KR20150111989A - 변형된 커플링 프로토콜을 이용하는 올리고머 화합물의 제조 방법 - Google Patents

변형된 커플링 프로토콜을 이용하는 올리고머 화합물의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150111989A
KR20150111989A KR1020157023079A KR20157023079A KR20150111989A KR 20150111989 A KR20150111989 A KR 20150111989A KR 1020157023079 A KR1020157023079 A KR 1020157023079A KR 20157023079 A KR20157023079 A KR 20157023079A KR 20150111989 A KR20150111989 A KR 20150111989A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substituted
alkyl
solid support
group
formula
Prior art date
Application number
KR1020157023079A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102190852B1 (ko
Inventor
아이자이어 이. 세딜로
마이클 티. 미가와
브래드 더블유. 완
Original Assignee
아이시스 파마수티컬즈 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아이시스 파마수티컬즈 인코포레이티드 filed Critical 아이시스 파마수티컬즈 인코포레이티드
Publication of KR20150111989A publication Critical patent/KR20150111989A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102190852B1 publication Critical patent/KR102190852B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H21/00—Compounds containing two or more mononucleotide units having separate phosphate or polyphosphate groups linked by saccharide radicals of nucleoside groups, e.g. nucleic acids
    • C07H21/02—Compounds containing two or more mononucleotide units having separate phosphate or polyphosphate groups linked by saccharide radicals of nucleoside groups, e.g. nucleic acids with ribosyl as saccharide radical
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H1/00—Processes for the preparation of sugar derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H1/00—Processes for the preparation of sugar derivatives
    • C07H1/02—Phosphorylation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H19/00—Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof
    • C07H19/02—Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof sharing nitrogen
    • C07H19/04—Heterocyclic radicals containing only nitrogen atoms as ring hetero atom
    • C07H19/06—Pyrimidine radicals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H19/00—Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof
    • C07H19/02—Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof sharing nitrogen
    • C07H19/04—Heterocyclic radicals containing only nitrogen atoms as ring hetero atom
    • C07H19/16—Purine radicals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H21/00—Compounds containing two or more mononucleotide units having separate phosphate or polyphosphate groups linked by saccharide radicals of nucleoside groups, e.g. nucleic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H1/00—Processes for the preparation of sugar derivatives
    • C07H1/02—Phosphorylation
    • C07H1/04—Introducing polyphosphoric acid radicals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

본 명세서에서는 올리고머 화합물들의 합성 방법이 제공되되, 여기서 표준 커플링 프로토콜들이 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 커플링할 때 변형된다. 특히, 변형된 커플링 프로토콜들은 증가된 접촉 시간으로 커플링 시약 중의 포스포라미다이트 용액 대 활성제 용액의 비의 감소를 제공한다. 변형된 커플링 프로토콜들은 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드 이외의 다른 변형 뉴클레오사이드를 지니는 유사한 올리고머 화합물들과 견줄만한 수율을 지니는 올리고머 화합물들을 제공한다.

Description

변형된 커플링 프로토콜을 이용하는 올리고머 화합물의 제조 방법{METHOD OF PREPARING OLIGOMERIC COMPOUNDS USING MODIFIED COUPLING PROTOCOLS}
서열목록
본 발명은 전자 형식으로 서열목록과 함께 출원되고 있다. 서열목록은 파일명 DVCM0037WOSEQ.txt(작성일: 2014년 1월 27일, 크기: 4Kb)로서 제공된다. 이 서열목록의 전자 형식의 정보는 본 명세서에 그의 전문이 참고로 편입된다.
발명의 기술분야
본 발명은 올리고머 합성 분야에 관한 것이다. 특히, 올리고머 화합물의 합성의 개선은 화학식 I을 가진 이환식 뉴클레오사이드를 위한 고체상 올리고머 합성 동안 커플링 프로토콜의 변형에 의해 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물의 고체상 합성의 개선은 화학식 I을 가진 이환식 뉴클레오사이드의 커플링을 위한 증대된 효율을 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 변형된 커플링 프로토콜은 개선된 수율을 제공한다.
올리고뉴클레오타이드들은 다양한 생물학적 및 생화학적 응용 분야에서 이용되어 왔다. 이들은 중합효소 연쇄반응(PCR)을 위한 프라이머 및 프로브로서, 표적 확인, 약물 발견 및 개발에서 사용되는 안티센스제(antisense agent)로서, 리보자임으로서, 압타머(aptamer)로서, 그리고 면역계의 일반적 자극제로서 이용되어 왔다. 올리고뉴클레오타이드의 광범위한 이용은 빠르고 저렴하며 효율적인 그의 합성을 위한 요구 증가로 이어졌다.
합성 올리고뉴클레오타이드는 뉴클레오사이드 단량체의 5'-하이드록실기 또는 성장하는 올리고머의 유리 5'-하이드록실기에 대한 뉴클레오사이드 포스포라미다이트의 반복된 커플링을 통하여 일반적으로 제조된다. 올리고머 합성을 수행하는 통상적으로 이용되는 방법은 포스포라미다이트 접근법이다(예를 들어, 문헌들[Beaucage and Caruthers (1981) Tetrahedron Letters 22:1859-1862; McBride and Caruthers (1983) Tetrahedron Letters 24:245-248; Sinha et al. (1984) Nucleic Acids Res. 12:4539-4557 및 Beaucage and Iyer (1992) Tetrahedron 48:2223-2311] 참조, 이들 각각은 그의 전문이 본 명세서에 참고로 편입된다).
하나 이상의 cEt 이환식 뉴클레오사이드(4'-CH(CH3)-O-2' 브리지 뉴클레오사이드)를 포함하는 올리고머 화합물의 합성은 cEt 뉴클레오사이드 없이도 당량보다 낮은 수율의 올리고머 화합물을 지속적으로 제공해왔다. 커플링 시약이 전형적으로 아미다이트 용액과 활성제 용액의 50/50 혼합물인 표준 프로토콜을 이용할 경우 cEt 뉴클레오사이드가 다른 변형 뉴클레오사이드와 동일한 효율에서 커플링되지 않았던 것이 확인되었다.
본 명세서에서는, 올리고머 화합물을 제조하는 방법이 제공되되, 이때 커플링 프로토콜이 화학식 I을 가진 이환식 뉴클레오사이드를 위하여 변형된다. 이러한 변형된 커플링 프로토콜은 포스포라미다이트 단량체 소단위(phosphoramidite monomer subunit)들을 이용해서 올리고머 화합물의 자동화된 대규모 고체상 합성을 특히 가능하게 한다. 변형된 커플링 프로토콜의 이용은 개선된 커플링 효율 및 전체적인 수율을 제공하는 한편 표준 프로토콜에 따라서 동일한 당량수의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 이용한다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 명세서에서는 고체 지지체 결합된 유리 하이드록실기들을 하기 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드에 커플링시키는 방법이 제공된다:
Figure pct00001
식 중, 화학식 I의 각각의 이환식 뉴클레오사이드에 대해서:
Bx는 선택적으로 보호된 복소환식 염기 모이어티이고;
T1은 하이드록실 보호기이며;
T2는 인터뉴클레오사이드 연쇄를 형성 가능한 반응성 인기(reactive phosphorus group)이고;
Q1 및 Q2 중 한쪽은 H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일 또는 치환된 C2-C6 알킨일이고, Q1 및 Q2 중 다른 한쪽은 C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일 또는 치환된 C2-C6 알킨일이며;
각 치환된 기는, 독립적으로, 할로겐, OJ1, SJ1, NJ1J2, N3, CN, C(=O)OJ1, C(=O)NJ1J2, C(=O)J1, O-C(=O)NJ1J2, N(H)C(=O)NJ1J2 및 N(H)C(=S)NJ1J2로부터 독립적으로 선택된 치환기로 단일 또는 다중 치환되고;
각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일, C1-C6 아미노알킬 또는 보호기이며;
상기 방법은, 활성제 용액 약 70부피% 및 약 0.2 몰 농도의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 지닌 용액 약 30부피%인 커플링 시약으로 유리 하이드록실기를 처리하는 단계를 포함하되, 첨가된 커플링 시약의 부피는 약 1.75 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 제공한다.
소정의 실시형태에 있어서, 1.75 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드는 유리 하이드록실기들을 지니는 고체 지지체의 초기 로딩(initial loading)에 기초한다.
소정의 실시형태에 있어서, 첨가된 커플링 시약의 부피는 약 1.5 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 첨가된 커플링 시약의 부피는 약 1.4 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 첨가된 커플링 시약의 부피는 약 1.75 내지 약 1.4 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 제공한다.
소정의 실시형태에 있어서, 유량(flow rate)은 표준 프로토콜들에 비해서 고체 지지체에 대한 커플링 시약의 첨가를 위하여 늦춰진다.
소정의 실시형태에 있어서, 고체 지지체에 대한 커플링 시약을 위한 재순환 시간은 표준 프로토콜들에 비해서 증가된다.
소정의 실시형태에 있어서, 활성제 용액은, 아세토나이트릴 중 약 1.0몰 4,5-다이사이아노이미다졸 및 약 0.1몰 N-메틸이미다졸을 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드의 용액은, 0.2몰 용액을 제공하기 위하여 아세토나이트릴 또는 약 50/50 (v/v)의 아세토나이트릴과 톨루엔의 혼합물 중 어느 한쪽에 이환식 뉴클레오사이드를 용해시킴으로써 제조된다.
소정의 실시형태에 있어서, 고체 지지체 상의 유리 하이드록실기들의 초기 로딩은 약 100 m㏖ 초과이다. 소정의 실시형태에 있어서, 고체 지지체 상의 유리 하이드록실기들의 초기 로딩은 약 200 m㏖ 초과이다. 소정의 실시형태에 있어서, 고체 지지체 상의 유리 하이드록실기들의 초기 로딩은 약 220 m㏖ 내지 약 600 m㏖이다. 소정의 실시형태에 있어서, 고체 지지체 상의 유리 하이드록실기들의 초기 로딩은 약 220 m㏖ 내지 약 900 m㏖이다. 소정의 실시형태에 있어서, 고체 지지체 상의 유리 하이드록실기들의 초기 로딩은 약 200 m㏖ 초과이고, 고체 지지체에 대한 커플링 시약의 전달은 약 1.75 당량을 전달하는데 약 4 내지 약 5분을 요하는 유량에서 행해진다. 소정의 실시형태에 있어서, 고체 지지체 상의 유리 하이드록실기들의 초기 로딩은 약 200 m㏖ 초과이고, 고체 지지체에 대한 커플링 시약의 전달은 약 1.75 당량을 전달하는데 약 4 내지 약 5분을 요하는 유량에서 행해지고, 그리고 약 4.5 내지 약 5.5분의 시간 동안 커플링 시약의 재순환을 더 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 유리 하이드록실기들은 연결 모이어티들을 통해서 고체 지지체에 결합된다. 소정의 실시형태에 있어서, 연결 모이어티들은 유니링커(Unylinker)(상표명) 기들이다. 소정의 실시형태에 있어서, 유리 하이드록실기들은 고체 지지체에 직접 또는 복수개의 단량체 소단위를 통하여 연결되는 단량체 소단위들 상에 위치된다.
