JPH11501927A

JPH11501927A - ポリヌクレオチド架橋剤としての非ヌクレオシドクマリン誘導体

Info

Publication number: JPH11501927A
Application number: JP8527721A
Authority: JP
Inventors: エルウッド，ミシェル; シーシェング，ピーター; ワイテイン，ダグラス; アルバジリ，デイビッド
Original assignee: ナクスコー
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 1999-02-16
Also published as: CN1181078A; WO1996028438A1; AU5186496A; EP0827501A4; EP0827501A1; CA2214835A1; AU719277B2

Abstract

(57)【要約】非ヌクレオシド主鎖成分に連結されるクマリン成分を含んで成る新規のクマリン誘導体が開示される。その得られる分子は、典型的には、核酸ハイブリダイゼーション反応を包含する工程に使用されるプローブに存在する１又は複数の相補的ヌクレオシド塩基のための置換体としてポリヌクレオチド中に組込まれる場合、光活性架橋基として使用される。

Description

【発明の詳細な説明】ポリヌクレオチド架橋剤としての非ヌクレオシドクマリン誘導体技術分野本発明は、相補的な標的核酸配列の架橋への使用のための、自動化された DNA 合成の間、合成オリゴヌクレオチド中に組込まれ得る光活性ヌクレオシド類似体に関する。背景標的配列に架橋する、核酸ハイブリダイゼーションアッセイへの架橋可能なプローブの使用は、K.Yabusakiなどによりアメリカ特許第 4,826,967号に示されており；化合物は、存在するポリヌクレオチドに結合される（通常、アダクト形成を通して）フロクマリン（又はソラレン）に基づいており、そして多くの用途のために満足するものである。しかしながら、架橋基／ヌクレオシドアダクトは、特に多量に合成することが困難である。アメリカ特許第 5,082,934号において、 Sabaなどは、介在塩基成分の不在下でリボース又はデオキシリボース糖成分の１位にそのフェニル環を通して連結されたクマリン成分を含んで成る光活性化可能なヌクレオシド類似体を記載する。その得られるヌクレオシド類似体は、ハイブリダイゼーションアッセイに使用されるプローブに存在する１又は複数の相補的ヌクレオシド塩基のための置換体としてポリヌクレオチド中に挿入される場合、光架橋基として使用される。それにもかかわらず、追加の利点、たとえばプローブ合成及び使用を通しての安定性、及び構造の柔軟性を付与する新規タイプの化合物が、所望し続けられている。発明の要約本発明は、核酸ハイブリダイゼーションアッセイ及び治療用途において光−架橋試薬として使用され得る、安定した光活性非ヌクレオシド化合物、及び最終生成物を調製するために使用され得る技法及び中間体を提供する。前記化合物は、、ヒドロキシ又はポリヒドロキシ炭化水素分子、たとえばグリセロール分子の末端ヒドロキシ基の１つに、クマリン分子又は誘導体のフェニル環を連結することによって調製されるクマリニル誘導体を含んで成る。その得られる化合物の（ポリ）ヒドロキシ炭化水素成分は、ヌクレオシドの糖と同等であり、他方クマリン成分は、塩基の位置を占める。従って、前記化合物は、ポリヌクレオチド合成の自動化された（又は手動）技法を用いての成長するポリヌクレオチド鎖に挿入され得る。クマリン環系の３及び４位間の二重結合は、この非ヌクレオシド類似体（“プローブ”）を含むオリゴヌクレオチドがハイブリダイゼーションアッセイ及び／又は治療用途に使用される場合、相補的鎖におけるヌクレオシドに共有結合する光活性基である。多くの場合、光活性化合物は、下記式：〔式中、置換基及び結合基は下記により詳細に記載されている〕を有する。（ポリ）ヒドロキシ炭化水素主鎖は、それらが配置されるオリゴ糖構造体に最大の柔軟性及び安定性、並びに水性及び有機媒体において良好な溶解性を付与する。特定態様の記載本発明は、ハイブリダイゼーションアッセイ及び／又は治療用途に使用されるオリゴヌクレオチドプローブにおいて光活性化可能な非ヌクレオシド架橋剤として使用され得る架橋可能な化合物を提供する。ハイブリダイゼーションアッセイにおいては、本発明の化合物は、サンプルにおける特定の DNA及び RNA塩基配列の存在又は不在を決定するために合成 DNA又は RNAオリゴヌクレオチドの部分として典型的には使用される。より特定には、本発明は、ハイブリダイゼーションアッセイにおいて光活性架橋化合物として作用する、安定して、柔軟な（ポリ）ヒドロキシ炭化水素主鎖に結合したクマリン誘導体を提供する。本発明の化合物は、下記一般式：主鎖成分−結合成分−架橋成分を有する。本明細書における“成分”とは、指摘される機能を行なう分子の一部を示す。与えられた成分は通常、複数の分子を一緒に共有結合することによって他の分子から誘導され、そして元の分子の同定できる残存物が“成分”として言及される。たとえば、ソラレン（psoralen）分子が二価リンカー、たとえばメチレン基によりグリセリン分子に結合される場合、その得られる単一の分子はグリセリン、メチレン及びソラレン成分から形成されたものとして言及される。しかしながら、前記３種の成分は実際、下記で論ぜられるように、３種の別々の分子から生じる必要はない。従って“誘導される”とは、理論的な、及び実際的な前駆体を意味することができる。架橋成分は、融合ベンゾピロン構造を有する分子、たとえば次のものから誘導されるであろう：（１）クマリン及びその単純な誘導体；（２）ソラレン及びその誘導体、たとえば８−メトキシソラレン又は５−メトキシソラレン（少なくとも４０の他の天然に存在するソラレンが文献に記載されており、そして本発明の実施において有用である）；（３）シス −ベンゾジピロン及びその誘導体；（４）トランス−ベンゾジピロン；及び（５）融合クマリン−シノリン環系。それらの分子のすべては、標的鎖におけるヌクレオチドと架橋するために正しい配向で且つ正しい距離で位置するのに必要な架橋基（活性化された二重結合）を含む。それらの分子のすべてはクマリン誘導体であり、ここですべては、基本的なクマリン（ベンゾピロン）環系を含み、その上に分子の他の部分が位置する。結合成分は、他の成分をお互いに結合するために２つの位置で官能基を有する、１〜100、好ましくは１〜25、より好ましくは１〜10個の原子の前駆体から通常、形成されるであろう。結合成分を形成するための前駆体の反応の後、クマリン環系と主鎖成分（糖置換体）との間の最も短い原子の結合鎖における原子の合計数は、一般的に１〜15、好ましくは１〜７、より好ましくは１〜３である。他方では、前記構造体のこの部分は、それが架橋成分から主鎖成分へのまさに柔軟な結合であるように、広く変化することができる。結合成分は、しばしば、一端で架橋分子及び他端で主鎖を結合するための適切な官能基を担持する分子（通常、その末端で）の反応により誘導される安定した環状又は非環式成分である。しかしながら、十分な官能基が主鎖及び架橋成分に存在する場合、結合成分への前駆体は使用される必要はない（すなわち、主鎖及び架橋成分は共有結合により連結され得る）。上記で同定された分子の特定成分に属するものとしての最終分子の特定部分の記載は、多少任意であり、そして最終生成物を形成するために反応した３種の元の成分が存在することを必ずしも意味しないことが理解されるべきである。わずか２種の出発材料から生成物を形成するために主鎖成分前駆体上の官能基と反応することができる、クマリン環に結合される官能化されたメチル又はメトキシ基を有する多くのクマリン誘導体が存在する。しかしながら、その得られる構造体は一般的に、上記で示されたような次の３種の部分を有するように見えるであろう：ポリヌクレオチドの糖主鎖中に組込まれる主鎖分子、通常のヌクレオシドにおける塩基により占有される空間を占有する架橋成分、及び２つの主要部分を一緒に連結する原子（すなわち、連結成分）。便宜上、結合成分は、結合点での架橋成分の環原子と、糖分子を置換する成分中の主鎖構造の一部を明らかに形成する最後の炭素原子との間の原子、通常、架橋成分に最も近いヒドロキシル基（又はヒドロキシル基の反応生成物）を担持する炭素原子から成ると思われる。主鎖成分は、いわゆる、それは究極的には、ポリヌクレオチドの主鎖のリボース又はデオキシリボース部分の代わりに機能するので、一般的には、異なったsp³ −ハイブリダイズした炭素原子に結合される１〜３個（時々、それ以上）のヒドロキシル基（又は下記で論ぜられるような類似の官能基）を有するであろう。