. Selected Esters The reagent should not result in deprotection of the 2'-blocking group and should be easily removed from the phosphodiester formed. Furthermore, and importantly, the reagent selected should be able to produce high yields under mild reaction conditions. Appropriately, the reagent should be given a rate of 2,
4,6-triisopropylbenzenesulfonyl chloride, N,N'-dicyclohexylcarbodiimide, and mesitylenesulfonyl chloride,
Contains toluenesulfonyl chloride, mesitylenesulfonylimidazolide, p-toluenesulfonylimidazolide, picryl chloride, 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride, N-hydroxysuccinimide, N-hydroxy Other carbodiimide analogs with or without additives such as phthalimide and the like are also suitable. For 2',5'-diprotected uridine-3'-monophosphates, it has been found necessary to use either pyridinium or ammonium salts under the reaction conditions used. It has therefore been found that if calcium or metal ion salts have been utilized in previous synthesis steps, it is necessary to convert them to the desired salts by ion exchange. An excess of chromogenic and/or fluorescent alcohol with respect to the esterification reaction conditions is used to maximize yield, but no excess is required. It has been found satisfactory to use a molar ratio of about 2:1 to maximize yield.
The reaction is carried out in a neutral polar solvent such as N,N-dimethylformamide, dioxane, or tetrahydrofuran in the presence of a base such as pyridine. It has been found suitable to use dry pyridine as a solvent at a temperature in the range of about -20°C to about 25°C. Additionally, reaction times can range from about 5 to 18 hours. These reaction conditions can be varied if desired. Therefore, the temperature is approximately -20℃
to 50° C. and times from 2 to 72 hours. An important aspect of the present synthetic method is that it provides a suitable substrate for use in, e.g., immunoassays, without requiring purification, e.g., by chromatography, before use. be. In another embodiment of the invention, the fifth step of the procedure is first performed using methods known in the art, such as by the use of phosphatases or Pb() hydroxide, to effect the cleavage of the 3'-phosphate. The method is utilized to dephosphorylate a 2',5'-diprotected mononucleotide resulting in the formation of a 2',5'-diprotected mononucleoside. generated in this way
The 2',5'-diprotected mononucleoside is then reacted with a phosphorylated derivative of the desired chromophore and/or fluorophore moiety to form the 2',5'-diprotected mononucleotide-3'-
Forms a phosphodiester substrate. The chromophore and/or fluorophore moiety R'' suitable for use in this embodiment of the invention is the same as the R'' moiety described above. The choice of specific embodiments for use in phosphodiester formation will depend on the particular chromophore and/or fluorophore moiety used. For example, in the case of naphthyl chromophores, it is highly desirable to utilize the alternative embodiments described above. 2′, 5′− manufactured by either of the two options
Diprotected substrates are stable compounds that can be stored for long periods of time. However, deprotection of the 2'-blocking group is necessary to provide the appropriate enzyme, substrate. The deprotection reaction is expressed as follows. Acid-catalyzed deprotection is performed briefly under mild conditions with dilute acids in a protic solvent such as water. Commonly used acid catalysts include hydrochloric acid, trifluoroacetic acid,
Includes p-toluenesulfonic acid and acetic acid.
Preferred reagents are about 0.01 to about 1, more usually
Dilute hydrochloric acid with a molar concentration of 0.01 to 0.1 and preferably 0.01 to 0.05. Acid forms of ion exchange resins can also be used. When the protecting group is silyl, deprotection is carried out with a nucleophilic reagent such as, for example, tetrabutylammonium fluoride. Regarding deprotection conditions, ambient temperature is suitable.
The deprotection time can vary over a relatively wide period of time and depends on the concentration of the deprotection reagent and the temperature at which the deprotection reaction is carried out. Generally, the higher the temperature and concentration, the shorter the reaction time. Therefore, the reaction takes about 5 minutes to about 24 hours,
More usually it may be carried out for about 10 minutes to about 120 minutes, and preferably about 20 minutes to about 60 minutes. Too harsh reaction conditions should be avoided as they can lead to unfavorable hydrolysis of the deprotected substrate. The following examples are merely illustrative of the invention and are not intended as limitations on the scope. EXAMPLE The present invention illustrates the preparation of uridine 2',3'-cyclic phosphate. 74 ml 3N of uridine 2'- and 3'-phosphate
- A 10 g, 0.031 mol solution of the mixture in ammonia was mixed successively with 60 ml of N,N-dimethylformamide (DMF) and a solution of 15 g, 0.075 mol dicyclohexylcarbodiimide in 60 ml of tertiary butyl alcohol. The resulting reaction mixture was refluxed at 120° C. in an oil bath for 3 hours. High pressure liquid chromatography analysis (HPLC) was performed on a portion of the reaction mixture to determine whether starting material was converted to product. A portion of the reaction product mixture was concentrated under vacuum (35° C. bath), the residue was dissolved in water and the solution was filtered through a 5 μm Millipore filter. The sample was then passed through Whatman Partisil 10/
25 with a buffer consisting of 20% phosphate, 0.05M of approximately pH 6.25, and 80% water.