소정의 실시형태에 있어서, 각각의 반응성 인기는 다이아이소프로필사이아노에톡시 포스포라미다이트이다. 소정의 실시형태에 있어서, 각각의 T1은 4,4'-다이메톡시트리틸이다.
소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이되, 여기서 각각의 치환기는 OJ1, SJ1, NJ1J2, N3 또는 CN이고, 각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2는 각각 CH3이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2 중 한쪽은 H이고, Q1 및 Q2 중 다른 한쪽은 C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이되, 이때 치환기는 각 치환된 기가 OJ1, SJ1, NJ1J2, N3 또는 CN이고, 여기서 각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2 중 한쪽은 H이고, Q1 및 Q2 중 다른 한쪽은 CH3이다.
소정의 실시형태에 있어서, 각각의 복소환식 염기 모이어티는, 독립적으로, 선택적으로 보호된 퓨린, 변형 퓨린, 피리미딘 또는 변형 피리미딘이다. 소정의 실시형태에 있어서, 각각의 복소환식 염기 모이어티는, 독립적으로, 유라실, 티민, 사이토신, 4-N-벤조일사이토신, 4-N-벤조일-5-메틸-사이토신, 아데닌, 6-N-벤조일아데닌, 구아닌 또는 2-N-아이소뷰티릴구아닌이다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 명세서에서는 복수개의 단량체 소단위를 포함하는 올리고머 화합물의 대규모 고체 지지체 합성 방법이 제공되되, 여기서 단량체 소단위 중 적어도 하나는 하기 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드이다:
Figure pct00002
식 중, 독립적으로 화학식 I의 각각의 이환식 뉴클레오사이드에 대해서:
Bx는 선택적으로 보호된 복소환식 염기 모이어티이고;
T1은 하이드록실 보호기이며;
T2는 인터뉴클레오사이드 연쇄를 형성 가능한 반응성 인기이고;
Q1 및 Q2 중 한쪽은 H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일 또는 치환된 C2-C6 알킨일이고, Q1 및 Q2 중 다른 한쪽은 C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일 또는 치환된 C2-C6 알킨일이며;
각 치환된 기는, 독립적으로, 할로겐, OJ1, SJ1, NJ1J2, N3, CN, C(=O)OJ1, C(=O)NJ1J2, C(=O)J1, O-C(=O)NJ1J2, N(H)C(=O)NJ1J2 및 N(H)C(=S)NJ1J2로부터 독립적으로 선택된 치환기로 단일 또는 다중 치환되고;
각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일, C1-C6 아미노알킬 또는 보호기이며;
상기 방법은,
a) 복수개의 블로킹된 하이드록실기가 부착된 고체 지지체를 제공하는 단계;
b) 블로킹된 하이드록실기들을 탈블로킹(deblocking)시켜 유리 하이드록실기들을 제공하는 단계;
c) 유리 하이드록실기들에 단량체 소단위들을 커플링시켜 포스파이트 트라이에스터 연결된 단량체 소단위들을 제공하는 커플링 단계로서, 여기서 각각의 단량체 소단위는 포스포라미다이트기 및 블로킹된 하이드록실기를 포함하는, 상기 커플링 단계;
d) 포스파이트 트라이에스터 연결된 단량체 소단위들을 산화 혹은 황화시켜 포스페이트 트라이에스터 또는 티오포스페이트 트라이에스터 연결된 단량체 소단위들을 제공하는 단계;
e) 포스페이트 트라이에스터 또는 티오포스페이트 트라이에스터 연결된 단량체 소단위들을 캡핑 시약들의 혼합물로 선택적으로 처리하여 임의의 미반응 유리 하이드록실기들을 블로킹시키는 단계;
f) 단계들 b) 내지 e)를 미리 결정된 수치의 횟수로 되풀이하여 반복해서 올리고머 화합물을 제공하는 단계를 포함하고; 그리고
여기서 표준 프로토콜은, 커플링 단계(단계 c)가 활성제 용액 약 70부피% 및 약 0.2 몰 농도의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 지닌 용액 약 30부피%를 포함하는 커플링 시약을 이용해서 커플링이 수행되도록 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 위하여 변형된 것을 제외하고 반복하는 단계들의 각각을 따르며, 첨가된 커플링 시약의 부피는 고체 지지체의 초기 로딩에 기초하여 약 1.4 내지 약 1.75 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 제공하고, 고체 지지체에 대한 커플링 시약의 표준 전달 유량은 저감되고, 고체 지지체에 대한 커플링 시약의 재순환 시간은 증가된다.
소정의 실시형태에 있어서, 첨가된 커플링 시약의 부피는 고체 지지체의 초기 로딩에 기초하여 약 1.4 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 첨가된 커플링 시약의 부피는 고체 지지체의 초기 로딩에 기초하여 약 1.5 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 첨가된 커플링 시약의 부피는 고체 지지체의 초기 로딩에 기초하여 약 1.6 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 첨가된 커플링 시약의 부피는 고체 지지체의 초기 로딩에 기초하여 약 1.75 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 제공한다.
소정의 실시형태에 있어서, 활성제 용액은, 아세토나이트릴 중 약 1.0몰 4,5-다이사이아노이미다졸 및 약 0.1몰 N-메틸이미다졸을 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드의 용액은 0.2몰 용액을 제공하기 위하여 아세토나이트릴 또는 약 50/50 (v/v)의 아세토나이트릴과 톨루엔의 혼합물 중 어느 한쪽에 이환식 뉴클레오사이드를 용해시킴으로써 제조된다.
소정의 실시형태에 있어서, 고체 지지체의 초기 로딩은 약 100 m㏖ 초과이다. 소정의 실시형태에 있어서, 고체 지지체의 초기 로딩은 약 200 m㏖ 초과이다. 소정의 실시형태에 있어서, 고체 지지체의 초기 로딩은 약 220 m㏖ 내지 약 900 m㏖이다.
소정의 실시형태에 있어서, 고체 지지체의 초기 로딩은 약 200 m㏖ 초과이고, 고체 지지체에 상기 커플링 시약의 전달은 약 1.4 내지 약 1.75 당량을 전달하는데 약 4 내지 약 5분을 요하는 유량에서 행해진다. 소정의 실시형태에 있어서, 고체 지지체의 초기 로딩은 약 200 m㏖ 초과이고, 고체 지지체에 대한 커플링 시약의 전달은 약 1.4 내지 약 1.75 당량을 전달하는데 약 4 내지 약 5분을 요하는 유량에서 행해지며, 커플링 시약의 재순환은 약 4.5 내지 약 5.5분이다. 소정의 실시형태에 있어서, 고체 지지체의 초기 로딩은 약 200 m㏖ 초과이고, 고체 지지체에 대한 커플링 시약의 전달은 약 1.4 내지 약 1.75 당량을 전달하는데 약 4 내지 약 5분을 요하는 유량에서 행해지며, 커플링 시약의 재순환은 약 5 내지 약 10분이다.
소정의 실시형태에 있어서, 각각의 반응성 인기는 다이아이소프로필사이아노에톡시 포스포라미다이트이다.
소정의 실시형태에 있어서, 각각의 T1은 4,4'-다이메톡시트리틸이다.
소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이되, 여기서 각각의 치환기는 OJ1, SJ1, NJ1J2, N3 또는 CN이고, 각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2는 각각 CH3이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2 중 한쪽은 H이고, Q1 및 Q2 중 다른 한쪽은 C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이되, 이때 치환기는 각 치환된 기가 OJ1, SJ1, NJ1J2, N3 또는 CN이고, 여기서 각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이다. 소정의 실시형태에 있어서, Q1 및 Q2 중 한쪽은 H이고, Q1 및 Q2 중 다른 한쪽은 C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이되, 이때 치환기는 각 치환된 기가 OJ1, SJ1, NJ1J2, N3 또는 CN이고, 여기서 각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이고, Q1 및 Q2 중 다른 한쪽은 CH3이다.
소정의 실시형태에 있어서, 각각의 복소환식 염기 모이어티는, 독립적으로, 선택적으로 보호된 퓨린, 변형 퓨린, 피리미딘 또는 변형 피리미딘이다. 소정의 실시형태에 있어서, 각각의 복소환식 염기 모이어티는, 독립적으로, 유라실, 티민, 사이토신, 4-N-벤조일사이토신, 4-N-벤조일-5-메틸-사이토신, 아데닌, 6-N-벤조일아데닌, 구아닌 또는 2-N-아이소뷰티릴구아닌이다.
소정의 실시형태에 있어서, 톨루엔 중 다이클로로아세트산은 블로킹된 하이드록실기들을 탈블로킹시키는데 이용된다. 소정의 실시형태에 있어서, 톨루엔 중 다이클로로아세트산은 블로킹된 하이드록실기들을 탈블로킹화시키고, 올리고머 화합물은 아세토나이트릴 중 트라이에틸아민으로 더욱 처리되어 인 보호기들을 제거함으로써 포스포다이에스터 또는 포스포로티오에이트로부터 독립적으로 선택된 단량체 소단위들 간에 연쇄들을 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 톨루엔 중 다이클로로아세트산은 블로킹된 하이드록실기들을 탈블로킹화하는데 이용되고, 올리고머 화합물은 이어서 아세토나이트릴 중 트라이에틸아민으로 처리되어, 인 보호기를 제거함으로써, 포스포다이에스터 또는 포스포로티오에이트로부터 독립적으로 선택된 단량체 소단위들 간에 연쇄들을 제공하고, 그 후 올리고머 화합물은 수산화암모늄으로 처리되어, 추가의 보호기들을 제거하고 고체 지지체로부터 올리고머 화합물을 절단, 즉, 분리시킨다.
본 명세서에서는 올리고머 화합물들을 제조하는 방법들이 제공되되, 여기서 표준 커플링 프로토콜은 화학식 I을 가진 이환식 뉴클레오사이드의 커플링을 위하여 변형된다. 이러한 변형된 커플링 프로토콜은 포스포라미다이트 접근법을 이용하는 올리고머 화합물들의 자동화된 대규모 고체상 합성에 특히 적용 가능하다. 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 위한 커플링 프로토콜의 변형은 더 효율적인 커플링 및 개선된 수율을 제공한다.