主鎖成分は一般的には荷電されておらず、従って、それが最終の変性されたヌクレオチドにおいてリボース又はデオキシリボースのための置換体として機能することができる。主鎖成分は次のものを包含するが、但しそれらだけには限定されない：（１）−OH，−NH₂， −SH，−COOH、酸ハロゲン化物及び酸無水物から成る群から選択された適切な官能基を有する長い炭化水素鎖又は線状炭化水素成分、たとえば３−炭素プロパン単位、及び（２）１〜３個のヒドロキシル基又は上記（１）におけるような他の官能基を担持する５−〜７−員の炭素環構造を典型的には有する環状炭化水素成分。官能基は、前述におけるように未反応形で示され、そして多くの態様において指摘された官能基の誘導体として存在するであろう。上記の反応性官能基（−OH及び−SH 以外）は一般的に、中間体においてのみ存在するが、しかしながら、他の官能基との反応の後、それらは安定した基になり、又は分子の他の部分に対して共有結合を形成する。上記の基本構造の他に、１又は複数のカップリング成分が、存在し又は成長するポリヌクレオチド鎖への結合の形成を促進するために主鎖成分に結合され得る。カップリング成分は典型的には、問題の分子がプローブ分子の調製に使用される中間体である場合、溶液又は固相核酸合成に使用される、ヒドロキシルカップリング及び／又は保護基を含んで成る。典型的なカップリング基は、ホスホラミジット、ホスホネート、Ｈ−ホスホネート、ホスホロチオエート、メチルホスホネート、トリチル、ジメトキシトリチル、モノメトキシトリチル及びピクシル基を包含する。非リンカップリング基は、カルバメート、アミド、及びヘテロ原子置換基、たとえば−COCH₃， −CH₂OH， −CF₃， −NHCH₃及びPO₂CH₂CH₃を有する分子に典型的には連結する線状及び環状炭化水素基を包含する。そのような化学のレビューのためには、“Oligonucleotide Synthesis，A Practical Appro ach,”M.J.Gait，ed.，IRL Press Ltd.，Oxford，Great Britain，1984（引用により本明細書に組込まれる）を参照のこと。本発明の好ましい化合物は、下記式（Ｉ）：〔式中、Ｂは、（１）２〜15個、好ましくは３〜10個、より好ましくは３〜６個の炭素原子、及び環状の場合、５−又は６−員環を含む、線状、枝分れした、又は環状の炭化水素基、あるいは（２）５−又は６−員環を含んで成る複素環式芳香族環システムを表わし、Ｂ（１）及びＢ（２）の両者は、式 OR₁で表わされる１，２又は３個の基により置換され得；Ｘは、（１）１〜15個、好ましくは２〜10個、より好ましくは３〜６個の炭素原子を含む線状、枝分れした又は環状の炭化水素基、あるいは（２）前記炭化水素基の１〜３個（好ましくは１個）の炭素原子が酸素、硫黄又は窒素原子により置換されており、そしてＸに結合した前記式の他の部分における原子間のＸ中の原子の最とも短い結合鎖が１〜10個の原子であるようなＸ（１）基を表わし、ここで前記Ｘは、ヒドロキシ、ハロゲン、アミノ、アミド、アジド、カルボキシ、カルボニル、ニトロ、チオ、ペルフルオロメチル及びシアノ官能基から成る群から選択された１〜３個の置換基により任意に置換され得；ｎは０，１，２又は３であり；個々のＷは、ヒドロキシ、ハロゲン、アミノ、アミド、アジド、ニトロ、チオ、カルボキシ、カルボニル、ペルフルオロメチル又はシアノ官能基；10又はそれよりも少ない炭素原子、好ましくは６又はそれよりも少ない炭素原子、より好ましくは３又はそれよりも少ない炭素原子の置換されていないヒドロカルビル基；又は１〜３個の前記官能基により置換されているか又は１つの炭素原子が酸素、硫黄又は窒素原子により置換されているようなヒドロカルビル基を独立して表わし；但し、（１）Ｘ又はＷが置換された炭化水素である場合、Ｘ又はＷにおける置換基の合計数がＸ又はＷにおける炭素原子の合計数よりも少なく、そして１つ以下の置換基又はヘテロ原子が所定の炭素に結合されており、但し、前記置換基は前記所定の炭素上のハロゲン原子ではなく；（２）すべてのＷ置換基における合計の炭素原子が15又はそれよりも少なく、好ましくは10又はそれよりも少なく、より好ましくは６又はそれよりも少なく；そして（３）２つのＷが、それらが結合される残りの原子と一緒になって、環を一緒に形成でき（たとえば、、ソラレンにおけるように）；Ｙ及びＺは、Ｈ，Ｆ又は低級アルキル（通常、５又はそれよりも少ない炭素、好ましくは３又はそれよりも少ない炭素）を独立して表わし；そして個々のＲ₁は、Ｈ，Ｆ、又はポリヌクレオチドの合成の間、ヒドロキシ基を保護し又はカップリングすることができるヒドロキシ−保護又はヒドロキシカップリング基を独立して表わし、又は１又は２個（好ましくは２個）のＲ₁はヌクレオチド、又は化合物に結合されるポリヌクレオチドを表わす〕を有する。Ｂ−Ｘ結合を架橋する官能基（たとえばエーテル又はカルボキシレート）の酸素原子又は他の非−Ｃ原子（存在するなら）がＢの前駆体におけるヒドロキシル基から生じるが、しかしとくにことわらない限り、この及び次の式におけるＸリンカー（種々の基を容易に定義するために）の一部と思われる。上記一般式Ｉ内の一定の化合物が好ましい。分子の最とも重要な部分（少なくとも、それらの化合物とこれまで知られているものとの間の差異の観点から）は、Ｂ又は主鎖成分である。好ましいＢ成分は、次の第１の副一般式の基：次の第３の副一般式の基：に属し、ここで、ｓは２又は３であり；Ｒ_x，Ｒ_y，及びＲ_zは独立して、Ｈ又は OR₁を表わし；ｍ，ｎ，ｐ，ｑ及びｒは独立して、０又は１であり；前記副一般式の１つの水素がＸ基への共有結合により置換され；そして化合物の式のすべての他の置換基及び定義は、一般式Ｉについて前で定義された通りである。Ｘ基への共有結合により置換される、副一般式の水素原子は通常、ヒドロキシル基の水素である（すなわち、少なくとも１つの OR₁は、そのような前駆体分子におけるヒドロキシル基を表わす）。しかしながら、この選択は、得られるＢ− Ｘ結合は（ポリ）ヒドロキシ炭化水素前駆体（これらの多くは市販されている）から容易に調製され得るので、合成のみの便利さのためである。他の水素は、所望により、指摘される共有結合により置換され得る。合成に使用される実際の分子は、ヒドロキシル基の１つが、しばしば一連の反応を通して官能基により置換されている（ポリ）ヒドロキシ化合物から、しばしば誘導される。たとえば、ヒドロキシル基はハロゲン原子又は他の脱離基により置換され得、そして前記脱離基はＸ基の前駆体における電子供与基による結合形成に関与することができる。Ｂが飽和炭化水素から形成される化合物が好ましいが、但し不飽和化合物（環状芳香族を含む）も許容される。不飽和化合物（芳香族を含む）においては、−OR₁置換基は好ましくは、sp²−ハイブリダイズされた炭素に直接的に結合されないが、しかし個々のＺがＨ又はアルキル基を表わす− CZ₂OR₁におけるように、介在sp³炭素に結合される。Ｂが第３の副一般式を有する式Ｉの化合物、特にｍ＋ｎ＋ｐ＋ｑ＋ｒが０，１又は２である化合物が、３種の副一般式の間で好ましい。さらにより好ましくは、第３の副一般式のそれらの化合物は、非環式飽和二又は三ヒドロキシ炭化水素、特にグリセロール及び指摘されたヒドロキシ基から最とも遠いそれらの末端位置でＸ基に結合される、３〜５個の炭素の１，２−又は１，３−ジヒドロキシアルカン、たとえば４，５−ジヒドロキシペンチル、３，５−ジヒドロキシペンチル、２，４−ジヒドロキシ−２−メチルブチル、３−ヒドロキシ−２−（ヒドロキシメチル）プロピル及び２，３−ジヒドロキシプロピルを表わす。すでに指摘されたように、そのような化合物は好ましくはないが、芳香族環系はＢ成分に存在することができる。それらは、炭化水素及び複素環式芳香族環系の両者を包含する。Ｂがベンゼン又はナフタレン環系を含んで成るそれらの化合物のうち、特に１，２−ジ（ヒドロキシメチル）−置換された芳香族炭化水素が好ましい。Ｂが複素環式環系、たとえばフラン、ピラン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、ピペリジン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピラジジン、チオフェン、アクリジン、インドール、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、キノキサリン、キサンテン又は１，２−ベンゾピラン環システムを含んで成る場合、前記同じ置換基が好ましい。