Elution was performed at a flow rate of ml/min. HPLC analysis showed quantitative conversion of starting uridine to product. The entire product mixture was then allowed to cool to room temperature, the dicyclohexyl urea precipitate was separated by filtration, and 20 ml of
I washed it with DMF. The filtrate was then evaporated in vacuo at 12-15 torr with a bath temperature of 35°C and the residue was shaken with 100ml of water and filtered to remove dicyclohexylurea.
Wash the solid with an additional 20 ml of water and dilute the combined solution with 2
Extraction was carried out with 150 ml of ether twice and evaporation to dryness was carried out in vacuo at a bath temperature of 35°C. The residue was coevaporated with two 100 ml portions of pyridine using a liquid nitrogen trap at 0.01 torr to give the glass-like product uridine 2',3'-cyclic phosphate. Example This example shows 5'-O-acetyluridine 2',
The production of 3'-cyclic phosphate is illustrated. The uridine 2',3'-cyclic phosphate prepared in the examples is dissolved in 100 ml of anhydrous pyridine and 200 ml of acetic anhydride. Keep this solution in the dark at room temperature overnight. At this point a portion of the reaction product is analyzed by HPLC under the conditions given in the example. HPLC showed a major peak at 1.7 minutes, representing the product 5'-O-acetyluridine 2',3'-cyclic phosphate. The entire product mixture was evaporated to dryness using a liquid nitrogen trap at 0.1-1 torr with a bath temperature of about 35°C. The residue was co-distilled twice with 50 ml portions of pyridine to remove residual acetic anhydride and then dissolved in 100 ml of 50% aqueous pyridine. After stirring for 1 hour at room temperature, the solution was evaporated to dryness at room temperature and 0.05 mm Hg to yield the product 5'-O-acetyluridine 2',3'-cyclic phosphate. EXAMPLE This example illustrates the preparation of the pyridinium salt of 5'-O-acetyluridine 3'-phosphate. 5'-O-acetyl uridine produced in Examples
Glass-like products of 2′,3′-cyclic phosphates
Dissolved in 200ml of 20% pyridine aqueous solution. To this solution was added 50 mg of pancreatic ribonuclease in 5 ml of water. The mixture was kept at room temperature overnight (about 5 hours with stirring in the dark. At this point a portion of the reaction mixture was analyzed by HPLC under the conditions given in the example. HPLC showed a major peak at 4.5 minutes; This represents the product 5'-O-acetyluridine-3'-phosphate.The product mixture is then
Pass through a 2.2 x 4 cm ion exchange resin column, Dowex R 50W-X8, and remove the contents before use.
100-200 mesh of hydrogen ion type resin was converted to pyridinium type. Resin 300ml 20
% pyridine aqueous solution. Eluate is 0.1-1
Concentrate to an oily residue at approximately 35° C. with torr. The oily residue was dissolved in 5 ml of water and 200 ml of tetrahydrofuran (THF). 27% while stirring into the solution
Further NH 4 OH was added dropwise until no more precipitate formed. Approximately 3 ml of NH 4 OH was added. The mixture was kept in the cold overnight, filtered and the residue co-evaporated twice with a little dimethylformamide. The resulting residue is
It contained the pyridinium salt of 5'-O-acetyluridine-3'-phosphate. EXAMPLE This example illustrates the preparation of 5'-O-acetyl-2'-O-(tetrahydropyran-2-yl)uridine 3'-pyridinium phosphate. 12 g, 0.026 mol of 5'- produced in the example
Finely ground pyridinium salt of O-acetyluridine-3'-phosphate, 160 ml anhydrous N,N
A stirred suspension of -dimethylformamide and 70 ml of dihydropyran was cooled to -20 DEG C. and treated dropwise with 14.2 ml of 5M hydrogen chloride in dioxane over 15 minutes free of atmospheric moisture. The cooling bath was then removed and stirring continued until a clear solution was obtained, ie for 2 hours. After storage overnight at room temperature, the mixture was cooled to -20°C, treated with 12 ml triethylamine and 3 ml ammonium hydroxide, and the resulting suspension was poured into 500 ml THF and 500 ml ether. The precipitate was collected and removed on a medium porosity sintered glass funnel. The filtrate was evaporated under vacuum to evaporate the solvent and unreacted dehydropyran. The residue was taken up in 50 ml of tetrahydrofuran and stirred. The product was removed from the tetrahydrofuran polymer by adding 100 ml of ether to the suspension.