소정의 실시형태에 있어서, 변형된 커플링 프로토콜에 이용되는 커플링 시약은 포스포라미다이트 용액보다 훨씬 높은 퍼센트의 활성제 용액(표준 50/50과는 대조적으로 약 70/30)을 제공한다. 소정의 실시형태에 있어서, 이것은 표준 1.75 당량을 전달하도록 기타 포스포라미다이트들과 대략 동일한 표준 유량에서 증가된 전달 시간을 요구한다. 재순환 시간은 또한 고체 지지체에 대한 커플링 시약의 접촉 시간을 증가시키도록 변형된다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 명세서에서 제공되는 방법들은, 고체 지지체 결합된 유리 하이드록실기들을 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드에 커플링시키는 것을 포함한다:
Figure pct00003
식 중, 화학식 I의 각각의 이환식 뉴클레오사이드에 대해서:
Bx는 선택적으로 보호된 복소환식 염기 모이어티이고;
T1은 하이드록실 보호기이며;
T2는 인터뉴클레오사이드 연쇄를 형성 가능한 반응성 인기이고;
Q1 및 Q2 중 한쪽은 H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일 또는 치환된 C2-C6 알킨일이고, Q1 및 Q2 중 다른 한쪽은 C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일 또는 치환된 C2-C6 알킨일이며;
각 치환된 기는, 독립적으로, 할로겐, OJ1, SJ1, NJ1J2, N3, CN, C(=O)OJ1, C(=O)NJ1J2, C(=O)J1, O-C(=O)NJ1J2, N(H)C(=O)NJ1J2 및 N(H)C(=S)NJ1J2로부터 독립적으로 선택된 치환기로 단일 또는 다중 치환되고;
각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일, C1-C6 아미노알킬 또는 보호기이며;
상기 방법은, 활성제 용액 약 70부피% 및 약 0.2 몰 농도의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 지닌 용액 약 30부피%인 커플링 시약으로 유리 하이드록실기를 처리하는 단계를 포함하되, 첨가된 커플링 시약의 부피는 약 1.75 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 제공한다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 명세서에서 제공되는 방법들은 복수개의 단량체 소단위를 포함하는 올리고머 화합물의 대규모 고체 지지체 합성을 포함하되, 여기서 단량체 소단위 중 적어도 하나는 하기 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드이다:
Figure pct00004
식 중, 화학식 I의 각각의 이환식 뉴클레오사이드에 대해서:
Bx는 선택적으로 보호된 복소환식 염기 모이어티이고;
T1은 하이드록실 보호기이며;
T2는 인터뉴클레오사이드 연쇄를 형성 가능한 반응성 인기이고;
Q1 및 Q2 중 한쪽은 H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일 또는 치환된 C2-C6 알킨일이고, Q1 및 Q2 중 다른 한쪽은 C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일 또는 치환된 C2-C6 알킨일이며;
각 치환된 기는, 독립적으로, 할로겐, OJ1, SJ1, NJ1J2, N3, CN, C(=O)OJ1, C(=O)NJ1J2, C(=O)J1, O-C(=O)NJ1J2, N(H)C(=O)NJ1J2 및 N(H)C(=S)NJ1J2로부터 독립적으로 선택된 치환기로 단일 또는 다중 치환되고;
각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일, C1-C6 아미노알킬 또는 보호기이며;
상기 방법은,
a) 복수개의 블로킹된 하이드록실기가 부착된 고체 지지체를 제공하는 단계;
b) 블로킹된 하이드록실기들을 탈블로킹시켜 유리 하이드록실기들을 제공하는 단계;
c) 유리 하이드록실기들에 단량체 소단위들을 커플링시켜 포스파이트 트라이에스터 연결된 단량체 소단위들을 제공하는 커플링 단계로서, 여기서 각각의 단량체 소단위는 포스포라미다이트기 및 블로킹된 하이드록실기를 포함하는, 상기 커플링 단계;
d) 포스파이트 트라이에스터 연결된 단량체 소단위들을 산화 혹은 황화시켜 포스페이트 트라이에스터 또는 티오포스페이트 트라이에스터 연결된 단량체 소단위들을 제공하는 단계;
e) 포스페이트 트라이에스터 또는 티오포스페이트 트라이에스터 연결된 단량체 소단위들을 캡핑 시약들의 혼합물로 선택적으로 처리하여 임의의 미반응 유리 하이드록실기들을 블로킹시키는 단계;
f) 단계들 b) 내지 e)를 미리 결정된 수치의 횟수로 되풀이하여 반복해서 상기 올리고머 화합물을 제공하는 단계를 포함하고; 그리고
여기서 표준 프로토콜은, 커플링 단계(단계 c)가 활성제 용액 약 70부피% 및 약 0.2 몰 농도의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 지닌 용액 약 30부피%를 포함하는 커플링 시약을 이용해서 커플링이 수행되도록 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 위하여 변형된 것을 제외하고 반복하는 단계들의 각각을 따르며, 첨가된 커플링 시약의 부피는 고체 지지체의 초기 로딩에 기초하여 약 1.75 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 제공하고, 고체 지지체에 대한 커플링 시약의 표준 전달 유량은 저감되고, 고체 지지체에 대한 커플링 시약의 재순환 시간은 증가된다.
올리고머 화합물들의 합성은, 용액 또는 고체상 화학을 이용해서 통상적으로 수행된다. 고체상 올리고뉴클레오타이드 합성에서, 올리고뉴클레오타이드들은 순환 방식으로 조립되되, 각 사이클은 일련의 화학 반응으로 이루어진다. 전형적으로 제1 반응은 탈블로킹 반응, 즉, 지지체에 결합된 뉴클레오사이드 단량체 또는 올리고머로부터 하이드록실 보호기의 제거이다. 일반적으로, 이것은 유리 하이드록실기(-OH)를 제공하기 위하여 다이메톡시트리틸 보호기의 제거를 필요로 한다. 다음 반응은 활성제의 존재 하에 통상적으로 수행되는 커플링 반응이며, 여기서 유리 하이드록실기가 뉴클레오사이드 포스포라미다이트와 반응하여 포스파이트 트라이에스터를 제공한다. 그 다음 반응은 포스파이트 트라이에스터의 포스페이트 트라이에스터 또는 티오포스페이트 트라이에스터로의 산화 또는 황화이다. 그 다음 반응은 커플링 사이클 동안 포스포라미다이트와의 반응에 실패한 미반응 유리 하이드록실기들의 아세틸화이다. 이러한 다음 단계는 캡핑 단계라고 지칭되고, 캡핑 시약의 혼합물을 이용해서 수행된다. 제1 포스포라미다이트가 결합된 후의 캡핑은 또한 고체 지지체 상에 남아 있는 유리 하이드록실기 및/또는 아미노기와 범용의 링커기 상에 남아 있는 유리 하이드록실기들의 캡핑에서 유효하다.
본 명세서에서는 하나 이상의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고머 화합물들의 합성을 위한 개선된 방법이 제공된다. 올리고뉴클레오타이드들의 합성을 위한 현행 표준은 고체 지지체에 부착된 성장 중인 올리고머 또는 뉴클레오사이드 단량체들의 5'-하이드록실기들에 뉴클레오사이드 포스포라미다이트의 커플링의 반복 공정에서 포스포라미다이트들을 이용하는 포스포라미다이트 방법이다. 이 현행 표준 방법은 또한 올리고머 화합물들을 제조하는데 이용되며, 이때 뉴클레오사이드 포스포라미다이트들 중 하나 이상이 변형된다.
고체 지지체의 로딩은 전형적으로 트리틸 분석에 의해 계산된다. 소량의 고체 지지체(대략 1㎎)가 강산(예컨대, 진한 HCl/EtOH의 1:1 혼합물)으로 처리되어 DMT기를 분리시킨다. 얻어지는 오렌지색 용액의 샘플의 495㎚에서의 흡광도는 UV/가시 분광광도계에서 측정된다. DMT 양이온의 양이 이어서 계산된다(495㎚에서의 DMT 양이온의 소광 계수, E495 = 71,700M-1cm-1; 로딩(1㎎ 고체 지지체) = (E495/A495 x V x(1/f)).
본 발명의 방법들은, 뉴클레오사이드들 및 변형 뉴클레오사이드들 등과 같은 광범위한 단량체 소단위를 포함하는 올리고머 화합물들의 제조에 적용 가능하다. 일반적으로 단량체 소단위들의 각각은 보호된 하이드록실기 및 포스포라미다이트기를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 하이드록실 보호기는 치환 또는 비치환된 트리틸기들로부터 선택된다. 소정의 실시형태에 있어서, 하이드록실 보호기는 4,4'-다이메톡시트리틸(DMT)이다. 소정의 실시형태에 있어서, 포스포라미다이트기는 화학식 -P(NR2R3)(OR4)를 구비하되, 여기서 R2 및 R3은 각각, 독립적으로, 메틸, 에틸, n-프로필, 2-프로필, n-뷰틸, 아이소-뷰틸, 및 유사한 알킬기를 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아닌 C1-C6 선형 또는 분지형의 알킬이고, R4는 합성이 완료된 후 제거될 수 있는 올리고뉴클레오타이드 합성과 견줄 수 있는 임의의 기이다. 바람직하게는, R4는 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하는 치환된 C1-C6 알킬이다. 가장 바람직하게는, R4는 -CH2CH2CN이다. 바람직한 포스포라미다이트기는 다이아이소프로필사이아노에톡시 포스포라미다이트(-P(N[(CH)CH3]2)(O(CH2)2CN))이다.
소정의 실시형태에 있어서, 지지 매체를 이용하는 올리고머 화합물들의 합성 방법들이 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, 지지 매체 상의 반응성 기들은 제1 단량체 소단위의 첨가 전에 유니링커(상표명) 연결기로 먼저 작용화된다. 제1 단량체 소단위는 소망의 올리고머 화합물을 제공하기 위하여 되풀이하여 결합되는 후속의 단량체 소단위들을 구비하는 지지 매체에 부착된다. 대규모 올리고머 화합물 합성을 위한 산업 표준은 반응 용기 중에 고체 지지체를 이용한다. 성장 중인 올리고머 화합물이 반응하여 고체 지지체에 부착되면서 각종 시약 및 용매와 반응하고 이들로 세척된다. 소정의 실시형태에 있어서, 지지 매체는 필요에 따라 합성 공정에서의 각종 지점에서 성장 중인 지지체 결합된 올리고머 화합물이 용액 내에 있도록 혹은 용액으로부터 나가도록 상이한 용매 중에서 다양한 용해도를 지니는 것들이 선택될 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 가용성 지지체들은 합성에서의 소망의 지점들에서 되풀이하여 합성된 생성물을 석출시키고 용해시키는 것을 허용하는 가용성 중합체 지지체들을 포함한다(Gravert et al., Chem. Rev., 1997, 97, 489-510).