Ｂが架橋された炭化水素環系、たとえばビシクロ〔３．１．０〕ヘキサン又は〔２．２．１〕ヘプタン環系を含んで成る化合物もまた、好ましいものではないが、しかし本発明の範囲内である。それらの分子は、種々のシス及びトランス置換パターンが容易に調製され、そして維持され得るよう、減じられた移動性を有する形状を有する。たとえば、Ferguson，“Organic Molecular Structure,”Willard Grant，Boston，1975、チャプター17−19を、この化学及び合成技法のレビューのためには参照のこと。同様の態様において、Ｂがスピロ又はジスピロ炭化水素環システムを含んで成る化合物もまた、本発明の範囲内にある。前で指摘したように、Ｘ結合基は、それが主鎖構造体の残り又はポリヌクレオチドの相補的鎖のいづれかと相互作用する分子の部分に存在しないので、構造的に特別に制限されない。しかしながら、２種の可能な配向でＸを表わすことができる次の基のような分子のこの部分のための好ましい構造体が存在する：又はBrを表わし、そしてｎは０，１又は２である）。他の（しかし低い）好ましい化合物は、Ｘが５−もしくは６−員炭素又は複素環式環（後者は１つのＯ，Ｓ又はＮ原子を含む）を有する環状構造体、たとえばシクロペンタン、シクロヘキセン、ジヒドロフラン、ピロール又はピリジンを含んで成るものである。架橋成分において、Ｙ及びＺは一般的に、５又はそれよりも少ない炭素、好ましくは３又はそれよりも少ない炭素を有し、そして最とも好ましくは、それらがアルキル基である場合、メチルである。Ｗ，Ｙ及びＺがすべて水素である化合物は、Ｗが前記一般式のフェニル環に融合されるピロン又はフラン環である化合物と同様に好ましい。それらの後者の化合物は好ましくは、一般式Ｉにおける右側の式のすべてがクマリン、ソラレン、シス−ベンゾジピロン、又はトランス−ベンゾジピロン又はその誘導体を表わす化合物である。ヌクレオチド又はポリヌクレオチドが前記化合物に連結されている式Ｉの化合物は通常（但し、常にではない）、リン含有結合基を通して連結される。好ましいリン含有結合基及び他の結合基は他の部分で論ぜられる。そのような化合物は、それらが本発明の主要な最終用途であるアッセイ及び架橋工程に直接的に使用され得るので、本発明の好ましい化合物である。それらの化合物は式（Ｎ_m1Ｑ_m4 Ｎ_m2）_m3を有し、ここでｍ１及びｍ２は通常 200以下、好ましくは 100以下の整数であり；ｍ１及びｍ２の１つは通常、少なくとも14、好ましくは17、最とも好ましくは少なくとも20であり；ｍ３は１〜10、好ましくは１〜５の整数であり（ｍ３は一般的には（ｍ１＋ｍ２）／10よりも少なく）；個々のＮは独立して、所望のポリヌクレオチド配列のヌクレオチドを表わし；Ｑは正常なポリヌクレオチド配列中に組込まれる本発明のヌクレオチド置換分子を表わし；そしてｍ４は１〜５、好ましくは１〜３である。ハイブリッドを安定性にするヌクレオチドの中断されていない配列が存在する限り、ポリヌクレオチド配列における少数（通常１又は２個）の正常な塩基によりお互い分離される複数のＱ成分を有することもまた可能である。そのような配列は、中断されていないＱ配列に等しいものと思われる。中断されていない正常なヌクレオチド配列の好ましい長さは、ｍ１及びｍ２について上記で示される通りである。Ｑは、ポリヌクレオチドの内部に又はその末端位置の１つで存在することができる。内部位置においては、少なくとも２つのＲ₁基が２つの別々の鎖の末端へのＱ分子の連結を可能にするために存在すべきであり；Ｑが末端位置で挿入される場合、わずか１つのＲ₁ が必要とされる。それらの式においては、個々のＮ_m1Ｑ_m4Ｎ_m2はｍ３が１よりも大きいポリヌクレオチド配列においてお互い異なることができ、すなわち複数のＱ成分は、上記の残るパラメーターが包含される条件下で、分子の長さにそってランダムに存在することができることが認識されるべきである。好ましいポリヌクレオチドの１つのグループは、分子のいづれかの又は両端で存在する１〜５のＱ成分（好ましくは１〜３のＱ成分）を有する中断されていない正常な塩基の長い配列を有する。指摘されたように、Ｑ成分は、連続的であることができ、又は数個の正常なヌクレオチドにより中断され得る。プローブの中間における複数のＱ成分（連続的であるか又は連続的でない）はまた、架橋Ｑ単位のいづれかの側に比較的長い中断されていない配列を有する好ましい態様を表わす。すべての好ましい態様においては、その対応する標的ヌクレオチドに対して相補的である、ヌクレオチドの少なくとも１つの中断されていない配列が存在する。この中断されていない配列は、標的の正しい認識が生じるようにハイブリダイゼーション工程の間、安定性を付与する。安定性及び選択性を導びく要因は、いづれか他のハイブリダイゼーション工程におけるのと同じように本発明の工程において存在する。相補的ヌクレオチドの中断されていない配列、続くＱ成分は、標的ヌクレオチドの中断されていない配列、続く非相補的な正常な塩基とは差異はない。従って、本発明の架橋成分を含むポリヌクレオチドの安定性は、標準の核酸ハイブリダイゼーションを考慮して容易に予測され得る。２つのＲ１基がＢ成分に存在し、そしてそれらの両者が異なったヒドロキシル −カップリング基又はヒドロキシル−保護基を示す化合物はまた、そのような化合物が架橋できるポリヌクレオチドの合成に容易に使用され得るので、好ましい。それらの保護及び活性化基はまた、本明細書の他の部分においても論じられている。本発明の化合物のもう１つの特に好ましいグループは下記一般式IIを有する（それらの多くは、一般式Ｉの範囲内の化合物であり、そして好ましい態様である）：〔式中、ｎ₁は０〜10（好ましくは０〜５、より好ましくは１〜３）であり；ｎ₂は０〜５（好ましくは０〜２、より好ましくは０又は１）であり；ｎ₃は０〜５（好ましくは０〜２、より好ましくは０又は１）であり；個々のＷは独立して、15個までの原子を含む小さな安定置換基（特に、低級ヒドロカルビル基；ハロゲン、ニトロ、チオ、シアノ、カルボニル、カルボキシ、ヒドロキシ、アミノ、アミド、又はポリフルオロアルキル基；又は１又はそれ以上のヘテロ原子（すなわち水において25℃で炭素と安定した共有結合を形成する炭素又は水素以外の原子）を含むヒドロカルビル置換基）であり；Ｙ及びＺは独立して、Ｈ，Ｆ又は低級アルキル基を表わし；Ｘは（ａ）１〜10個の炭素原子及び（ｂ）０〜10個、好ましくは０〜２個の、Ｏ，Ｓ及びＮから成る群から選択されたヘテロ原子を含む有機基であり、そしてＸはそれが結合される前記一般式の他の原子間に１〜10個の原子の最も短い結合鎖を含んで成り；Ｒ₂はＨ又は OR₁であり；そしてＲ₁は、Ｈ、又は自動化されたポリヌクレオチド合成の間、ヒドロキシル基とカップリングし、又はその基を保護することができる（前者は、好ましくは、主鎖成分の末端ヒドロキシル上にのみ位置する）基である〕。あるいは、Ｒ₁はホスホジエステル結合、又はポリヌクレオチドにおける糖を結合するために使用される他の典型的な基により化合物に連結されるヌクレオチド又はポリヌクレオチドを表わす。好ましいカップリング基は、リン含有基、たとえばホスフィット、ホスホラミジット、ホスフェート、Ｈ−ホスホネート、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート及びメチルホスホネートを包含する。非リン含有基は、カルバメート及びアミドを包含する。低級炭化水素基は、Ｃ₁−Ｃ₆アルキル及びアルケニル基、並びにＣ₃−Ｃ₆環状基を包含し、そして好ましくは、Ｃ₁−Ｃ₄アルキル及びアルケニル基、特にメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、及びtert−ブチルを包含する。ヘテロ原子置換基を有する典型的なヒドロカルビル基は、−COCH₃， −CH₂OH， −CF₃， −NHCH₃ ， −CO₂CH₂CH₃及び−CON(CH₃)₂を含む。本発明の化合物は、たとえばハイブリダイゼーションアッセイにおいてプローブとして使用される光活性ポリヌクレオチドの調製における中間体として又は成分として有用である。本発明は１又は複数のそれらの分子がポリヌクレオチドの一部を実質的に形成することであるので、前記分子の一部を形成する主鎖成分は、グリセリン又はほとんどの場合、異なったポリヒドロキシル炭化水素分子のいづれかに由来する。