The ether layer was separated and washed once more with 50 ml of ether. Dry the residue in an aspirator vacuum;
The ammonium salt product was then dried under high vacuum using a liquid nitrogen trap. Example This example shows 5'-O-acetyl-2'-O-(tetrahydropyran-2-yl)uridine 3'-(4
-Methylumbelliferon-7-yl)pyridinium phosphate is illustrated. 1.00 g (2.01 mmol) produced in the example
5'-O-acetyl-2'-O-(tetrahydropyran-2-yl)uridinepyridinium phosphate, 0.531 g (3.00 mmol) of 4-methylumbelliferone and 1.52 g (5.02 mmol) of 2,
A mixture of 4,6-triisopropylbenzenesulfonyl chloride in 6 ml of dry pyridine was stirred free of atmospheric moisture. The mixture gradually becomes a homogeneous yellow solution after about 30 minutes at room temperature. After about 1 hour the pyridine HCl salt precipitates. After stirring overnight, 6 ml of water was added and stirring continued for a further 2 hours. The mixture is concentrated at room temperature under vacuum using a liquid nitrogen trap and the solid product mixture is dissolved in 15 ml of water. The solution is extracted 5 times with 50 ml ether/extraction, where the unreacted 4-methylumbelliferone is excited at 450 nm when the solution is excited at 325 nm.
Extract until most of the fluorescence is removed, as indicated by a decrease in the fluorescence emission at . The aqueous solution was lyophilized under vacuum to produce 5′-O-acetyl-
2'-O-(tetrahydropyran-2-yl)-uridine-3'-(4-methylumbelliferone-7-
yl) to give a product containing pyridinium phosphate. Example This example shows 5'-O-acetyluridine-3'-
The production of (4-methylumbelliferon-7-yl)pyridinium phosphate is illustrated. Prior to use, the 5'-O-
Acetyl-2'-O-(tetrahydropyran-2-
yl)-uridine-3'-(4-methylumbelliferon-7-yl)pyridinium phosphate is easily deprotected with hydrochloric acid. Add 15 mg of 2',5'-diprotected-phosphodiester to 1 ml of 0.01N HCl to give a clear solution. After 45 minutes, the product solution was extracted six times with 1 ml of ether to remove residual 4-methylumbelliferone. Nitrogen is then bubbled through the aqueous solution to remove the last traces of ether. 0.1N in 100ml
A working solution was made by diluting with sodium acetate buffer at approximately pH 5.0. The substrate was stable at 4°C for at least 2 days in working buffer. Example This example shows 5'-O-acetyluridine-3'-
The production of calcium salts of phosphoric acid is illustrated. 5′-O prepared as described in Examples and
-Acetyl uridine-2',3'-cyclic phosphate (using 4 g of a mixture of 2'- and 3'-phosphoric acids of uridine)
was dissolved in 100 ml of 20% pyridine aqueous solution. 50 mg of pancreatic ribonuclease A was added to this solution.
The solution was stirred at room temperature in the dark for 15 hours. After removing ribonuclease A through a Dowex 50 column, under the conditions given in the example.
A portion of the solution was analyzed by HPLC. The analysis is
It showed a very small amount of starting cyclic phosphate at 1.7 minutes and a major product peak at 4.5 minutes. An additional 20 ml of ribonuclease A was added to the remaining product mixture and the mixture was stirred for a further 3 hours at room temperature. The product solution was passed through a column of Dowex-50 (1 x 5 cm) eluting with 160 ml of 20% aqueous pyridine. Concentrate the solution to approximately 50ml;
Pour into 1000 ml of absolute ethanol containing 5 g of calcium chloride. The mixture was stirred at room temperature for 2 hours and then left to precipitate the calcium salts. The precipitate was collected by centrifugation at 3000 rpm for about 5-10 minutes, washed with ethanol (7 x 150 ml) and centrifuged repeatedly. The calcium salt cake was washed twice with 150 ml of ether and air dried. After further drying in vacuo, the product contains the calcium salt of 5'-O-acetyluridine 3'-phosphate, as confirmed by HPLC analysis (under the above conditions) showing a major peak at 4.5 min.
13.1g was obtained. EXAMPLE This example uses 5,6-dihydro-4-methoxy-2H-pyran as the 2'-protecting reagent.
The preparation of 5'-O-acetyl-2'-O-(4-methoxytetrahydropyran-4-yl)uridine 3'-calcium phosphate is illustrated. 5′-O-acetyluridine produced in the examples
1 g of 3'-calcium phosphate was dissolved in 8 ml of dry N,N-dimethylformamide. To this solution was added 5.0 g of 5,6-dihydro-4-methoxy-2H-pyran. Solution in acetone
Cooled to below 0°C in an ice bath. N to the stirred mixture,
1.4 ml of 5M hydrogen chloride in N-dimethylformamide
was added dropwise in an atmosphere excluding moisture. After about 20 minutes,
The cooling bath was removed and the reaction mixture was stirred at room temperature overnight for 15 hours. The mixture was cooled again in an acetone-ice bath and 25 ml of triethylamine was added dropwise with stirring. Pour the resulting mixture into 100 ml of ether,
A white powder was collected by filtration. Powder 1% triethylamine in 100ml ether, chloroform
I washed it with 100ml. The solid was first air-dried and then further dried in a vacuum.