용어 "지지 매체"는, 올리고머 화합물들의 합성을 위하여 당업자에게 공지된 것들을 포함하는, 모든 형태의 지지체를 포함하도록 의도된다. 본 발명의 방법들에 적용 가능한 몇몇 대표적인 지지 매체는 다음을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다: 가교된 폴리스타이렌(프라이머 서포트 5G(Primer Support 5G) 또는 닛토페이즈HL(NittoPhaseHL), 제어 기공 유리(controlled pore glass, CPG); 옥살릴-제어 기공 유리(예컨대, 문헌[Alul, et al., Nucleic Acids Research 1991, 19, 1527] 참조); 실리카-함유 입자, 예컨대, 다공성 유리 비드 및 실리카 겔, 예컨대, 트라이클로로-[3-(4-클로로메틸)페닐]프로필실란과 다공성 유리 비드의 반응에 의하여 형성된 것(문헌[Parr and Grohmann, Angew. Chem. Internal. Ed. 1972, 11, 314] 참조, 미국 매사추세츠주의 프라밍엄시에 소재한 워터스 어소시에이트사(Waters Associates)에 의하여 상표명 "포라실 E(PORASIL E)" 하에 판매됨); 1,4-다이하이드록시메틸벤젠의 모노 에스터 및 실리카(문헌[Bayer and Jung, Tetrahedron Lett., 1970, 4503] 참조, 워터스 어소시에이트사에 의하여 상표명 "바이오팩(BIOPAK)" 하에 판매됨); 텐타겔(TENTAGEL)(예를 들어, 문헌[Wright, et al., Tetrahedron Letters 1993, 34, 3373] 참조); 가교된 스타이렌/다이비닐벤젠 공중합체 비드화 매트릭스 또는 포로스(POROS), 폴리스타이렌/디비닐벤젠의 공중합체(퍼셉티브 바이오시스템즈사(Perceptive Biosystems)로부터 입수 가능); 가용성 지지체 매질, 폴리에틸렌 글리콜 PEG들(문헌[Bonora et al., Organic Process Research & Development, 2000, 4, 225-231] 참조).
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "알킬"은 24개까지의 탄소 원자를 함유하는 포화 선형 또는 분지형의 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 알킬기의 예는, 제한 없이, 메틸, 에틸, 프로필, 뷰틸, 아이소프로필, n-헥실, 옥틸, 데실, 도데실 등을 포함한다. 알킬기는 전형적으로 1 내지 약 24개의 탄소 원자, 더욱 전형적으로 1 내지 약 12개의 탄소 원자(C1-C12 알킬)를 포함하되, 1 내지 약 6개의 탄소 원자가 더욱 바람직하다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 용어 "저급 알킬"은, 1 내지 약 6개의 탄소 원자를 포함한다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 알킬기는 1개 이상의 추가의 치환기를 선택적으로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "알켄일"은 24개까지의 탄소 원자를 함유하고 그리고 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 지니는 선형 또는 분지형의 탄화수소 사슬 라디칼을 지칭한다. 알켄일기의 예는, 제한 없이, 에텐일, 프로펜일, 뷰텐일, 1-메틸-2-뷰텐-1-일, 다이엔, 예컨대, 1,3-뷰타다이엔 등을 포함한다. 알켄일기는 전형적으로 2 내지 약 24개의 탄소 원자, 더욱 전형적으로 2 내지 약 12개의 탄소 원자를 포함하되, 2 내지 약 6개의 탄소 원자가 더욱 바람직하다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 알켄일기는 1개 이상의 추가의 치환기를 선택적으로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "알킨일"은, 24개까지의 탄소 원자를 포함하고 그리고 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중 결합을 가지는 선형 또는 분지형의 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 알킨일기의 예는, 제한 없이, 에틴일, 1-프로핀일, 1-뷰틴일 등을 포함한다. 알킨일기는 전형적으로 2 내지 약 24개의 탄소 원자, 더욱 전형적으로 2 내지 약 12개의 탄소 원자를 포함하되, 2 내지 약 6개의 탄소 원자가 더욱 바람직하다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 알킨일기는 1개 이상의 추가의 치환기를 선택적으로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "지방족"은, 24개까지의 탄소 원자를 포함하고 여기서 임의의 두 탄소 원자 사이의 포화가 단일, 이중 또는 삼중 결합인 선형 또는 분지형 탄화수소 라디칼을 지칭한다. 지방족 기는 바람직하게는 1 내지 약 24개의 탄소 원자, 더욱 전형적으로 1 내지 약 12개의 탄소 원자를 포함하고 1 내지 약 6개의 탄소 원자가 더욱 바람직하다. 지방족 기의 선형 또는 분지형 사슬에는 질소, 산소, 황 및 인을 포함하는 하나 이상의 헤테로원자가 개재될 수 있다. 헤테로원자가 개재된 이러한 지방족 기는, 제한 없이, 폴리알콕시, 예컨대, 폴리알킬렌 글리콜, 폴리아민, 및 폴리이민을 포함한다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 지방족 기는 추가의 치환기를 선택적으로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "지환족"은, 고리가 지방족인 환식 고리계를 지칭한다. 이 고리계는 1개 이상의 고리를 포함할 수 있고 여기서 적어도 1개의 고리가 지방족이다. 바람직한 지환족은 고리 중에 약 5 내지 약 9개의 탄소 원자를 가지는 고리를 포함한다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 지환족은 추가의 치환기를 선택적으로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "알콕시"는, 알킬기와 산소 원자 사이에 형성되는 라디칼을 지칭하고 여기서 산소 원자가 알콕시기를 모체 분자에 부착시키기 위하여 이용된다. 알콕시기의 예는, 제한 없이, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 아이소프로폭시, n-뷰톡시, sec-뷰톡시, tert-뷰톡시, n-펜톡시, 네오펜톡시, n-헥속시 등을 포함한다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 알콕시기는 추가의 치환기를 임의적으로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "아미노알킬"은, 아미노 치환된 C1-C12 알킬 라디칼을 지칭한다. 라디칼의 알킬 부분은 모체 분자(parent molecule)와의 공유결합을 형성한다. 아미노기는 임의의 위치에 위치될 수 있고, 아미노알킬기는 알킬 및/또는 아미노 부분에서 추가의 치환기로 치환될 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "아릴" 및 "방향족"은, 1개 이상의 방향족 고리를 가지는 단환식 혹은 다환식 탄소환 고리계 라디칼을 지칭한다. 아릴기의 예는, 제한 없이, 페닐, 나프틸, 테트라하이드로나프틸, 인단일, 인덴일 등을 포함한다. 바람직한 아릴 고리계는 1개 이상의 고리에서 약 5 내지 약 20개의 탄소 원자를 가진다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 아릴기는 추가의 치환기를 선택적으로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "아르알킬" 및 "아릴알킬"은, C1-C12 알킬 라디칼에 공유적으로 연결된 방향족 기를 지칭한다. 결과적으로 생성된 아르알킬(또는 아릴알킬)기의 알킬 라디칼 부분은 모체 분자와 공유결합을 형성한다. 그 예는, 제한 없이, 벤질, 페네틸 등을 포함한다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 아르알킬기는 라디칼 기를 형성하는 알킬, 아릴 또는 두 기 모두에 부착된 추가의 치환기를 선택적으로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "복소환식 라디칼"은, 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하고 그리고 불포화, 부분 포화 또는 완전 포화됨으로써 헤테로아릴기를 포함하는 라디칼 단환식 혹은 다환식 고리계를 지칭한다. 복소환은 또한 축합된 고리들 중 하나 이상이 적어도 하나의 헤테로원자를 포함하고 다른 고리가 하나 이상의 헤테로원자를 포함할 수 있거나 선택적으로 헤테로원자를 포함하지 않을 수도 있는 축합된 고리계를 포함하도록 의도된다. 복소환식 라디칼은 전형적으로 황, 질소 또는 산소로부터 선택된 적어도 하나의 원자를 포함한다. 복소환식 라디칼의 예는, [1,3]다이옥솔란일, 피롤리딘일, 피라졸린일, 피라졸리딘일, 이미다졸린일, 이미다졸리딘일, 피페리딘일, 피페라진일, 옥사졸리딘일, 아이소옥사졸리딘일, 몰폴린일, 티아졸리딘일, 아이소티아졸리딘일, 퀴녹살린일, 피리다지논일, 테트라하이드로퓨릴 등을 포함한다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 복소환기는 추가의 치환기를 선택적으로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "헤테로아릴" 및 "헤테로방향족"은, 고리들 중 적어도 하나가 방향족이고 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는, 단환식 혹은 다환식 방향족 고리, 고리계 혹은 축합된 고리계를 포함하는 라디칼을 지칭한다. 헤테로아릴은 또한 축합된 고리들 중 하나 이상이 헤테로원자를 포함하지 않는 계를 포함하는 축합된 고리계를 포함하도록 의도된다. 헤테로아릴기는 전형적으로 황, 질소 또는 산소로부터 선택되는 하나의 고리 원자를 포함한다. 헤테로아릴기의 예는, 제한 없이, 피리딘일, 피라진일, 피리미딘일, 피롤릴, 피라졸릴, 이미다졸릴, 티아졸릴, 옥사졸릴, 아이소옥사졸릴, 티아다이아졸릴, 옥사다이아졸릴, 티오페닐, 퓨란일, 퀴놀린일, 아이소퀴놀린일, 벤즈이미다졸릴, 벤조옥사졸릴, 퀴녹살린일 등을 포함한다. 헤테로아릴 라디칼은 직접 또는 지방족 기 또는 헤테로 원자와 같은 연결 모이어티를 통하여 모체 분자에 부착될 수 있다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 헤테로아릴기는 선택적으로 추가의 치환기를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "헤테로아릴알킬"은 공유적으로 부착된 C1-C12 알킬 라디칼을 추가로 포함하는 앞서 정의된 헤테로아릴기를 지칭한다. 결과적으로 생성된 헤테로아릴알킬기의 알킬 라디칼 부분은 모체 분자와 공유결합을 형성할 수 있다. 그 예는, 제한 없이, 피리딘일메틸렌, 피리미딘일에틸렌, 나프티리딘일프로필렌 등을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 헤테로아릴알킬기는 헤테로아릴 또는 알킬 부분 중 하나 또는 둘에서 추가의 치환기를 선택적으로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "아실"은 유기산으로부터 하이드록실기의 제거에 의하여 형성된 라디칼을 지칭하고 그리고 일반식 -C(O)-X를 가지며, 여기서 X는 전형적으로 지방족, 지환족 또는 방향족이다. 그 예는 지방족 카보닐, 방향족 카보닐, 지방족 설폰일, 방향족 설핀일, 지방족 설핀일, 방향족 포스페이트, 지방족 포스페이트 등을 포함한다. 본 명세서에 사용된 아실기는 추가의 치환기를 선택적으로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "하이드로카빌"은 C, O 및 H를 포함하는 라디칼 기를 포함한다. 임의의 포화도를 가지는 직쇄형, 분지쇄형 및 환형 기가 포함된다. 그러한 하이드로카빌기는 N 및 S로부터 선택되는 하나 이상의 추가적인 헤테로원자를 포함할 수 있고, 하나 이상의 치환기로 더욱 단일 또는 다중 치환될 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "단환식 혹은 다환식 고리계"는 고리가 축합되거나 연결된 단환식 혹은 다환식 라디칼 고리계로부터 선택되는 모든 고리계를 포함하도록 의도되고, 지방족, 지환족, 아릴, 헤테로아릴, 아르알킬, 아릴알킬, 복소환, 헤테로아릴, 헤테로방향족 및 헤테로아릴알킬로부터 개별적으로 선택되는 단일 및 혼합된 고리계를 포함하도록 의도된다. 이러한 단환식 및 다환식 구조는 각각 동일한 포화 수준을 가지거나, 각각, 독립적으로, 완전 포화, 부분 포화 또는 완전 불포화를 포함하는 가변적인 포화도를 가지는 고리를 포함할 수 있다. 각각의 고리는 C, N, O 및 S로부터 선택된 고리 원자를 포함하여 복소환식 고리뿐만 아니라 C 고리 원자만을 포함하는 고리를 제공할 수 있고, 이는 예를 들어 하나의 고리가 탄소 고리 원자만을 가지고 축합된 고리가 2개의 질소 원자를 가지는 벤즈이미다졸과 같은 혼합된 모티프에 존재할 수 있다. 단환식 혹은 다환식 고리계는 예를 들어 고리들 중 하나에 부착된 2개의 =O기를 가지는 프탈이미드와 같은 치환기로 더욱 치환될 수 있다. 단환식 혹은 다환식 고리계는, 예컨대 고리 원자를 통하여 직접, 다수의 고리 원자를 통하여 축합되어, 치환기를 통하여, 또는 이작용기성 연결 모이어티를 통하여 등과 같은 다양한 전략을 이용하여 모체 분자에 부착될 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "할로" 및 "할로겐"은 플루오린, 염소, 브로민 및 요오드로부터 선택된 원자를 지칭한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "옥소"는 (=O)기를 지칭한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "보호기"는, 합성 절차 동안 바람직하지 않은 반응에 대하여, 제한 없이, 하이드록실기, 아미노기 및 티올기를 포함하는 반응성 기를 보호하기 위하여 당업계에 공지된 불안정적인 화학적 모이어티를 지칭한다. 보호기는 다른 반응성 부위에서 반응 동안 부위를 보호하기 위하여 선택적으로 및/또는 오쏘고날하게(orthogonally) 사용되고, 이후 그대로 비보호된 기를 남겨두거나 추가의 반응에 이용 가능할 수 있도록 제거될 수 있다. 당업계에 공지된 바와 같은 보호기는 일반적으로 문헌[Greene's Protective Groups in Organic Synthesis, 4th edition, John Wiley & Sons, New York, 2007]에 기재되어 있다.