グリセリル又は他のポリヒドロキシル炭化水素成分は、分子における隣接するヌクレオチドの３′及び／又は５′ ヒドロキシル基を有するホスホジエステル型結合により典型的には核酸の主鎖中にいづれかの位置で組込まれ、そして架橋成分は通常、そのような組込みの前、主鎖成分に結合されている。本発明の化合物の架橋成分部分は、クマリン自体又はいづれかの多くの置換されたクマリンから誘導され得る。グリセリン又は他の主鎖成分が結合されるであろう架橋成分前駆体におけるその位置での有機官能基は、典型的には、最終生成物における主鎖成分に架橋成分を連結するために使用される。最終生成物はしばしば、他の合成路により調製され得るので、いずれかの与えられた最終生成物は、いくつかの可能な前駆体をたぶん有するであろう。結合成分は、別の分子から生ぜしめられ、又は架橋成分前駆体及び主鎖成分前駆体の反応部分により形成され得る。結合位置以外の位置で、クマリン（又は他の）環系は、置換されなくても又は置換されても良い。フェニル環上での典型的な置換基は、有機化合物における芳香族環上に通常見出される小さな安定した置換基である。置換基は、所望には、クマリンの励起波長を変えるよう選択され得る。３−及び４−位での置換基は典型的には非極性であり、そして最ともしばしばには、炭化水素置換基であり、そしてメチル置換基が最とも通常である。クマリン置換基の位置は多種であり得るが、置換基は最ともしばしばには、４−，５−，６−，７−及び８−位で見出される。一定の好ましい態様において、クマリン成分前駆体は、主鎖成分前駆体との反応の前、下記一般式：〔式中、Ｙ，Ｚ，ｎ₂，Ｍ及びＷは上記で定義された通りであり；そしてＸ₁はＸ結合成分のすべて又は一部の前駆体である〕を有するであろう。Ｘ₁は、共有結合を形成するためにリンカー成分の前駆体上の有機官能基と反応するであろう。典型的な反応性官能基は、ヒドロキシ、アミン、ハロゲン、チオ、カルボニル、カルボキシエステル、カルボキシアミド、シリル及びビニル基を包含する。それらの前駆体は、クマリン自体から又は多くの市販のクマリン誘導体から、有機合成の標準方法により合成され得る。一定の好ましい態様において、グリセロール主鎖成分前駆体は、下記一般式：〔式中、Ｒ₁，Ｒ₂、及びｎ₁及びｎ₃は、上記で定義された通りであり、そしてＸ₂はＸ結合基のすべて又は一部の前駆体である〕を有する。Ｘ₂は典型的には、反応性官能基、及び求核又は求電子置換又は付加を受けることができる求核及び求電子基から選択されるであろう。特定の官能基の例は、ヒドロキシ、アミノ、ハロゲン、チオ、カルボニル、カルボキシエステル、カルボキシアミド、ビニル及び珪素誘導体を包含する。この前駆体は、（ポリ）ヒドロキシ炭化水素、たとえばグリセリン、市販の１，２−もしくは１，３−ジヒドロキシアルケン誘導体、又は指摘されたヒドロキシル基の位置で保護されたヒドロキシル基を有するそのような化合物から、有機合成の標準方法により合成され得る。ポリヌクレオチド合成に使用される塩基に本発明の主鎖成分の構造に類似する構造を有する成分を結合する論議のためには、Misiura，K.，Durrant，I.，Evans，M.R.，and Gait，M.J. ，Nucleic Acids Res.（1990）18，4345-4354（引用により本明細書に組込まれる）を参照のこと。本発明の化合物は、本明細書に概略されているガイドラインを用いて、合成有機化学の標準技法により調製され得る。たとえば、市販の出発材料に基づく典型的な合成は、次の反応スキームに示される。典型的な合成のための反応スキーム試薬：（ａ）水素化ナトリウム(NaH)／CH₃-O-CH₂CH₂-O-CH₃ （ｂ）７−ブロモメチルクマリン（ｃ）HCl（水性）、THF（テトラヒドロフラン）（ｄ）DMTrCl（４，４′−ジメトキシトリチルクロリド）、ピリジン（ｅ）CIPN(ipr)₂OCH₂CH₂CN，CH₂CH₂N(ipr)₂，CH₂Cl₂ 例１７−クマリニルメチルソルケタールエチレングリコールジメチルエーテル 120ｇに、ソルケタール（2.64ｇ、19.0 ｍモル）及び水素化ナトリウム（0.88ｇ、22.0ｍモル、鉱油中、60％）を添加した。その得られる懸濁液に、７−ブロモメチルクマリン（4.8ｇ、19.0ｍモル）を少しづつ、７分間にわたって添加した。15分後、氷酢酸 1.5mlを添加し、反応を停止した。次に、固形物を、遠心分離により前記懸濁液から分離した。次に、その溶液を固体に濃縮した。次に、その固体を、溶離剤として97：３のクロロホルム：酢酸エチル溶液を用いてシリカゲルクロマトグラフィーにより精製した。生成物を含む画分を TLCにより同定し、そして組合し、そして真空下で白色固体に濃縮した。収量＝630mg；融点＝75〜80℃；Rf２＝0.55（９：１のCHCl₃／酢酸エチル中において）。例２１−Ｏ−（４，４′−ジメトキシトリチル）−３−Ｏ−（７−クマニルメチル）グリセロール７−クマリニルメチルソルケタール(800mg、2.74ｍモル)を、テトラヒドロフラン（12ml）及び塩酸（６ml）の溶液に20分間、溶解した。次に、前記溶液を、油状物を得るために無水エタノール（２×５ml）と共に同時蒸発することにより乾燥せしめた。その得られる溶液を25mlの飽和炭酸ナトリウム溶液により洗浄し、そして３×25mlのジエチルエーテルにより抽出した。その溶液を真空下で油状物に濃縮した。その油状物をピリジン（２×５ml）と共に同時蒸発することにより乾燥せしめ、乾燥生成物を得た。前記液体に、ピリジン（30ml）、４−ジメチルアミノピリジン（25ml）及びトリエチルアミン(200μｌ)を添加した。その得られる溶液に、４，４′−ジメトキシトリチルクロリド（905mg、2 .95ｍモル）を添加した。その反応混合物を２時間撹拌した。水37.5mlを添加し、反応を停止し、そしてその得られる溶液を２×180ml のジエチルエーテルにより抽出した。組合されたエーテル抽出物を真空下で濃縮し、15mlの塩化メチレンに溶解し、そして溶離溶媒として４：６のアセトン：ヘキサン溶液を用いてシリカゲルクロマトグラフィーにより精製した。Rf＝0.5 を有する画分を集め、そして蒸発乾燥せしめ、生成物(770mg、55％の収率)を得た。例３１−Ｏ−（４，４′−ジメトキシトリチル）−３−Ｏ−（７−クマリニルメチル）−２−Ｏ−〔（Ｎ，Ｎ−ジイソプロピル）（２−シアノエチル）ホスホラミジット）〕−グリセロール１−Ｏ−（４，４′−ジメトキシトリチル）−３−Ｏ−（７−クマリニルメチル）グリセロール（1.20ｇ、2.18ｍモル）を、２×6.5ml の混合溶液（５mlのピリジン及び 1.5mlの塩化メチレン）と共に２度、同時蒸発せしめた。その乾燥反応体に、塩化メチレン（4.6ml）及びジイソプロピルエチルアミン（1.87ml、8.5 9ｍモル）を添加した。その懸濁液を、透明な溶液になるまで撹拌した。次に、２−シアノエチルＮ，Ｎ−ジイソプロピルクロロホスホラミジット（0.62ml、3. 24ｍモル）を前記溶液に添加した。次に、反応混合物を45mlの酢酸エチル及び 7 .2mlのトリエチルアミンにより希釈し、10％水性炭酸ナトリウム（２×30ml）、飽和炭酸ナトリウム（２×30ml）及び飽和塩化ナトリウム（２×30ml）により抽出した。有機性を真空下で濃縮した。得られる生成物を、溶媒システム（塩化メチレン／ジエチルエーテル／トリエチルアミン 90：7.5 ：１）を用いてシリカゲルクロマトグラフィーにより精製した。Rf＝0.73を有する画分を集めた。収穫物を真空下で固形物に濃縮した。収量は1.06ｇ（1.41ｍモル、64％）であった。例４非ヌクレオシドクマリン官能基を含むオリゴデオキシヌクレオチドの調製上記例３において調製された試薬を用いて、20番目の塩基（アデニン）が３− （７−クマリニルメチル）グリセロールにより置換されているＥ６遺伝子のヌクレオチド397〜417を含んで成る、ヒト乳頭腫ウィルス型16のセグメントと同一であるオリゴヌクレオチドを、DNA合成のβ−シアノエチルホスホラミジットを通して調製した。アセンブリーした後、そのオリゴヌクレオチドを、室温で1.5時間、30％ NH₄O H ３mlにより固体支持体から分離した。次に、アンモニア溶液を55℃で 1.5時間、加熱した。冷却した後、NH₄OHを真空下で除去した。粗オリゴヌクレオチドを、逆相高性能液体クロマトグラフィーにより均質になるまで精製した。前記オリゴヌクレオチドを、相補的５′−³²Ｐ−ラベルされた標的オリゴヌクレオチド（プローブ／標的のモル比＝１０：１）により0.75ＭのNaCl緩衝液（20 μｌ）において40℃で１時間ハイブリダイズせしめた。この時点で、溶液を、30 2nmの波長の光により10分間照射した。