1.398 g of product containing 5'-O-acetyl-2'-O-(4-methoxytetrahydropyran-4-yl)uridine 3'-calcium phosphate was given. Whatman Partisil RXS10/eluted with 0.01M phosphate buffer PH6.3
HPLC on a 25SAX column (flow rate 1 ml/min) (UV
Detection at 253 nm) shows the product at 3.4 minutes, while the starting material has a residence time of 4.7 minutes. Example This example shows 5'-O-acetyl-2'-O-(4
-methoxytetrahydropyran-4-yl)uridine-3'-(4-methylumbelliferone-7-
Figure 2 illustrates the production of yl) phosphate. 1.1 g of the hydrogen ion form of Bio-Rad AG 50W-X8 cation exchange resin was exchanged to the pyridinium form. The column contained 5'-O-acetyl-2'-O-(4-methoxytetrahydropyran-4-yl)uridine 3'-calcium phosphate made in the example dissolved in a cold 50% pyridine solution. Add 100mg of product and run the column.
Elution was performed with 270 ml of 50% pyridine solution. The eluate solution was collected in a flask chilled in ice water. The eluate solution was concentrated to 15 ml on a rotary evaporator with a bath temperature of approximately 25°C using a dry ice trap. The remaining solution was further concentrated under vacuum at room temperature using a liquid nitrogen trap (0.05 mmHg) to give a glassy residue. The residue was further evaporated twice with dry pyridine to dryness. Finally, the residue was dissolved in 1 ml of dry pyridine and
52.75 mg of 4-methyl-umbelliferone and 102.7 mg of 2,4,6-triisopropylbenzenesulfonyl chloride were added to the mixture. The mixture was cooled in an ice water bath with stirring for 15 minutes. The resulting yellow solution was stirred for an additional 2 hours at room temperature, overnight,
That is, the mixture was stirred for 15 hours at about 4-8°C. The entire product mixture was then stirred with 3 ml of a saturated solution of tetraethylammonium bromide for 5 minutes and then extracted five times with chloroform. The chloroform layer was concentrated in vacuo to yield 635 mg of light gray solid crude product. The phosphodiester was further purified by anion exchange column chromatography eluting with ammonium bicarbonate buffer. Appropriate fractions were deprotected using the method given in the Examples and then identified by ribonuclease (RNase) assay. The fractions so fixed were collected and concentrated to give 137 ml of a solid, which was then dissolved in methanol and repeatedly evaporated in vacuo to remove the ammonium bicarbonate. the result
5'-O-acetyl-2'-O-(4-methoxytetrahydropyran-4-yl)-uridine-3'-(4
59 mg of product containing methylumbelliferon-7-yl) phosphate were obtained. Example This example shows 5'-O-acetyl-2'-O-(4
-Methoxytetrahydropyran-4-yl)uridine-3'-flavonyl phosphate is illustrated. 50 mg of the product containing 2'-O-(4-methoxytetrahydropyran-4-yl)-5'-O-acetyl-3'-uridine calcium phosphate prepared in the examples was added to BioRad AG (Bio- Rad
AG R ) was converted to the pyridinium salt by passing through the pyridinium form on a 50W-X8 cation exchange column. The pyridine solution was concentrated in vacuo and dried by repeated evaporation with dry pyridine to give a glassy residue. The glassy residue was dissolved in 1 ml of dry pyridine and the solution was added with 35.6 mg of 3-hydroxyflavone and
51.4 mg of 2,4,6-triisopropylbenzenesulfonyl chloride are added with stirring in an ice-water bath under a nitrogen atmosphere. After 15 minutes, the mixture was allowed to warm to room temperature and stirred over the weekend for approximately 3 days. The reaction mixture was then followed for product formation. A 0.3 ml portion of the reaction mixture is stirred with 1 ml of saturated tetraethylammonium bromide and extracted four times with chloroform. The chloroform was evaporated and the resulting yellow solid was treated with 0.01N HCl for 40 minutes. The solution was then at pH 5 containing 4 x 10 -3 aluminum chloride and 1% dimethyl sulfoxide.