기는 전구체로서 본 명세서에서 제공된 바와 같이 올리고머 화합물에 선택적으로 혼입될 수 있다. 예를 들어, 아미노기는 합성 중의 원하는 지점에서 아미노기로 화학적으로 전환될 수 있는 아지도기로서 본 명세서에서 제공된 바와 같이 화합물 내에 놓일 수 있다. 일반적으로, 기는 보호거되거나, 적절한 시간에 최종 기로의 전환을 위하여 모체 분자의 다른 영역을 변형시키는 반응에 불활성일 전구체로서 존재한다. 또 다른 대표적인 보호기 또는 전구체기가 문헌[Agrawal et al., Protocols for Oligonucleotide Conjugates, Humana Press; New Jersey, 1994, 26, 1-72]에 개시되어 있다.
용어 "오쏘고날 보호된(orthogonally protected)"은 상이한 부류의 보호기로 보호된 작용기를 지칭하고, 여기서 각 부류의 보호기가 임의의 순서로 그리고 다른 모든 부류의 존재에서 제거될 수 있다(문헌[Barany et al., J. Am. Chem. Soc., 1977, 99, 7363-7365; Barany et al., J. Am. Chem. Soc., 1980, 102, 3084-3095] 참조). 오쏘고날 보호는 예를 들어 자동화 올리고뉴클레오타이드 합성에서 널리 이용된다. 작용기는 탈블로킹 절차(deblocking procedure)에 의하여 영향받지 않는 하나 이상의 다른 보호된 작용기의 존재에서 탈블로킹된다. 이러한 탈블로킹된 작용기는 어떤 방식으로 어떤 시점에 반응되고 추가의 오쏘고날 보호기가 상이한 세트의 반응 조건 하에 제거된다. 이는 원하는 화합물 또는 올리고머 화합물에 도달하기 위한 선택적인 화학을 허용한다.
하이드록실 보호기의 예는, 제한 없이, 아세틸, t-뷰틸, t-뷰톡시메틸, 메톡시메틸, 테트라하이드로피란일, 1-에톡시에틸, 1-(2-클로로에톡시)에틸, p-클로로페닐, 2,4-다이나이트로페닐, 벤질, 2,6-다이클로로벤질, 다이페닐메틸, p-나이트로벤질, 비스(2-아세톡시에톡시)메틸(ACE), 2-트라이메틸실릴에틸, 트라이메틸실릴, 트라이에틸실릴, t-뷰틸다이메실릴, t-뷰틸다이페닐실릴, 트라이페닐실릴, [(트라이아이소프로필실릴)옥시]메틸(TOM), 벤조일폼에이트, 클로로아세틸, 트라이클로로아세틸, 트라이플루오로아세틸, 피발로일, 벤조일, p-페닐벤조일, 9-플루오렌일메틸 카보네이트, 메실레이트, 토실레이트, 트라이페닐메틸(트리틸), 모노메톡시트리틸, 다이메톡시트리틸(DMT), 트라이메톡시트리틸, 1(2-플루오로페닐)-4-메톡시피페리딘-4-일(FPMP), 9-페닐잔틴-9-일(Pixyl) 및 9-(p-메톡시페닐)잔틴-9-일(MOX)을 포함한다. 여기서 더욱 통상적으로 사용되는 하이드록실 보호기는, 제한 없이, 벤질, 2,6-다이클로로벤질, t-뷰틸다이메실릴, t-뷰틸다이페닐실릴, 벤조일, 메실레이트, 토실레이트, 다이메톡시트리틸(DMT), 9-페닐잔틴-9-일(Pixyl) 및 9-(p-메톡시페닐)잔틴-9-일(MOX)을 포함한다.
아미노 보호기의 예는, 제한 없이, 카바메이트-보호기, 예컨대, 2-트라이메틸실릴에톡시카보닐(Teoc), 1-메틸-1-(4-바이페닐일)에톡시카보닐(Bpoc), t-뷰톡시카보닐(BOC), 알릴옥시카보닐(Alloc), 9-플루오렌일메틸옥시카보닐(Fmoc) 및 벤질옥시카보닐(Cbz); 아마이드-보호기, 예컨대, 폼일, 아세틸, 트라이할로아세틸, 벤조일 및 나이트로페닐아세틸; 설폰아마이드-보호기, 예컨대, 2-나이트로벤젠설폰일; 및 이민- 및 환식 이미드-보호기, 예컨대, 프탈이미도 및 다이티아숙시노일을 포함한다.
티올 보호기의 예는, 제한 없이, 트라이페닐메틸(트리틸), 벤질(Bn) 등을 포함한다.
본 명세서에 기재된 화합물은 하나 이상의 비대칭 중심을 포함하고 따라서 거울상이성질체, 부분입체이성질체, 및 기타 입체이성질 형태를 제공하며 이는 (R)- 또는 (S)-, α 또는 ß로서, 또는 아미노산에 대한 것과 같이 (D)- 또는 (L)-로서 절대 입체화학 측면에서 정의될 수 있다. 이러한 모든 가능한 이성질체, 그뿐만 아니라 이들의 라세미 형태 및 광학적으로 순수한 형태가 본 명세서에 포함된다. 광학 이성질체는 위에 기재된 절차에 의하여, 또는 라세미 혼합물 분할에 의하여 각각의 광학적으로 활성인 전구체로부터 제조될 수 있다. 분할은 분할제의 존재에서, 크로마토그래피에 의하여 또는 반복되는 결정화에 의하여 또는 당업자에게 공지된 이들 기법의 일부의 조합에 의하여 수행될 수 있다. 분할에 관한 추가적인 상세한 설명을 문헌[Jacques, et al., Enantiomers, Racemates, and Resolutions, John Wiley & Sons, 1981]에서 찾을 수 있다. 본 명세서에 기재된 화합물이 올레핀성 이중 결합, 다른 불포화, 또는 다른 기하 비대칭성의 중심을 포함할 때, 달리 명시되지 않는 한, 화합물이 E 및 Z 기하 이성질체 또는 시스- 및 트랜스-이성질체를 모두 포함하도록 의도된다. 마찬가지로, 모든 호변체 형태가 또한 포함되도록 의도된다. 본 명세서에 나타나는 임의의 탄소-탄소 이중 결합의 배위는 편의를 위해서만 선택되고 본문에서 그렇게 명시하지 않는 한 특정한 배위로 제한하도록 의도되지 않는다.
용어 "치환체" 및 "치환기"는, 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 하나 이상의 원하는 특성을 향상시키거나 다른 원하는 효과를 제공하기 위하여 모체 화합물 또는 추가로 치환된 치환기에 전형적으로 첨가되는 기를 포함하도록 의도된다. 치환기는 보호될 수 있거나 또는 비보호될 수 있고, 모체 화합물 중의 하나의 이용 가능한 부위 또는 다수의 이용 가능한 부위에 첨가될 수 있다. 예로서, 벤젠이 치환된 알킬로 치환된다면, 이것은 치환된 하이드록실로 치환된 벤젠과 어떠한 중첩도 지니지 않을 것이다. 이러한 예에서, 치환된 알킬의 알킬 부분은 벤젠 탄소 원자들 중 하나에 그의 탄소 원자들 중 하나에 의해 공유 연결된다. 알킬이 C1이고 그리고 하이드록실 치환기(치환된 알킬)로 치환된다면, 얻어지는 화합물은 벤질 알코올(C6H5CH2OH)이다. 벤젠이 치환된 하이드록실기로 치환되고 하이드록실이 C1 알킬기로 치환되었다면, 얻어지는 화합물은 아니솔(C6H5OCH3)일 것이다.