その照射された混合物の変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動分析は、放射性ラベルされた標的に対して達成された光化学架橋のレベルが80％であったことを示した。Sabaなど.,アメリカ特許第 5,082 ,934号に記載されるヌクレオシドクマリン誘導体の１つを含む類似するオリゴヌクレオチドによる対照の実験を平行して実施した。それらの試薬により得られた最適の架橋効率は60％であった。従って、本発明の化合物は、20％以上の効率（１／３高い相対的効率）を有する光化学架橋を受けた。例５前記例１，２及び３に示される類似する反応に従って、次の構造を有する生成物を同様にして合成した：この化合物はまた、非ヌクレオチドソラレン誘導体を含むオリゴデオキシヌクレオチドの調製のためにも有用である。例６例３で調製された試薬を用いて、ヒト乳頭腫ウィルス型16のゲノムのセグメントと同一であるオリゴヌクレオチドを、DNA合成のβ−シアノエチルホスホラミジット法を通して調製した。オリゴヌクレオチドは、それぞれ、Ｅ６遺伝子のヌクレオチド89−108及び２83−302(引用により本明細書に組込まれる配列)に対して相補的であった。個々の分子において、天然の配列の５′末端ヌクレオチド（アデノシン）を、３−（７−クマリニルメチル）グリセロールにより置換した。その３′末端は、ビオチン成分により終結していた。同様にして、２種のさらなる DNA分子を合成した。それらのオリゴヌクレオチドは、Ｅ６遺伝子のヌクレオチド89−108 又は283−302 のいづれかに対する相補的配列を有するが、しかしながら、それらの変性されたオリゴヌクレオチドにおいては、３−（７−クマリニルメチル）グリコールが、“Saba化合物”として本明細書において言及される２′−デオキシリボヌクレオチドの５′位置での３′−Ｏ−（Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホスホラミジット）５′−Ｏ−（４，４′−ジメトキシトリチル）誘導体を用いることによって、アメリカ特許第 5,082,934号（Sabaなど）に記載されるヌクレオシドクマリン誘導体により置換された。アセンブリーした後、４種のオリゴヌクレオチドを、室温で 1.5時間、30％ N H₄OH １mlにより固体支持体から分離した。次に、アンモニア溶液を55℃でさらに 1.5時間、加熱した。冷却の後、NH₄OHを真空下で除去した。粗オリゴヌクレオチドを、高性能液体クロマトグラフィーにより均質まで精製した。オリゴヌクレオチドを、相補的５′−³²Ｐ−ラベルされたオリゴヌクレオチド（ラベルされていないオリゴヌクレオチド：ラベルされたオリゴヌクレオチドのモル比＝ 100：１）により40℃で１時間、0.75ＭのNaCl緩衝液（20μｌ）においてハイブリダイズした。この時点で、溶液を、UV-B波長の光(XL 1500UV架橋剤、 Sepctronics，Inc.)により15分間、照射した。架橋の程度（放射性ラベルされた標的に対して）を、変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動、続く励起されたバンドのシンチレーション計数により決定した。その結果は次の表に示される：その結果は、本発明の化合物が、アメリカ特許第 5,082,934号の化合物よりも一層効果的に光化学架橋を受けることを示す（10％以上の相対的効率）。例７１−Ｏ−（４，４′−ジメトキシトリチル）−３−Ｏ−（７−クマニリル）− ２−Ｏ−（２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホスホラミジット）グリセロール本発明のもう１つの態様を、例１におけるようにして、７−ブロモメチルクマリンの代わりに７−ヒドロキシクマリンを用いて合成した。１−Ｏ−（４，４′ −ジメトキシトリチル）−３−Ｏ−（７−クマリニル）−２−Ｏ−（２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホスホラミジット）グリセロールの合成についての反応スキームは次の通りである：このスキーム路は、７−ブロモメチルクマリンを用いての反応順序よりも完結するために少ない時間を必要として、そして７−ブロモメチルクマリン合成順序に比較して約50％の費用の節約を提供する。７−ヒドロキシクマリン誘導体が、オリゴヌクレオチド中に導入され、そしてそれは、アメリカ特許第 5,082,934号の化合物よりもオリゴヌクレオチドの保護解除（室温で濃縮された NH₃への暴露）の間、より安定している。７−ヒドロキシクマリン誘導体は、７−ブロモメチルクマリン誘導体(310nmのλ最大)に比較して異なった吸光スペクトル(325nmの λ最大)を示す。７−ヒドロキシクマリン誘導体は、７−ブロモメチルクマリン誘導体に比較して赤に移動（レッドシフト）され、これは消光物質、たとえば核酸の効果を減じる。このスペクトルシフトはまた、７−ヒドロキシクマリン誘導体のより選択的な励起を可能にする。７−グリシジルクマリンの合成中間体７−グリシジルクマリンを、７−ヒドロキシクマリン16.2 ｇ、エピブロモヒドリン15.8ｇ、炭酸カリウム13.8ｇ及びアセトン（“反応溶液 ”）270mlを含む、還流冷却器を備えた反応フラスコにおいて調製した。反応溶液を煮沸し、そして一晩、還流し、冷却し、５％ NaOH 水溶液 100mlにより処理し、そして塩化メチレン80mlにより３度抽出した。溶媒を蒸発した後、黄色の粗固形物を得た。その粗固形物(1.5ｇ)を、50℃で、ヘキサン30ml及びアセトン20m lの溶液に溶解した。次に、ヘキサン／アセトン溶液を、０℃で２〜３時間、冷却した。白色結晶が形成し、そして濾過により集め、そして白色粉末に乾燥せしめた。290mgの白色粉末を得た。この新規化合物（７−グリシジルクマリン）の融点は 110〜112 ℃であった。薄層クロマトグラフィー(TLC)処理を８％ｖ／ｖ酢酸エチル／CHCl₃溶液において行ない；７−グリシジルクマリンのRf値は 0.6 であった。グリシジルクマリンの加水分解７−グリシジルクマリン（2.0ｇ）を、アセトン80ml及び 1.8Ｍの水性H₂SO₄ 5 0mlの溶液に溶解した。そのアセトン／酸溶液を20分間、加熱煮沸した。その溶液を冷却し、そしてpHが７〜８に達するまで、1.6Ｍの NH₄OH水溶液により中和した。その中和された溶液を、50mlの酢酸エチルにより３度抽出した。溶媒を蒸発した後、生成物、すなわち７−（１−Ｏ−グリセリルオキシ）クマリン(118〜 120℃の融点)を得た。１−Ｏ−（４，４′−ジメトキシトリチル）−３−Ｏ−（７−クマリニル）グリセロールの合成クマリニルグリセロール（1.37ｇ）を、精製されたピリジン11mlと共に、回転蒸発により３度、同時蒸発した。その同時蒸発されたクマリニルグリセロールを、４−ジメチルアミノピリジン44mg、トリエチルアミン 330μｌ、ピリジン45ml 及び塩化ジメトキシトリチル1.78ｇに添加した。その溶液を室温で３時間、撹拌した。反応を、脱イオン化された水66mlを添加することによって停止せしめた。次に、その反応溶液を、塩化メチレン35mlにより３度抽出した。有機相を硫酸ナトリウム上で乾燥せしめた。溶媒を蒸発することによって得られた粗生成物を、シリカゲルカラムを用いて及び70％ヘキサン、28％アセトン及び２％トリエチルアミンの溶液により溶離することによるクロマトグラフィー処理により精製した。2.6ｇの精製された生成物（１−Ｏ−（４，４′−ジメトキシトリチル）−３−Ｏ−（７−クマリニル）グリセロール）は、同じ溶媒システムを用いて、0.43のRfを有する単一の TLCスポットを付与した。１−Ｏ−（４，４′−ジメトキシトリチル）−３−Ｏ−（７−クマリニル）−２ −Ｏ−（２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホスホラミジット）グリセロールの合成１−Ｏ−４，４′−ジメトキシトリチル−３−Ｏ−（７−クマリニル）グリセロール(2.5ｇ)を、75％ピリジン及び25％塩化メチレン溶液12mlと共に２度、同時蒸発した。塩化メチレン５ml及びピリジン５mlの溶液を、無水の粘性液体（塩化メチレン／クマリン溶液）に添加した。塩化メチレン／クマリン溶液を、ジイソプロピルエチルアミン３ml、塩化メチレン10ml及び２−シアノエチルＮ，Ｎ− ジイソプロピルクロロホスホラミジット 1.8ｇの溶液を含む50mlのフラスコにアルゴン下で添加した。その溶液を90分間、撹拌した。反応混合物を、酢酸エチル 60ml及びトリエチルアミン３mlの溶液により希釈した。