Buffered with 0.1M acetate buffer. The resulting buffered solution, in the presence of ribonuclease (RNase) T2 enzyme, produced the fluorescent properties of the aluminum chelated 3-hydroxyflavone, thereby indicating the formation of the desired product. The remainder of the reaction mixture was stirred for 5 minutes with 2 ml of a saturated solution of tetraethylammonium bromide. The mixture was then extracted four times with chloroform. The chloroform layer was dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated to give 0.355 g of yellow solid product. The product was further purified by chromatography on a silica gel column 2.5 x 6.5 cm eluting with 10% methanol in chloroform. Fractions of 100 milliliters each were collected and fractions 9, 10 and 11 were shown to have positive substrate when deprotected in acid and assayed with ribonuclease. Fractions 9, 10 and 11 were combined, concentrated and 5′-O-
160 mg of product containing acetyl-2'-O-(4-methoxytetrahydropyran-4-yl)-uridine-3'-flavonylphosphate were obtained.
Claims (1)
加水分解により分光光度計又は螢光計で追跡可能
な物質種を生ぜしめることのできる基質を製造す
る方法において、この方法は、 (a) 式 〔式中Bはヌクレオチド塩基であり、4′−位の
CH2OH基は環状燐酸エステルに対してシス又
はトランスのいずれかである〕のモノヌクレオ
チド2′,3′−環状ホスフエートを形成し、 (b) 上記モノヌクレオチド2′,3′−環状ホスフエ
ートを5′−ヒドロキシルの所でアルキル、アル
ケニル、シクロアルキル、アリール、アラルキ
ル、アシル、オキサアルキル、チオアルキル、
オキサシクロアルキル及びチオシクロアルキル
からなる群から選ばれた5′−保護基で保護して
モノヌクレオチド5′−O−保護−2′,3′−環状
ホスフエートを形成し、 (c) 5′−位を実質的に保護されたままにする条件
下に、上記環状ホスフエートを開環して実質的
にモノヌクレオチド5′−O−保護−2′−ヒドロ
キシル3′−ホスフエートのみを形成させ、 (d) 上記モノヌクレオチド5′−O−保護−3′−ホ
スフエートを、2′−ヒドロキシルの所でオキサ
アルキル、チオアルキル、オキサシクロアルキ
ル、シリル及びチオシクロアルキルからなる群
から選ばれた2′−O−保護基で保護してモノヌ
クレオチド2′−O−保護−5′−O−保護−3′−
ホスフエートを生成させ、そして (e)(1) 上記モノヌクレオチド2′−O−保護−5′−
O−保護3′−ホスフエートを発色団又は螢光
団からなる群から選ばれた基と結合させるか
又は (2) 上記モノヌクレオチド2′−O−保護−5′−
O−保護3′−ホスフエートを脱ホスホリル化
して2′−O−保護−5′−O−保護モノヌクレ
オシドを生成させ、かつ上記2′−O−保護−
5′−O−保護モノヌクレオシドを発色団又は
螢光団からなる群から選ばれた基のホスホリ
ル化誘導体と反応させる方法で2′−O−保護
−5′−O−保護ホスホジエステルを生成せし
めることからなり、 上記2′−保護基は、3′−位でのホスフエー
トエステルの媒体−誘発加水分解から少なく
とも実質的に保護することができ、かつ、こ
の2′−保護基は、除去可能で、3′−位での触
媒誘発ホスフエートエステルの加水分解によ
り分光光度計又は螢光計で追跡可能な物質種
を生ぜしめることのできる基質を供給するこ
とができるものであることを特徴とする、発
色性又は/螢光発生性の基質を製造する方
法。 2 3′−位でのホスフエートエステルの触媒誘発
加水分解により分光光度計又は螢光計で追跡可能
な物質種を生ぜしめることのできる発色性及び/
又は螢光発生性の基質を製造する方法において、
この方法は、 (a) 式 〔式中Bはヌクレオチド塩基であり、4′位の
CH2OH基は環状燐酸エステルに対してシス又
はトランスのいずれかである〕のモノヌクレオ
チド2′,3′−環状ホスフエートを形成し、 (b) 上記モノヌクレオチド2′,3′−環状ホスフエ
ートを5′−ヒドロキシルの所でアルキル、アル
ケニル、シクロアルキル、アリール、アラルキ
ル、アシル、オキサアルキル、チオアルキル、
オキサシクロアルキル及びチオシクロアルキル
からなる群から選ばれた5′−保護基で保護して
モノヌクレオチド5′−O−保護−2′,3′−環状
ホスフエートを形成し、 (c) 5′−位を実質的に保護されたままにする条件
下に、上記環状ホスフエートを開環して実質的
にモノヌクレオチド5′−O−保護2′−ヒドロキ
シル3′−ホスフエートのみを形成させ、 (d) 上記モノヌクレオチド5′−O−保護3′−ホス
フエートを、2′−ヒドロキシルの所でオキサア
ルキル、チオアルキル、オキサシクロアルキ
ル、シリル及びチオシクロアルキルからなる群
から選ばれた2′−O−保護基で保護してモノヌ
クレオチド2′−O−保護−5′−O−保護−3′−
ホスフエートを生成させ、かつ、 (e)(1) 上記モノヌクレオチド2′−O−保護−5′−
O−保護3′−ホスフエートを発色団又は螢光
団からなる群から選ばれた基と結合させるか
又は (2) 上記モノヌクレオチド2′−O−保護−5′−
O−保護−3′−ホスフエートを脱ホスホリル
化して2′−O−保護−5′−O−保護モノヌク
レオシドを生成させ、かつ上記2′−O−保護
−5′−O−保護モノヌクレオシドを発色団又
は螢光団からなる群から選ばれた基のホスホ
リル化誘導体と反応させる方法で2′−O−保
護−5′−O−保護ホスホジエステルを生成せ
しめ、 上記2′−O−保護基は3′−位でのホスフエ
ートエステルの媒体−誘発加水分解から少な
くとも実質的に保護することができ、かつ、
この2′−保護基は、除去可能なものであり、 (f) 上記2′−O−保護−5′−O−保護ホスホジエ
ステルから2′−保護基を除去して、上記ホスホ
ジエステルの触媒誘発加水分解により分光光度
計又は螢光計で追跡することのできる物質種を
生ぜしめることのできる基質を供給する ことからなることを特徴とする、発色性及び/又
は螢光発生性の基質を製造する方法。 3 上記塩基はピリミジン類似体である、特許請
求の範囲第1項の方法。 4 上記塩基はプリン類似体である、特許請求の
範囲第1項の方法。 5 上記塩基はウラシル、ジヒドロウラシル、シ
トシン、ジヒドロシトシン及びハロゲン化ウラシ
ルからなる群から選ばれたものである、特許請求
の範囲第1項の方法。 6 上記塩基はラウシルである、特許請求の範囲