본 명세서에서 적절한 치환기는, 제한 없이, 할로겐, 하이드록실, 알킬, 알켄일, 알킨일, 아실(-C(O)Raa), 카복실(-C(O)O-Raa), 지방족 기, 지환족 기, 알콕시, 치환된 옥시(-O-Raa), 아릴, 아르알킬, 복소환식 라디칼, 헤테로아릴, 헤테로아릴알킬, 아미노(-N(Rbb)(Rcc)), 이미노(=NRbb), 아미도(-C(O)N(Rbb)(Rcc) 또는 -N(Rbb)C(O)Raa), 아지도(-N3), 나이트로(-NO2), 사이아노(-CN), 카바미도(-OC(O)N(Rbb)(Rcc) 또는 -N(Rbb)C(O)ORaa), 유레이도(-N(Rbb)C(O)N(Rbb)(Rcc)), 티오유레이도(-N(Rbb)C(S)N(Rbb)(Rcc)), 구아니딜(-N(Rbb)C(=NRbb)N(Rbb)(Rcc)), 아미디닐(-C(=NRbb)N(Rbb)(Rcc) 또는 -N(Rbb)C(=NRbb)(Raa)), 티올(-SRbb), 설피닐(-S(O)Rbb), 설포닐(-S(O)2Rbb) 및 설폰아미딜(-S(O)2N(Rbb)(Rcc) 또는 -N(Rbb)S(O)2Rbb)를 포함한다. 여기서 각각의 Raa, Rbb 및 Rcc는, 독립적으로, H, 선택적으로 연결된 화학적 작용기 또는 추가의 치환기이고, 바람직한 목록은, 제한 없이, H, 알킬, 알켄일, 알킨일, 지방족, 알콕시, 아실, 아릴, 아르알킬, 헤테로아릴, 지환족, 복소환 및 헤테로아릴알킬을 포함한다. 본 명세서에 기재된 화합물 내의 선택된 치환기는 반복 정도(recursive degree)로 존재한다.
이러한 맥락에서, "반복적(recursive) 치환기"는, 치환기가 또 다른 예에서 그 자체를 언급할 수 있음을 의미한다. 그러한 치환기의 반복적 성질로 인하여, 이론적으로, 임의의 주어진 청구항에 다수가 존재할 수 있다. 의약 화학 및 유기 화학 분야의 당업자라면, 그러한 치환기의 전체 개수가 의도된 화합물의 원하는 특성에 의하여 합리적으로 제한됨을 이해할 것이다. 그러한 특성은, 제한이 아니라 예로서, 물리적 특성, 예컨대, 분자량, 용해도 또는 logP, 응용적 특성, 예컨대, 의도된 표적에 대한 활성 및 실용적 특성, 예컨대, 합성의 용이성을 포함한다.
반복적 치환기는 본 발명의 의도된 양상이다. 의약 및 유기 화학 분야의 당업자라면 그러한 치환기의 다양성을 이해할 것이다. 반복적 치환기가 본 발명의 청구항에 나타나는 정도까지, 전체 개수는 위에 제시된 바와 같이 결정될 것이다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같은 용어 "안정적인 화합물" 및 "안정적인 구조"는, 반응 혼합물로부터 유용한 정도의 순도까지의 단리, 및 효과적인 치료제로의 제형화에 견디기에 충분히 강인한 화합물을 나타내도록 의도된다. 안정적인 화합물만이 본 명세서에서 고려된다.
본 명세서에서 사용된 용어 "핵염기"는 일반적으로 뉴클레오사이드 또는 변형 뉴클레오사이드의 핵염기를 지칭한다. 용어 "복소환식 염기 모이어티"는 뉴클레오사이드 또는 변형 뉴클레오사이드를 제조하기 위하여 당에 부착될 수 있는 임의의 복소환식 염기를 포함하는 점에서 용어 핵염기보다 더 넓다. 일 실시형태에 있어서, 복소환식 염기 모이어티는 핵산의 복소환식 염기에 수소결합할 수 있는 하나 이상의 원자 또는 원자들의 기를 함유하는 임의의 복소환식 계이다. 소정의 실시형태에 있어서, 핵염기는 퓨린, 변형 퓨린, 피리미딘 및 변형 피리미딘을 지칭한다. 이러한 복소환식 염기 모이어티는, 천연 유래 핵염기(아데닌, 구아닌, 티민, 사이토신 및 유라실) 및 비변형 핵염기의 보호된 형태(4-N-벤조일사이토신, 6-N-벤조일아데닌 및 2-N-아이소뷰티릴구아닌)뿐만 아니라 변형 (5-메틸 사이토신) 또는 비천연 유래 복소환식 염기 모이어티 및 그의 합성 모방체(예를 들어, 페녹사진)을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용된 용어 "당 모이어티"(sugar moiety)는, 퓨라노스 고리계(리보스 및 2'-데옥시리보스)를 가지는 천연 유래 당, 변형 퓨라노스 고리계를 가지는 합성 및/또는 비천연 유래 당, 및 퓨라노스 고리가 예를 들어 몰폴리노 또는 헥시톨 고리계와 같은 단환식 혹은 다환식 고리계로 대체된 당 대용물 또는 펩타이드 핵산에서 사용되는 것과 같은 비환식 당 대용물을 지칭한다. 단량체 소단위의 당 모이어티는 인접한 단량체 소단위를 올리고머 화합물에 연결할 수 있는 반응성 기를 제공한다. 올리고머 화합물의 제조에 유용한 당 모이어티의 실례는, 제한 없이, β-D-리보스, β-D-2'-데옥시리보스, 치환된 당(예컨대 2', 5' 및 비스 치환된 당), 4'-S-당(예컨대 4'-S-리보스, 4'-S-2'-데옥시리보스 및 4'-S-2'-치환된 리보스, 여기서 고리 산소 원자는 황 원자로 대체됨), 이환식 변형 당(예컨대, 2'-O-CH(CH3)-4', 2'-O-CH2-4' 또는 2'-O-(CH2)2-4' 브리지된 리보스 유도된 이환식 당) 및 당 대용물(예를 들어 리보스 고리가 몰폴리노, 헥시톨 고리계 또는 개방 비환식 계로 대체되었을 때 등)을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "당 대용물"은, 또 다른 구조, 예컨대, 또 다른 고리계 또는 개방계를 갖는 비-퓨라노스(또는 4'-치환된 퓨라노스)기로 뉴클레오사이드 퓨라노스 고리를 대체하는 것을 지칭한다. 이러한 구조는 5원 퓨라노스 고리와 대조적으로 6원 고리 정도로 단순할 수 있거나, 펩타이드 핵산에서 사용되는 것과 같이 이환식 혹은 삼환식 고리계 또는 비-고리계 등과 같이 더욱 복잡할 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 당 대용물은, 제한 없이, 당 대용물 기, 예컨대, 몰폴리노, 사이클로헥센일 및 사이클로헥시톨을 포함한다. 일반적으로 복소환식 염기는 당 모이어티가 당 대용물일 때에도 유지되어 결과적으로 생성된 단량체 소단위가 혼성화될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "당 치환기"는 당 모이어티에 공유적으로 부착된 기를 지칭한다. 소정의 실시형태에 있어서, 당 치환기의 예는, 제한 없이, 할로겐, 알킬, 치환된 알킬, 알콕시, 치환된 알콕시, 알켄일, 치환된 알켄일, 알킨일, 치환된 알킨일, 아미노, 치환된 아미노, 티오, 치환된 티오 및 아지도를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서 알킬기 및 알콕시기는 C1 내지 C6이다. 소정의 실시형태에 있어서, 알켄일기 및 알킨일기는 C2 내지 C6이다. 소정의 실시형태에 있어서, 당 치환기의 예는, 제한 없이, 2'-F, 2'-알릴, 2'-아미노, 2'-아지도, 2'-티오, 2'-O-알릴, 2'-OCF3, 2'-O-C1-C10 알킬, 2'-OCH3, 2'-O(CH2)nCH3, 2'-OCH2CH3, 2'-O-(CH2)2CH3, 2'-O-(CH2)2-O-CH3(MOE), 2'-O[(CH2)nO]mCH3, 2'-O(CH2)2SCH3, 2'-O-(CH2)3-N(Rp)(Rq), 2'-O(CH2)nNH2, 2'-O-(CH2)2-O-N(Rp)(Rq), O(CH2)nON[(CH2)nCH3]2, 2'-O(CH2)nONH2, 2'-O-(CH2)2-O-(CH2)2-N(Rp)(Rq), 2'-O-CH2C(=O)-N(Rp)(Rq), 2'-OCH2C(=O)N(H)CH3, 2'-O-CH2C(=O)-N(H)-(CH2)2-N(Rp)(Rq) 및 2'-O-CH2-N(H)-C(=NRr)[N(Rp)(Rq)]를 포함하고, 여기서 각각의 Rp, Rq 및 Rr은, 독립적으로, H, 치환된 또는 비치환된 C1-C10 알킬 또는 보호기이고, n 및 m은 1 내지 약 10이다.