その反応混合物を飽和塩化ナトリウム水溶液50mlにより２度抽出した。次に、有機相を硫酸ナトリウム上で乾燥せしめた。粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーカラムにより精製した。2.6ｇの精製された生成物は、80％ヘキサン及び20％アセトン溶離剤を用いて 0.2のRfを有する、TLCによる単一のスポットを付与した。例８例７で調製された試薬を用いて、クラミジア・トリコマチス(Chlamydia trach omatis)の隠れた(cryptic)プラスミドのセグメントと同一であるオリゴヌクレオチドを、DNA合成のβ−シアノエチルホスホラミジット法により調製した。そのオリゴヌクレオチドは、前記隠れたプラスミドのヌクレオチド 876−900， 6857 −6878，7118−7140及び6725−6752（本明細書において引用により組込まれる配列）に対して相補的であり、最初の２つのオリゴヌクレオチドはオリゴヌクレオチド当たり１つの架橋化合物を含み、そして後者の２つのオリゴヌクレオチドはオリゴヌクレオチド当たり２つの架橋化合物を含む。自動化された合成の後、オリゴヌクレオチドを固体支持体から分離し、そして 30％ NH₄OH ３mlにより室温で２時間、保護解除した。NH₄OHを真空下で除去し、そして粗オリゴヌクレオチドを、変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動により均質まで精製した。オリゴヌクレオチドを、相補的５′−³²Ｐ−ラベルされたオリゴヌクレオチド（ラベルされていないオリゴヌクレオチド：ラベルされたオリゴヌクレオチドのモル比＝ 100：１）により40℃で20分間、0.75ＭのNaCl緩衝液(195μｌ)においてハイブリダイズした。この時点で、溶液を、UV-A波長の光（８Ｗのランプ）により20分間、照射した。架橋の程度（放射性ラベルされた標的に対して）を、変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動、続く励起されたバンドのシンチレーション計数により決定した。その結果は次の表に示される：前記結果は、本発明の化合物がアメリカ特許第 5,082,934号の化合物よりも、より効果的に光化学架橋を受けることを示す。例９（１）短い側鎖、たとえばグリセロール、（２）長い側鎖、たとえばポリ（エチレングリコール）、（３）芳香族環及び（４）脂肪族環式環、たとえばエチレン−ジオキシ環を含む種々の側鎖を含むクマリン誘導体を合成することができる。そのようなクマリン誘導体を、適切なクマリン出発材料、たとえば７−メチルクマリン、７−ヒドロキシクマリン、エスクレチン（６，７−ジヒドロキシクマリン）又は７−グリシジルクマリンから合成することができる。活性官能基を含む所望する側鎖を、個々のクマリン出発材料に結合する。脂肪族複素環式環誘導体を含むクマリンについての反応スキーム１−Ｏ−〔２ −シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホスホラミジット〕−２，３−Ｏ−（６，７−クマリニル）−グリセロールこの化合物自体は、上記一般式内の化合物ではないが、しかし示される反応の最終段階においてホスホラミジットの形成により活性化されるヒドロキシル基とＸ及び／又はＢ単位前駆体との反応を通してそのような化合物を調製するために使用され得る中間体である。試薬：（ａ）炭酸カリウム／アセトン（ｂ）水酸化カリウム（ｃ）２−シアノエチルＮ，Ｎ−ジイソプロピルクロロホスホラミジット／ジイソプロピルエチルアミン／ピリジン＊：エピブロモヒドリンの代わりに２，３−ジブロモ−１，４−ジヒドロキシブタンとの段階（ａ）での反応は、類似する化合物２，３−Ｏ−（６，７−クマリニル）−１，２，３，４−テトラヒドロキシブタンをもたらし；次にこれを、下記に示されるような１−Ｏ−Ｏ−（４，４′−ジメトキシトリチル）−４−Ｏ−（ β−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホスホラミジット）−２，３−Ｏ，Ｏ−（６，７−クマリニル）−１，２，３，４−テトラヒドロキシブタンに転換することができる：６，７−（ヒドロキシメチルエチレンジオキシ）クマリンの調製（段階ＡＩ及びＡII）エスクレチン（0.90ｇ）を、炭酸カリウム（1.40ｇ）及び水性アセトン 200ml の溶液と共に室温で１時間撹拌した。次に、黄色の懸濁液を一晩還流した。次に、水酸化カリウム（0.70ｇ）を添加し、そして１時間還流した。次に、その溶液を、遠心分離により固体から分離した。次に、その溶液を水アスピレーターにより蒸発した。次に、得られる生成物を水50mlに溶解した。次に、その水溶液を、 35mlの塩化メチレンにより２度抽出した。有機溶液を２Ｍの水酸化ナトリウム50 mlにより２度抽出した。得られる有機相を、硫酸ナトリウム上で乾燥せしめた。溶媒の蒸発の後、白色固体 200mgを得た。50％アセトン／ヘキサンにおける TLC は、Rf 0.42を示す。収率は、26％（重量）であった。脂肪族複素環式環誘導体の調製（段階ＡIII）６，７−（ヒドロキシメチルエチレンジオキシ）クマリン(200mg)を、無水ピリジン１mlと共に２度、同時蒸発した。その無水反応体に、ジクロロメタン 0.9 ml及びピリジン 0.9mlを添加した。２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルクロロホスホラミジット（280mg）を、ジイソプロピルエチルアミン 0.2ml及びジクロロメタン 0.9mlの溶液に溶解した。そのホスホラミジット溶液をクマリン溶液に添加した。得られる溶液を室温で２時間、撹拌した。次に、その反応混合物を、酢酸エチル10ml及びトリエチルアミン 0.5mlの溶液により希釈した。その溶液を、飽和塩化ナトリウム溶液６mlにより３度抽出した。溶媒の蒸発後、得られる生成物を次の溶離剤を用いてシリカゲルカラムにより精製した：アセトン／ヘキサン／トリエチルアミン＝36／60／４。Rf＝0.57（同じ溶離剤を用いての TLCにより）を有する精製された生成物(100mg)を得た。芳香族側鎖に連結されるクマリンについての反応スキーム３−Ｏ−（７−クマリニルメトキシ）−１−Ｏ−〔２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ− ジイソプロピルホスホラミジット〕−１，３−ジヒドロキシベンゼン試薬：（ａ）２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルクロロホスホラミジット、ジイソプロピルエチルアミン／ピリジン／ジクロロメタン７−ブロモメチルクマリンの調製（段階ＢＩ）７−メチルクマリン（28ｇ）、70％ベンゾイルペルオキシド（1.68ｇ）及びＮ −ブロモスクシンイミド（30.8ｇ）を、１ｌのフラスコ中でクロロホルム 140ml に添加し、そしてその懸濁液を一晩、還流した。その溶液をクロロホルム 100ml により希釈した。得られる粗生成物をアセトン 750mlから再結晶化した。172〜1 76℃の融点を有する白色固体（21ｇ）を得た。３−Ｏ−（７−クマリニルメチル）−１，３−ジヒドロキシベンゼンの調製（段階ＢII）７−ブロモメチルクマリン（0.70ｇ）を、レソルシノール（2.25ｇ）、炭酸カリウム（1.75ｇ）及びアセトン(200ml)の懸濁液に添加した。その溶液を加熱し、そして４時間、撹拌した。次に、その溶液を固体から分離した。溶媒の蒸発の後、粗生成物をジクロロメタン40mlに溶解した。次に、有機溶液を水40mlにより３度抽出した。20％（ｖ／ｖ）酢酸エチル／クロロホルムを用いての TLCは、Rf ＝0.32を付与した。溶媒の蒸発の後、生成物をCH₂Cl₂／酢酸エチル溶液から再結晶化し；精製された生成物 300mgを得た。３−Ｏ−（７−クマリニルメトキシ）−１−Ｏ−〔２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ− ジイソプロピルホスホラミジット〕−１，３−ジヒドロキシベンゼンの調製（段階ＢIII）２−シアノエチルＮ，Ｎ−ジイソプロピルクロロホスホラミジットを、段階Ａ IIIの態様に類似する態様で段階ＢIIの生成物と反応せしめた。