第1項の方法。 7 上記5′−保護基はメチル、エチル、アリル、
シクロヘキシル、フエニル、ベンジル、ニトロベ
ンジル、アセチル、1−メトキシエチル、1−エ
トキシエチル、1−エチルチオエチル、テトラヒ
ドロピラニル、テトラヒドロチオフラニル、テト
ラヒドロチオピラニル、及び4−メトキシテトラ
ヒドロピラン−4−イルからなる群から選ばれた
ものである、特許請求の範囲第1項の方法。 8 上記保護基はアセチルである、特許請求の範
囲第7項の方法。 9 上記2′−保護基は、テトラヒドロピラニル、
4−メトキシテトラヒドロピラン−4−イル、及
び第3級ブチルジエチルシリルからなる群から選
ばれたものである、特許請求の範囲第1項の方
法。 10 上記2′−保護基はテトラヒドロピラニルで
ある、特許請求の範囲第9項の方法。 11 上記2′−保護基は4−メトキシテトラヒド
ロピラン−4−イルである、特許請求の範囲第9
項の方法。 12 上記(発色団又は螢光団からなる群から選
ばれた)基はアリール、アラルキル、ヘテロアリ
ール又は複素環化合物からなる群から選ばれたも
のである、特許請求の範囲第1項の方法。 13 上記の基はウンベリフエロニル、4−メチ
ルウンベリフエロニル、3−フラボニル、1−ナ
フチル、o−ニトロフエニル、m−ニトロフエニ
ル、p−ニトロフエニル、2,4−ジニトロフエ
ニル、シアノフエニル、アシルフエニル、カルボ
キシフエニル、フエニルスルホネート、フエニル
スルホニル及びフエニルスルホキシドからなる群
から選ばれたものである、特許請求の範囲第12
項の方法。 14 上記の基は1−ナフチルである、特許請求
の範囲第13項の方法。 15 上記の基は4−メチルウンベリフエロニル
である、特許請求の範囲第13項の方法。 16 上記の基は3−フラボニルである、特許請
求の範囲第13項の方法。 17 上記2′−O−保護−5′−O−保護−3′−ホ
スフエートを上記の基のアルコール形とエステル
化反応させて上記2′−O−保護−5′−O−保護ホ
スホジエステルを形成させる、特許請求の範囲第
1項の方法。 18 上記エステル化反応を、2,4,6−トリ
イソプロピルベンゼンスルホニルクロライド、
N,N′−ジシクロヘキシルカルボジイミド、メ
シチレンスルホニルクロライド、トルエンスルホ
ニルクロライド、メシチレンスルホニルイミダゾ
ール、p−トルエンスルホニルイミダゾール、ピ
クリルクロライド及び1−(3−ジメチルアミノ
プロピル)−3−エチルカルボジイミドハイドロ
クロライドからなる群から選ばれたエステル化試
薬の存在下で実施する、特許請求の範囲第17項
の方法。 19 上記エステル化反応を、N−ヒドロキシコ
ハク酸イミド及びN−ヒドロキシフタルイミドか
らなる群から選ばれた添加剤の存在下で実施す
る、特許請求の範囲第18項の方法。 20 上記エステル化反応を、ピリジンの存在下
で実施する、特許請求の範囲第18又は19項の
方法。 21 上記エステル化反応を、約−20℃〜約25℃
の範囲の温度で実施する、特許請求の範囲第20
項の方法。 22 上記エステル化反応を、約5〜約18時間実
施する、特許請求の範囲第21項の方法。 23 上記2′−保護基の上記除去を、プロトン性
溶媒中で実施する、特許請求の範囲第2項の方
法。 24 上記プロトン性溶媒は水である、特許請求
の範囲第23項の方法。 25 上記2′−保護基の除去を、塩酸、トリフル
オロ酢酸、及びp−トルエンスルホン酸からなる
群から選ばれた酸の存在下で実施する、特許請求
の範囲第24項の方法。 26 上記酸は約0.01〜約1のモル濃度の塩酸で
ある、特許請求の範囲第25項の方法。 27 上記塩酸モル濃度は約0.01〜約0.05であ
る、特許請求の範囲第26項の方法。 28 反応を、環境温度で実施する、特許請求の
範囲第27項の方法。 29 反応を、約5分〜約24時間実施する、特許
請求の範囲第28項の方法。Claims: A method for producing a substrate capable of producing spectrophotometrically or fluorometrically traceable species by catalyst-induced hydrolysis of a phosphate ester at the 1 3'-position, comprising: is (a) Eq. [In the formula, B is a nucleotide base, and the 4′-position
the CH 2 OH group is either cis or trans to the cyclic phosphate ester]; (b) forming the mononucleotide 2',3'-cyclic phosphate; At 5′-hydroxyl, alkyl, alkenyl, cycloalkyl, aryl, aralkyl, acyl, oxaalkyl, thioalkyl,
protected with a 5'-protecting group selected from the group consisting of oxacycloalkyl and thiocycloalkyl to form a mononucleotide 5'-O-protected-2',3'-cyclic phosphate; (c) 5'- The cyclic phosphate is ring-opened to form essentially only the mononucleotide 5'-O-protected-2'-hydroxyl 3'-phosphate under conditions which leave the position substantially protected, (d ) The above mononucleotide 5'-O-protected-3'-phosphate is combined at the 2'-hydroxyl with a 2'-O- Mononucleotide 2'-O-protected-5'-O-protected-3'- by protection with a protecting group
phosphate, and (e)(1) said mononucleotide 2'-O-protected-5'-
or (2) the above mononucleotide 2'-O-protected-5'-
dephosphorylation of the O-protected 3'-phosphate to produce the 2'-O-protected-5'-O-protected mononucleoside, and the 2'-O-protected-