소정의 실시형태에 있어서, 당 치환기의 예는, 제한 없이, 2'-F, 2'-알릴, 2'-아미노, 2'-아지도, 2'-티오, 2'-O-알릴, 2'-OCF3, 2'-O-C1-C10 알킬, 2'-O-CH3, OCF3, 2'-O-CH2CH3, 2'-O-(CH2)2CH3, 2'-O-(CH2)2-O-CH3(MOE), 2'-O(CH2)2SCH3, 2'-O-CH2-CH=CH2, 2'-O-(CH2)3-N(Rm)(Rn), 2'-O-(CH2)2-O-N(Rm)(Rn), 2'-O-(CH2)2-O-(CH2)2-N(Rm)(Rn), 2'-O-CH2C(=O)-N(Rm)(Rn), 2'-O-CH2C(=O)-N(H)-(CH2)2-N(Rm)(Rn) 및 2'-O-CH2-N(H)-C(=NRm)[N(Rm)(Rn)]를 포함하고, 여기서 각각의 Rm 및 Rn은, 독립적으로, H, 치환된 또는 비치환된 C1-C10 알킬 또는 보호기이다. 소정의 실시형태에 있어서, 2,-당 치환기의 예는, 제한 없이, 플루오로, -O-CH3, -O-CH2CH3, -O-(CH2)2CH3, -O-(CH2)2-O-CH3, -O-CH2-CH=CH2, -O-(CH2)3-N(R1)(R2), O-(CH2)2-O-N(R1)(R2), -O-(CH2)2-O-(CH2)2-N(R1)(R2), -O-CH2C(=O)-N(R1)(R2), -O-CH2C(=O)-N(H)-(CH2)2-N(R1)(R2) 및 -O-CH2-N(H)-C(=NR1)[N(R1)(R2)]를 포함하고, 여기서 R1 및 R2는, 각각 독립적으로, H 또는 C1-C2 알킬이다. 소정의 실시형태에 있어서, 당 치환기의 예는, 제한 없이, 플루오로, -O-CH3, -O-(CH2)2-O-CH3, -O-CH2C(=O)-N(H)(CH3), -O-CH2C(=O)-N(H)-(CH2)2-N(CH3)2 및 -O-CH2-N(H)-C(=NCH3)[N(CH3)2]를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 당 치환기의 예는, 제한 없이, 플루오로, -O-CH3, -O-(CH2)2-O-CH3, -O-CH2C(=O)-N(H)(CH3) 및 -O-CH2C(=O)-N(H)-(CH2)2-N(CH3)2를 포함한다. 변형 당 모이어티의 추가적인 예는, 제한 없이, 이환 당(예컨대, 이하에 논의되는 이환식 핵산 또는 이환식 뉴클레오사이드)을 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, "당 치환기" 또는 더욱 일반적으로 "치환기"의 예는, 제한 없이, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일, 치환된 C2-C6 알킨일 및 할로겐으로부터 독립적으로 선택되는 1 또는 2개의 5'-당 치환기를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 당 치환기의 예는, 제한 없이, 비닐, 5'-메틸, 5'-(S)-메틸 및 5'-(R)-메틸로부터 독립적으로 선택되는 1 또는 2개의 5'-당 치환기를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 당 치환기의 예는, 제한 없이, 비닐, 5'-(S)-메틸 및 5'-(R)-메틸로부터 선택되는 하나의 5'-당 치환기를 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 당 치환기의 예는, 제한 없이, 치환된 실릴, RNA 절단기(cleaving group), 리포터 기, 인터칼레이터(intercalator), 올리고머 화합물의 약동학적 특성을 개선하기 위한 기 또는 약역학적 특성을 개선하기 위한 기, 및 유사한 특성을 가지는 기타의 치환기를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 2'-MOE 치환기를 포함하는 변형 뉴클레오사이드를 포함한다(Baker et al., J. Biol. Chem., 1997, 272, 11944-12000). 이러한 2'-MOE 치환은 비변형 뉴클레오사이드와 비교하여 그리고 다른 변형 뉴클레오사이드, 예컨대 2'-O-메틸, 2'-O-프로필, 및 2'-O-아미노프로필과 비교하여 결합 친화성을 개선시키는 것으로 기재되었다. 2'-MOE 치환기를 가지는 올리고뉴클레오타이드는 또한, 생체 내 사용을 위하여 유망한 특징을 가지는 유전자 발현의 안티센스 저해제인 것으로 제시되었다(Martin, P., Helv. Chim. Acta, 1995, 78, 486-504; Altmann et al., Chimia, 1996, 50, 168-176; Altmann et al., Biochem. Soc. Trans., 1996, 24, 630-637; 및 Altmann et al., Nucleosides Nucleotides, 1997, 16, 917-926).
당 모이어티는 하나 초과의 당 치환기로 치환될 수 있고 제한 없이 2'-F-5'-메틸 치환된 뉴클레오사이드를 포함한다(다른 개시된 5', 2'-비스 치환된 뉴클레오사이드에 대하여 2008년 8월 21일에 공개된 PCT 국제 출원 WO 2008/101157 참조). 제한 없이, S 대신 리보실 고리 산소 원자의 대체 그리고 2'-위치에서의 추가의 치환(2005년 6월 16일에 공개된 공개 미국 특허 출원 US2005-0130923 참조) 및 이환식 뉴클레오사이드의 5'-치환(2007년 11월 22일에 공개된 PCT 국제 출원 WO 2007/134181 참조, 여기서 4'-CH2-O-2' 이환식 뉴클레오사이드는 5' 위치에서 5'-메틸 또는 5'-비닐기로 더욱 치환됨)을 비롯하여 다른 조합이 또한 가능하다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "단량체 소단위"는 올리고머 합성에 적절한 모든 방식의 단량체 소단위를 포함하도록 의도된다. 일반적으로 단량체 소단위는 추가의 단량체 소단위에 대한 연쇄를 형성할 수 있는 적어도 두 반응성 부위를 가지는 적어도 하나의 당 모이어티를 포함한다. 본질적으로 모든 단량체 소단위는 핵산 표적 상의 상보적 부위에 혼성 가능한 복소환식 염기 모이어티를 포함한다. 올리고머 화합물의 말단에 위치된 단량체 소단위 상의 반응성 부위(일반적으로 OH)는 보호되거나 비보호될 수 있거나 또는 말단 기(컨쥬게이트 또는 다른 기)에 대한 부착을 형성할 수 있다. 단량체 소단위는, 제한 없이, 뉴클레오사이드 및 변형 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 단량체 소단위는 β-D-리보뉴클레오사이드 및 β-D-2'-데옥시리보뉴클레오사이드 등과 같은 뉴클레오사이드와, 치환된 뉴클레오사이드(예컨대, 2',5' 및 비스 치환된 뉴클레오사이드), 4'-S-변형 뉴클레오사이드(예컨대, 4'-S-리보뉴클레오사이드s, 4'-S-2'-데옥시리보뉴클레오사이드 및 4'-S-2'-치환된 리보뉴클레오사이드), 이환식 변형 뉴클레오사이드(예컨대, 이환식 뉴클레오사이드, 여기서 당 모이어티는 2'-O-CHRa-4' 브리지기를 지니며, 이때 Ra는 H, 알킬 또는 치환된 알킬임), 기타 변형 뉴클레오사이드 및 당 대용물을 지닌 뉴클레오사이드를 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아닌 변형 뉴클레오사이드를 포함한다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 용어 "뉴클레오사이드"는 핵염기-당 조합을 지칭한다. 두 가지의 가장 흔한 부류의 이러한 핵염기는 퓨린과 피리미딘이다. 용어 뉴클레오사이드는 β-D-리보뉴클레오사이드 및 β-D-2'-데옥시리보뉴클레오사이드를 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 용어 "뉴클레오타이드"는 변형 또는 비변형 포스페이트 인터뉴클레오사이드 연결기 또는 비-포스페이트(non-phosphate) 인터뉴클레오사이드 연결기를 더 포함하는 뉴클레오사이드를 지칭한다. 펜토퓨라노실 당을 포함하는 뉴클레오타이드에 대해서, 인터뉴클레오사이드 연결기는 당의 2', 3' 또는 5' 하이드록실 모이어티에 연결될 수 있다. 포스페이트 및 또는 비-포스페이트 인터뉴클레오사이드 연결기는 일반적으로 인접한 뉴클레오사이드를 서로 공유적으로 연결시켜 선형 고분자 화합물을 형성하기 위하여 이용된다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "변형 뉴클레오사이드"는 변형 복소환식 염기 및 또는 리보스 및 2'-데옥시리보스 이외의 당 모이어티를 포함하는 뉴클레오사이드를 지칭한다. 소정의 실시형태에 있어서, 변형 뉴클레오사이드는 변형 복소환식 염기 모이어티를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 변형 뉴클레오사이드는 리보스 및 2'-데옥시리보스 이외의 당 모이어티를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 변형 뉴클레오사이드는 변형 복소환식 염기 모이어티 및 리보스 및 2'-데옥시리보스 이외의 당 모이어티를 포함한다. 용어 "변형 뉴클레오사이드"는 표준 올리고머 합성 프로토콜을 이용하여 올리고머 화합물에 혼입될 수 있는 모든 방식의 변형 뉴클레오사이드를 포함하도록 의도된다. 변형 뉴클레오사이드는 비염기성(abasic) 뉴클레오사이드를 포함하지만 일반적으로 복소환식 염기 모이어티는 상보적 핵산 표적과의 혼성화를 위하여 포함된다.
소정의 실시형태에 있어서, 변형 뉴클레오사이드는 퓨라노스 고리계 또는 변형 퓨라노스 고리계를 포함한다. 변형 퓨라노스 고리계는 4'-S 유사체, 예를 들어, 2', 3', 4' 및 5' 위치와 같은 임의의 위치에서의 하나 이상의 치환, 및 2'-O-CH(CH3)-4' 브리지 등과 같은 추가의 고리를 형성하기 위한 브리지의 첨가를 포함한다. 이러한 변형 뉴클레오사이드는, 제한 없이, 치환된 뉴클레오사이드(예컨대, 2', 5', 및/또는 4' 치환된 뉴클레오사이드), 4'-S-변형 뉴클레오사이드(예컨대 4'-S-리보뉴클레오사이드, 4'-S-2'-데옥시리보뉴클레오사이드 및 4'-S-2'-치환된 리보뉴클레오사이드), 이환 변형 뉴클레오사이드(예컨대, 2'-O-CH(CH3)-4', 2'-O-CH2-4' 또는 2'-O-(CH2)2-4' 브리지된 퓨라노스 유사체) 및 염기 변형 뉴클레오사이드를 포함한다. 당은, 예를 들어 5'-치환을 추가로 포함하는 이환식 변형 뉴클레오사이드 또는 2' 치환기를 추가로 포함하는 5' 혹은 4' 치환된 뉴클레오사이드와 같이, 나열된 이들 변형물 중 하나 이상으로 변형될 수 있다. 용어 변형 뉴클레오사이드는 염기 및 당 변형 뉴클레오사이드와 같은 이들 변형물의 조합을 또한 포함한다. 다른 변형물이 당업계에 공지이므로 이들 변형물은 예시적이며 포괄적이 아니도록 의도되고, 또한 본 명세서에 기재된 변형 뉴클레오사이드를 위하여 가능한 변형으로서 구상된다.