長い側鎖を含むクマリンについての反応スキーム３−Ｏ−（７−クマリニル）−２−Ｏ−（２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホスホラミジット）−１−Ｏ−（２−〔２−（４，４′−ジメトキシトリチルオキシ）エトキシ〕エチル）グリセロール試薬：（ａ）炭酸カリウム／アセトン（ｂ）水酸化ナトリウム／エチレングリコールジメチルエーテル（ｃ）４，４′−ジメトキシトリチルクロリド／ピリジン（ｄ）２−シアノエチルＮ，Ｎ−ジイソプロピルクロロホスホラミジット、ジイソプロピルエチルアミン／ジクロロメタン７−グリシジルクマリンの調製（段階ＣＩ）この化合物は、例６に記載のようにして調製した。３−Ｏ−（７−クマリニル）−１−Ｏ−（２−〔２−ヒドロキシエトキシ〕エチル）グリセロールの調製（段階ＣII）７−グリシジルクマリン（１ｇ）を、水酸化ナトリウム10mg、ジエチレングリコール2.65ｇ及びエチレングリコールジメチルエーテル５mlの溶液に溶解した。その溶液を６時間、加熱還流した。反応混合物を脱イオン水10mlにより希釈し、そしてジクロロメタン10mlにより３度抽出した。次に、有機相を硫酸ナトリウム上で乾燥せしめた。溶媒の蒸発の後、粗生成物を、50％（ｖ／ｖ）アセトン／ヘキサンを用いてシリカゲルカラムにより精製した。Rf 0.09を有する主要生成物( 260mg)及び Rf 0.34を有するマイナーな生成物(50mg)(50％（ｖ／ｖ）ヘキサン／アセトンの溶媒を用いてのTLC)を得た。３−Ｏ−（７−クマリニル）−１−Ｏ−（２−〔２−（４，４′−ジメトキシトリチルオキシ）エトキシ〕エチル）グリセロールの調製（段階ＣIII）段階ＣIIの生成物として得られたジヒドロキシクマリン誘導体(230mg）を、無水ピリジンと共に同時蒸発した。ジメトキシトリチルクロリド 320mg、トリエチルアミン60ml及び４−ジメチルアミノピリジン10mgをクマリン誘導体に添加した。その溶液を室温で16時間、撹拌した。その溶液を水により希釈し、そしてジクロロメタンにより抽出し、次に硫酸ナトリウム上で乾燥せしめた。溶媒の蒸発の後、粗生成物を、溶離剤として40％（ｖ／ｖ）アセトン／ヘキサンを用いてシリカゲルカラムにより精製した。３−Ｏ−（７−クマリニル）−２−Ｏ−（２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホスホラミジット）−１−Ｏ−（２−〔２−（４，４−ジメトキシトリチルオキシ）エトキシ〕エチル）グリセロールの調製（段階ＣIV）２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルクロロホスホラミジットを、段階ＡIIIに記載されるようにして段階ＣIIIの生成物と反応せしめた。段階ＡIII，ＢIII及びＣIVに使用されるホスホラミジットの調製ホスホラミジットを調製するための一般工程は、次の通りである。不活性雰囲気下で、1.2当量の２−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルクロロホスホラミジット及び 2.4当量のＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンを、隔膜によりキャップをされたガラス容器においてジクロロメタン 0.9mlに溶解した。クマリン前駆体(1.0当量)(たとえば、段階ＡII，ＢII又はＣIIIの生成物)を、ピリジン 9 .9ml及びジクロロメタン 0.9mlに溶解した。そのクロロホスホラミジット溶液を撹拌しながら、クマリン溶液を添加する。撹拌を２時間、続ける。エチルアセテートを添加し、そして有機溶液をNaCl（水性）により３度、洗浄し、そしてNa₂S O₄上で乾燥せしめる。溶媒の除去の後、粗生成物を、アトセン／ヘキサン／トリエチルアミン（36：60：４）を用いてカラムクロマトグラフィーにより精製する。適切な画分を集め、そして真空下で濃縮する。本発明を十分に記載して来たが、多くの変更及び修飾が本発明の範囲内で行なわれ得ることは、当業者に明らかであろう。本明細書に言及されるすべての出版物及び特許出願は、引用により本明細書に組込まれる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０７Ｈ 19/10 Ｃ０７Ｈ 19/10 19/20 19/20 21/00 21/00 // Ｃ１２Ｑ 1/68 Ｃ１２Ｑ 1/68 Ａ (72)発明者テイン，ダグラスワイアメリカ合衆国，カリフォルニア 94025, メンロパーク，カレッジアベニュ 701 (72)発明者アルバジリ，デイビッドアメリカ合衆国，カリフォルニア 94304, パロアルト，サンドヒルロード 1470, アパートメント 206

Claims

【特許請求の範囲】１．下記式：〔式中、Ｂは、（１）２〜10個の炭素原子及び環状の場合、５−もしくは６−員環を含む線状、枝分れしたもしくは環状炭化水素基、又は（２）５−又は６−員環を含む複素環式芳香族環系を表わし、前記Ｂ（１）又はＢ（２）は式 OR₁の１，２又は３個の基により置換され得、ここでＲ₁は独立して、Ｈ、又はポリヌクレオチドの合成の間、ヒドロキシ基を保護又はカップリングすることができるヒドロキシ−保護又はヒドロキシ−カップリング基であり、又は OR₁は前記式の残りに連結されるヌクレオチド又はポリヌクレオチドを表わし、そして前記炭化水素基の１〜３個の炭素原子が酸素、窒素、又は硫黄原子により置換され得；Ｘは、（１）結合、（２）１〜10個の炭素原子を含む線状、枝分れした、又は環状炭化水素基、あるいは（３）前記炭化水素基の１〜３個の炭素原子が酸素、硫黄又は窒素原子により置換されており、そしてＸに結合した前記式の他の部分における原子間のＸにおける原子の最とも短い結合鎖が１〜10個の原子であるＸ（２）基を表わし、ここで前記Ｘはヒドロキシ、ハロゲン、アミノ、アミド、アジド、カルボキシ、カルボニル、ペルフルオロメチル及びシアノ官能基から成る群から選択された１〜３個の置換基により任意に置換され、そしてＸは前記式のフェニル環に直接的に又はＷを通して結合され；ｎは０，１，２又は３であり；個々のＷは、独立して、ヒドロキシ、ハロゲン、アミノ、アミド、アジド、ニトロ、チオ、カルボキシ、カルボニル、ペルフルオロメチル又はシアノ官能基； 10又はそれよりも少ない炭素原子の置換されていないヒドロカルビル基；又は１〜３個の前記官能基により置換されているか、又は１つの炭素原子が酸素、硫黄又は窒素原子により置換されている前記ヒドロカルビル基を表わし、そして２つのＷが一緒になって前記式のフェニル環に融合した環を表わすことができ；但し、（１）Ｘ又はＷが置換された炭化水素である場合、Ｘ又はＷにおける置換基の合計数は、前記Ｘ又はＷにおける炭素原子の合計数よりも少なく、そして１つ以下の置換基又はヘテロ原子が所定の炭素に結合され、但し、前記置換基はハロゲン原子又は前記所定の炭素上のハロゲン原子ではなく、そして（２）すべてのＷ置換基中の合計の炭素原子が15又はそれよりも少なく；そしてＹ及びＺは独立して、Ｈ、低級アルキル又はＦを表わし、そして前記式が１つの保護結合を含み、そして前記結合が、Ｙ及びＺが前記式において結合される炭素間に位置する〕を有する化合物。２．いづれかの配向での前記Ｘが、−OCH₂−，−SCH₂−，−NHCH _n−（ここでＬはＨ，Ｆ，Cl，Ｉ又はBrを表わし、そしてｎは０，１、又は２である）である請求の範囲第１項記載の化合物。３．前記Ｘが５−もしくは６−員環、又は１つのＯ，ＳもしくはＮ原子を含む５−又は６−員のヘテロ環を有する環状構造を有する請求の範囲第１項記載の化合物。４．Ｘの右側の前記式のすべてが、クマリン又は前記式内のその誘導体を表わす請求の範囲第１項記載の化合物。５．前記Ｘがクマリン成分の７位に共有結合されている請求の範囲第１項記載の化合物。６．前記Ｂが、次の第３の副一般式の基：〔前記式中、Ｒ_x，Ｒ_y及びＲ_zは独立して、Ｈ又は OR₁を表わし；ｍ，ｎ，ｐ，ｑ及びｒは独立して０又は１を表わし；前記副一般式の１つの水素が、前記Ｘ基への共有結合により置換され；そして他方では、前記化合物の前記式のすべての他の置換基及び定義は前で定義された通りである〕を表わす請求の範囲第１項記載の化合物。７．前記Ｂが飽和されている請求の範囲第６項記載の化合物。８．前記Ｂが前記第３の副一般式を有する請求の範囲第６項記載の化合物。９．ｍ＋ｎ＋ｐ＋ｑ＋ｒが０，１又は２である請求の範囲第６項記載の化合物。 10．前記第３の副一般式が、非環式の飽和二又は三−ヒドロキシ炭化水素を表わす請求の範囲第６項記載の化合物。 11．前記第３の副一般式が三−Ｏ−置換されたグリセリンを表わす請求の範囲第６項記載の化合物。 12．前記ヌクレオチド又はポリヌクレオチドが、リン含有結合基を通して前記化合物に連結される請求の範囲第１項記載の化合物。 