A 2'-O-protected-5'-O-protected phosphodiester is produced by reacting a 5'-O-protected mononucleoside with a phosphorylated derivative of a group selected from the group consisting of chromophores or fluorophores. the 2'-protecting group is capable of at least substantially protecting the phosphate ester from media-induced hydrolysis at the 3'-position, and the 2'-protecting group is removable. , characterized in that the catalyst-induced hydrolysis of the phosphate ester at the 3'-position provides a substrate capable of producing spectrophotometrically or fluorometrically traceable species. A method of producing a chromogenic or/fluorogenic substrate. 2 Chromogenic and/or chromogenic, capable of producing spectrophotometrically or fluorometrically traceable species by catalyst-induced hydrolysis of the phosphate ester at the 2 3′-position.
or in a method of producing a fluorogenic substrate,
This method uses (a) Eq. [In the formula, B is a nucleotide base, and the 4' position
the CH 2 OH group is either cis or trans to the cyclic phosphate ester]; (b) forming the mononucleotide 2',3'-cyclic phosphate; At 5′-hydroxyl, alkyl, alkenyl, cycloalkyl, aryl, aralkyl, acyl, oxaalkyl, thioalkyl,
protected with a 5'-protecting group selected from the group consisting of oxacycloalkyl and thiocycloalkyl to form a mononucleotide 5'-O-protected-2',3'-cyclic phosphate; (c) 5'- opening the cyclic phosphate to form substantially only the mononucleotide 5'-O-protected 2'-hydroxyl 3'-phosphate under conditions which leave the position substantially protected; (d) The mononucleotide 5'-O-protected 3'-phosphate is modified at the 2'-hydroxyl with a 2'-O-protecting group selected from the group consisting of oxaalkyl, thioalkyl, oxacycloalkyl, silyl and thiocycloalkyl. The mononucleotide 2'-O-protected-5'-O-protected-3'-
(e)(1) the mononucleotide 2'-O-protected-5'-
or (2) the above mononucleotide 2'-O-protected-5'-
Dephosphorylation of the O-protected-3'-phosphate to produce the 2'-O-protected-5'-O-protected mononucleoside and the 2'-O-protected-5'-O-protected mononucleoside 2'-O-protected-5'-O-protected phosphodiester is produced by reacting with a phosphorylated derivative of a group selected from the group consisting of chromophores or fluorophores, can at least substantially protect the phosphate ester from media-induced hydrolysis at the 3′-position, and
The 2'-protecting group is removable, and (f) the 2'-protecting group is removed from the 2'-O-protected-5'-O-protected phosphodiester to catalyze the phosphodiester. chromogenic and/or fluorogenic substrates, characterized in that they consist in providing a substrate capable of giving rise to species that can be tracked spectrophotometrically or fluorometrically by induced hydrolysis. How to manufacture. 3. The method of claim 1, wherein the base is a pyrimidine analog. 4. The method of claim 1, wherein the base is a purine analog. 5. The method of claim 1, wherein the base is selected from the group consisting of uracil, dihydrouracil, cytosine, dihydrocytosine and uracil halides. 6. The method of claim 1, wherein the base is laucil. 7 The above 5'-protecting group is methyl, ethyl, allyl,
Cyclohexyl, phenyl, benzyl, nitrobenzyl, acetyl, 1-methoxyethyl, 1-ethoxyethyl, 1-ethylthioethyl, tetrahydropyranyl, tetrahydrothiofuranyl, tetrahydrothiopyranyl, and 4-methoxytetrahydropyran-4- 2. The method of claim 1, wherein the method is selected from the group consisting of: 8. The method of claim 7, wherein said protecting group is acetyl. 9 The above 2'-protecting group is tetrahydropyranyl,
2. The method of claim 1, wherein the compound is selected from the group consisting of 4-methoxytetrahydropyran-4-yl, and tertiary-butyldiethylsilyl. 10. The method of claim 9, wherein said 2'-protecting group is tetrahydropyranyl. 11. Claim 9, wherein the 2'-protecting group is 4-methoxytetrahydropyran-4-yl.
Section method. 12. The method of claim 1, wherein said group (selected from the group consisting of chromophores or fluorophores) is selected from the group consisting of aryl, aralkyl, heteroaryl or heterocycle. 13 The above groups include umbelliferonyl, 4-methylumbelliferonyl, 3-flavonyl, 1-naphthyl, o-nitrophenyl, m-nitrophenyl, p-nitrophenyl, 2,4-dinitrophenyl, cyanophenyl, acylphenyl, carboxyphenyl. Claim 12 is selected from the group consisting of phenyl, phenyl sulfonate, phenyl sulfonyl and phenyl sulfoxide.
Section method. 14. The method of claim 13, wherein said group is 1-naphthyl. 15. The method of claim 13, wherein said group is 4-methylumbelliferonyl. 16. The method of claim 13, wherein said group is 3-flavonyl. 17 The above 2'-O-protected-5'-O-protected-3'-phosphate is esterified with the alcohol form of the above group to form the above 2'-O-protected-5'-O-protected phosphodiester. The method of claim 1 for forming. 18 The above esterification reaction is carried out using 2,4,6-triisopropylbenzenesulfonyl chloride,
From the group consisting of N,N'-dicyclohexylcarbodiimide, mesitylenesulfonyl chloride, toluenesulfonyl chloride, mesitylenesulfonylimidazole, p-toluenesulfonylimidazole, picryl chloride and 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride 18. The method of claim 17, carried out in the presence of a selected esterification reagent. 19. The method of claim 18, wherein the esterification reaction is carried out in the presence of an additive selected from the group consisting of N-hydroxysuccinimide and N-hydroxyphthalimide. 20. The method according to claim 18 or 19, wherein the esterification reaction is carried out in the presence of pyridine. 21 The above esterification reaction is carried out at about -20°C to about 25°C.
Claim 20 carried out at a temperature in the range of
Section method. 22. The method of claim 21, wherein the esterification reaction is conducted for about 5 to about 18 hours. 23. The method of claim 2, wherein said removal of said 2'-protecting group is carried out in a protic solvent. 24. The method of claim 23, wherein the protic solvent is water. 25. The method of claim 24, wherein the removal of the 2'-protecting group is carried out in the presence of an acid selected from the group consisting of hydrochloric acid, trifluoroacetic acid, and p-toluenesulfonic acid. 26. The method of claim 25, wherein the acid is hydrochloric acid at a molar concentration of about 0.01 to about 1. 27. The method of claim 26, wherein the molar concentration of hydrochloric acid is from about 0.01 to about 0.05. 28. The method of claim 27, wherein the reaction is carried out at ambient temperature. 29. The method of claim 28, wherein the reaction is carried out for about 5 minutes to about 24 hours.
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JP4925382A Granted JPS57186498A (en) | 1981-03-30 | 1982-03-29 | Production of color formable and/or fluorescence generable substrate for tracing catalyst or enzyme activity |
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-
1982
- 1982-03-29 JP JP4925382A patent/JPS57186498A/en active Granted
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