13．前記リン含有基がホスフェート基である請求の範囲第12項記載の化合物。 14．前記Ｂがベンゼン又はナフタレン環を含む請求の範囲第１項記載の化合物。 15．前記Ｂが架橋された炭化水素環を含む請求の範囲第１項記載の化合物。 16．前記Ｂがビシクロ〔３．１．０〕ヘキサン、もしくは〔２．２．１〕ヘプタン環を含む請求の範囲第１項記載の化合物。 17．前記Ｂがスピロ又はジスピロ炭化水素環を含む請求の範囲第１項記載の化合物。 18．前記少なくとも１つのＲ₁が、トリチル、ピキシル、ジメトキシトリチル、モノメトキシトリチル、ホスフィット、ホスホラミジット、ホスフェート、Ｈ −ホスホネート、ホスホロチオエート、メチルホスホネート、ホスホジチオエート、又はホスホトリエステル基を表わす請求の範囲第１項記載の化合物。 19．前記Ｂが、フラン、ピラン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、ピペリジン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、チオフェン、アクリジン、インドール、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、キノキサリン、キサンテン、及び１，２−ベンゾピランから成る群から選択された複素環式環を含む請求の範囲第１項記載の化合物。 20．前記化合物が、式（Ｎ_m1Ｑ_m4Ｎ_m2）_m3〔式中、個々のＮは所望するポリヌクレオチド配列のヌクレオチドを表わし、Ｑは請求の範囲第１項記載の式におけるヌクレオチド置換分子を表わし、そしてｍ１，ｍ２及びｍ３は整数であり、そしてｍ３が１〜10である請求の範囲第１項記載の化合物。 21．前記ｍ１及びｍ２が 100よりも少ない請求の範囲第20項記載の化合物。 22．前記少なくとも１つのＱが末端位置で存在し、そして少なくとも１つのＱが前記ポリヌクレオチド配列の内部位置で存在する請求の範囲第21項記載の化合物。 23．前記少なくとも１つのＱが前記ポリヌクレオチド配列の内部位置で存在する請求の範囲第21項記載の化合物。 24．前記Ｑが前記ポリヌクレオチド配列の末端位置で存在する請求の範囲第21 項記載の化合物。 25．前記Ｂ−Ｘ−が R₁-O-CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-O-CH₃-CH(OR₁)-CH₂-O-である請求の範囲第１項記載の化合物。る請求の範囲第１項記載の化合物。 27．下記一般式：〔式中、Ｂは、（１）３〜10個の炭素原子及び環状の場合、５−もしくは６−員環を含む線状、枝分れしたもしくは環状炭化水素基、又は（２）５−又は６−員環を含む複素環式芳香族環系を表わし、前記Ｂ（１）又はＢ（２）は式OR₁（ここで、Ｒ₁はＨ、又はポリヌクレオチドの合成の間、ヒドロキシ基を保護又はカップリングすることができるヒドロキシ−保護又はヒドロキシ−カップリング基を表わし）の１，２もしくは３個の基、又は２個の基(OR₁が前記式の残りに連結されるヌクレオチド又はポリヌクレオチドを表わす場合）により置換され、そして前記炭化水素基の１〜３個の炭素原子が酸素、窒素又は硫黄により置換され得；又はＢは、下記第３の副一般式：〔前記式中、Ｒ_x，Ｒ_y及びＲ_zは独立して、 OR₁を表わし；ｍ，ｎ，ｐ，ｑ及びｒは独立して０又は１を表わし；前記副一般式の１つの水素が、前記Ｘ基への共有結合により置換されている〕で表わされる基を表わし；Ｘは、（１）結合、（２）１〜10個の炭素原子を含む線状、枝分れした、もしくは環状炭化水素基、又は（３）前記炭化水素基の１〜３個の炭素原子が酸素、硫黄もしくは窒素原子により置換されており、そしてＸに結合される前記式の他の部分における原子間のＸにおける原子の最も短い結合鎖が１〜10 個の原子であるＸ（２）基を表わし、ここで前記Ｘはヒドロキシ、ハロゲン、アミノ、アミド、アジド、カルボキシ、カルボニル、ペルフルオロメチル及びシアノ官能基から成る群から選択された１〜３個の置換基により任意に置換され、そしてＸは前記式のフェニル環に直接的に又はＷを通して結合され；ｎは０，１，２又は３であり；個々のＷは、独立して、ヒドロキシ、ハロゲン、アミノ、アミド、アジド、ニトロ、チオ、カルボキシ、カルボニル、ペルフルオロメチル又はシアノ官能基； 10又はそれよりも少ない炭素原子の置換されていないヒドロカルビル基；あるいは１〜３個の前記官能基により置換されているか、又は１つの炭素原子が酸素、硫黄又は窒素原子により置換されている前記ヒドロカルビル基を表わし、そして２つのＷが前記式のフェニル環に融合される環を一緒に表わすことができ；但し、（１）Ｘ又はＷが置換された炭化水素である場合、Ｘ又はＷにおける置換基の合計数は、前記Ｘ又はＷにおける炭素原子の合計数よりも少なく、そして１つ以下の置換基又はヘテロ原子が所定の炭素に結合され、但し、前記置換基はハロゲン原子又は前記所定の炭素上のハロゲン原子ではなく、そして（２）すべてのＷ置換基における合計の炭素原子が15又はそれよりも少なく；そしてＹ及びＺは独立して、Ｈ又は低級アルキルを表わす〕を有する化合物。 28．いづれかの配向での前記Ｘが、−OCH₂−，−SCH₂−，−NHCH _n−（ここでＬはＨ，Ｆ，Cl，Ｉ又はBrを表わし、そしてｎは０，１、又は２である）である請求の範囲第27項記載の化合物。 29．前記Ｘが５−もしくは６−員環、又は１つのＯ，ＳもしくはＮ原子を含む５−もしくは６−員のヘテロ環を有する環状構造を有する請求の範囲第27項記載の化合物。 30．前記Ｗが前記式のフェニル環に融合されるピロン又はフラン環である請求の範囲第27項記載の化合物。 31．Ｘの右側の前記式のすべてが、ソラレン、シス−ベンゾジピロン、又は前記式内のそのトランス−ベンゾジピロンを表わす請求の範囲第27項記載の化合物。 32．前記Ｘがソラレン成分のフラン環の４位に共有結合される請求の範囲第27 項記載の化合物。 33．前記Ｂが、を表わし、そして他方では、前記化合物の前記式のすべての他の置換基及び定義は前で定義された通りである請求の範囲第27項記載の化合物。 34．前記Ｂが飽和されている請求の範囲第27項記載の化合物。 35．前記Ｂが前記第３の副一般式を有する請求の範囲第27項記載の化合物。 36．ｍ＋ｎ＋ｐ＋ｑ＋ｒが０，１、又は２である請求の範囲第35項記載の化合物。 37．前記Ｂが非環式の飽和トリ−ヒドロキシ炭化水素を表わす請求の範囲第36 項記載の化合物。 38．前記Ｂがトリ−Ｏ−置換されたグリセリンを表わす請求の範囲第36項記載の化合物。 39．前記少なくとも１つのＲ₁が、トリチル、ピキシル、ジメトキシトリチル、モノメトキシトリチル、ホスフィット、ホスホラミジット、ホスフェート、Ｈ −ホスホネート、ホスホロチオエート、メチルホスホネート、ホスホジチオエート、又はホスホトリエステル基を表わす請求の範囲第27項記載の化合物。 40．前記Ｂが、フラン、ピラン、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、ピペリジン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、チオフェン、アクリジン、インドール、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、キノキサリン、キサンテン、及び１，２−ベンゾピランから成る群から選択された複素環式環を含む請求の範囲第27項記載の化合物。、 41．前記化合物が、式（Ｎ_m1Ｑ_m4Ｎ_m2）_m3〔式中、個々のＮは所望するポリヌクレオチド配列のヌクレオチドを表わし、Ｑは請求の範囲第１項記載の式におけるヌクレオチド置換分子を表わし、そしてｍ１，ｍ２及びｍ３は整数であり、そしてｍ３が１〜10である請求の範囲第27項記載の化合物。 42．化合物、すなわち１−Ｏ−（４，４′−ジメトキシトリチル）−４−Ｏ− （β−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホスホラミジット）−２，３−Ｏ，Ｏ−（６，７−クマリニル）−１，２，３，４−テトラヒドロブタン；２，３ −Ｏ，Ｏ−（６，７−クマリニル）−１，２，３，４−テトラヒドロキシブタン；１−Ｏ−〔 β−シアノエチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホスホラミジット〕−２，３−Ｏ，Ｏ−（６，７−クマリニル）−グリセロール；又は２，３−Ｏ−（６，７−クマリニル）−グリセロール。