소정의 실시형태에 있어서, 변형 뉴클레오사이드는, 퓨라노스 고리가 단환식 혹은 다환식 고리계로 대체된 당 대용물 또는 펩타이드 핵산에서 사용되는 것과 같은 비환식 당 대용물을 포함한다. 이러한 변형 뉴클레오사이드를 위한 당 모이어티의 실례는, 제한 없이, 몰폴리노, 헥시톨, 사이클로헥센일, 2.2.2 및 3.2.1 사이클로헥소스 및 개방 비환식 기를 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 변형 뉴클레오사이드는 비천연 유래 당 모이어티 및 변형 복소환식 염기 모이어티를 포함한다. 이러한 변형 뉴클레오사이드는, 제한 없이, 복소환식 염기 모이어티가 페녹사진 모이어티(예컨대, 9-(2-아미노에톡시)-1,3-다이아자페녹사진-2-온기, G-클램프로도 지칭되고 이는 구아노신 염기와 혼성되는 경우 4개의 수소 결합을 형성함)로 대체된 변형 뉴클레오사이드 및 예를 들어, 몰폴리노, 사이클로헥센일 또는 바이사이클로[3.1.0]헥실과 같은 당 대용물 기로의 당 모이어티의 추가의 대체를 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "이환식 뉴클레오사이드"는 적어도 하나의 이환 당 모이어티를 포함하는 뉴클레오사이드를 지칭한다. 이환식 뉴클레오사이드의 예는, 제한 없이, 비-동일자리(non-geminal) 탄소 원자들의 둘 사이의 브리지를 포함하는 퓨라노실 당을 가지는 뉴클레오사이드를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 이환식 뉴클레오사이드는 4' 및 2' 탄소 원자 사이에 브리지를 가진다. 이러한 4'→2' 브리지된 이환식 뉴클레오사이드의 예는, 다음 화학식 중 하나를 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다: 4'-(CH2)-O-2'(LNA); 4'-(CH2)-S-2'; 4'-(CH2)2-O-2'(ENA); 4'-CH(CH3)-O-2' 및 4'-CH(CH2OCH3)-O-2'(및 그의 유사체, 2008년 7월 15일 공고된 미국 특허 제7,399,845호 참조); 4'-C(CH3)(CH3)-O-2'(및 그의 유사체, 2009년 1월 8일 공개된, 국제 출원 공개 WO/2009/006478 참조); 4'-CH2-N(OCH3)-2'(및 그의 유사체, 2008년 12월 11일 공개된 국제 출원 공개 WO2008/150729 참조); 4'-CH2-O-N(CH3)-2'(2010년 4월 13일 공고된 미국 특허 7,96,345호 참조); 4'-CH2-N(R)-O-2'(여기서 R은 H, C1-C12 알킬 또는 보호기임)(2008년 9월 23일 공고된 미국 특허 제7,427,672호 참조); 4'-CH2-C(H)(CH3)-2'(문헌[Chattopadhyaya, et al., J. Org. Chem., 2009, 74, 118-134] 참조); 및 4'-CH2-CH2-2' 및 4'-CH2-C(=CH2)-2'(및 그의 유사체, 2008년 12월 8일 공개된 국제 출원 공개 WO 2008/154401호 참조). 또한 이환식 뉴클레오사이드는 간행된 문헌에 보고되어 있었다(예를 들어, 문헌들[Srivastava et al., J. Am. Chem. Soc., 2007, 129(26) 8362-8379; Frieden et al., Nucleic Acids Research, 2003, 21, 6365-6372; Elayadi et al., Curr. Opinion Invens. Drugs, 2001, 2, 558-561; Braasch et al., Chem. Biol., 2001, 8, 1-7; Orum et al., Curr. Opinion Mol. Ther., 2001, 3, 239-243; Wahlestedt et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2000, 97, 5633-5638; Singh et al., Chem. Commun., 1998, 4, 455-456; Koshkin et al., Tetrahedron, 1998, 54, 3607-3630; Kumar et al., Bioorg. Med. Chem. Lett., 1998, 8, 2219-2222; Singh et al., J. Org. Chem., 1998, 63, 10035-10039], 미국 특허 제7,741,457호; 제7,696,345호; 제7,547,684호; 제7,399,845호; 제7,053,207호; 제7,034,133호; 제6,794,499호; 제6,770,748호; 제6,670,461호; 제6,525,191호; 제6,268,490호; 미국 특허 공개 제US2008-0039618호; 미국 특허 출원 제61/099,844호; 제61/097,787호; 제61/086,231호; 제61/056,564호; 제61/026,998호; 제61/026,995호; 제60/989,574호; 국제 출원 공개 WO2009/006478; WO2008/154401; WO2008/150729; WO 2007/134181; WO 2005/021570; WO 2004/106356; WO 94/14226 참조). 전술한 이환식 뉴클레오사이드 각각은, 예를 들어 α-L-리보퓨라노스 및 β-D-리보퓨라노스를 비롯하여, 하나 이상의 입체화학적 당 배위를 가지도록 제조될 수 있다(WO 99/14226로서 1999년 3월 25일에 공개된 PCT 국제 출원 PCT/DK98/00393 참조).
소정의 실시형태에 있어서, 이환식 뉴클레오사이드는, 제한 없이, -[C(Ra)(Rb)]n-, -C(Ra)=C(Rb)-, -C(Ra)=N-, -C(=NRa)-, -C(=O)-, -C(=S)-, -O-, -Si(Ra)2-, -S(=O)x- 및 -N(Ra)-로부터 독립적으로 선택된 1 또는 1 내지 4개의 연결된 기(일반적으로 모체 당 모이어티와 함께 4 내지 6월 고리를 형성함)를 포함하는 브리지를 포함하는 펜토퓨라노실 당 모이어티의 4' 탄소 원자와 2' 탄소 원자 사이의 브리지를 포함하되; 여기서, x는 0, 1, 또는 2이고; n는 1, 2, 3, 또는 4이며; 각각의 Ra 및 Rb는, 독립적으로, H, 보호기, 하이드록실, C1-C12 알킬, 치환된 C1-C12 알킬, C2-C12 알켄일, 치환된 C2-C12 알켄일, C2-C12 알킨일, 치환된 C2-C12 알킨일, C5-C20 아릴, 치환된 C5-C20 아릴, 복소환 라디칼, 치환된 복소환 라디칼, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴, C5-C7 지환족 라디칼, 치환된 C5-C7 지환족 라디칼, 할로겐, OJ1, NJ1J2, SJ1, N3, COOJ1, 아실(C(=O)-H), 치환된 아실, CN, 설포닐(S(=O)2-J1) 또는 설폭실(S(=O)-J1)이고; 각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H, C1-C12 알킬, 치환된 C1-C12 알킬, C2-C12 알켄일, 치환된 C2-C12 알켄일, C2-C12 알킨일, 치환된 C2-C12 알킨일, C5-C20 아릴, 치환된 C5-C20 아릴, 아실(C(=O)-H), 치환된 아실, 복소환 라디칼, 치환된 복소환 라디칼, C1-C12 아미노알킬, 치환된 C1-C12 아미노알킬 또는 보호기이다.
소정의 실시형태에 있어서, 이환식 당 모이어티의 브리지는, -[C(Ra)(Rb)]n-, -[C(Ra)(Rb)]n-O-, -C(RaRb)-N(R)-O- 또는 -C(RaRb)-O-N(R)-이다. 소정의 실시형태에 있어서, 브리지는 4'-CH2-2', 4'-(CH2)2-2', 4'-(CH2)3-2', 4'-CH2-O-2', 4'-(CH2)2-O-2', 4'-CH2-O-N(R)-2' 및 4'-CH2-N(R)-O-2'-을 포함하고, 여기서 각각의 R은 독립적으로, H, 보호기 또는 C1-C12 알킬이다.
소정의 실시형태에 있어서, 이환식 뉴클레오사이드는 이성질체 배위에 의하여 추가로 정의된다. 예를 들어, 4'-(CH2)-O-2' 브리지를 포함하는 뉴클레오사이드는, α-L 배위 또는 β-D 배위일 수 있다. 기존에, α-L-메틸렌옥시(4'-CH2-O-2') BNA들이 안티센스 활성을 나타내는 안티센스 올리고뉴클레오타이드에 혼입되었다(Frieden et al., Nucleic Acids Research, 2003, 21, 6365-6372).
소정의 실시형태에 있어서, 이환식 뉴클레오사이드는 4'→2'의 브리지를 가지는 것을 포함하고 여기서 이러한 브리지는, 제한 없이, α-L-4'-(CH2)-O-2', β-D-4'-CH2-O-2', 4'-(CH2)2-O-2', 4'-CH2-O-N(R)-2', 4'-CH2-N(R)-O-2', 4'-CH(CH3)-O-2', 4'-CH2-S-2', 4'-CH2-N(R)-2', 4'-CH2-CH(CH3)-2' 및 4'-(CH2)3-2'을 포함하고, 여기서 R은 H, 보호기 또는 C1-C12 알킬이다.
소정의 실시형태에 있어서, 이환식 뉴클레오사이드는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00005
식 중,
Bx는 복소환식 염기 모이어티이고;
-Qa-Qb-Qc-는 -CH2-N(Rc)-CH2-, -C(=O)-N(Rc)-CH2-, -CH2-O-N(Rc)-, -CH2-N(Rc)-O- 또는 -N(Rc)-O-CH2이며;
Rc는 C1-C12 알킬 또는 아미노 보호기이고; 그리고
Ta 및 Tb는 각각, 독립적으로 H, 하이드록실 보호기, 컨쥬게이트기, 반응성 인기, 인 모이어티 또는 지지 매체에 대한 공유 부착이다.
소정의 실시형태에 있어서, 이환식 뉴클레오사이드는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00006
식 중,
Bx는 복소환식 염기 모이어티이고;
Ta 및 Tb는 각각, 독립적으로 H, 하이드록실 보호기, 컨쥬게이트기, 반응성 인기, 인 모이어티 또는 지지 매체에 대한 공유 부착이며;
Za는 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일, 치환된 C1-C6 알킬, 치환된 C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알킨일, 아실, 치환된 아실, 치환된 아마이드, 티올 또는 치환된 티올이다.
일 실시형태에 있어서, 치환된 기들의 각각은, 독립적으로, 할로겐, 옥소, 하이드록실, OJc, NJcJd, SJc, N3, OC(=X)Jc 및 NJeC(=X)NJcJd로부터 독립적으로 선택된 치환기로 단일 또는 다중 치환되되, 여기서 각각의 Jc, Jd 및 Je는, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 또는 치환된 C1-C6 알킬이고, X는 O 또는 NJc이다.
소정의 실시형태에 있어서, 이환식 뉴클레오사이드는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00007
식 중,
Bx는 복소환식 염기 모이어티이고;
Ta 및 Tb는 각각, 독립적으로 H, 하이드록실 보호기, 컨쥬게이트기, 반응성 인기, 인 모이어티 또는 지지 매체에 대한 공유 부착이며;
Zb는 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일, 치환된 C1-C6 알킬, 치환된 C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알킨일 또는 치환된 아실 (C(=O)-)이다.
소정의 실시형태에 있어서, 이환식 뉴클레오사이드는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00008
식 중,
Bx는 복소환식 염기 모이어티이고;
Ta 및 Tb는 각각, 독립적으로 H, 하이드록실 보호기, 컨쥬게이트기, 반응성 인기, 인 모이어티 또는 지지 매체에 대한 공유 부착이며;
Rd는 C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일 또는 치환된 C2-C6 알킨일이고;
각각의 qa, qb, qc 및 qd는, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일 또는 치환된 C2-C6 알킨일, C1-C6 알콕실, 치환된 C1-C6 알콕실, 아실, 치환된 아실, C1-C6 아미노알킬 또는 치환된 C1-C6 아미노알킬이다;
소정의 실시형태에 있어서, 이환식 뉴클레오사이드는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00009
식 중,
Bx는 복소환식 염기 모이어티이고;
Ta 및 Tb는 각각, 독립적으로 H, 하이드록실 보호기, 컨쥬게이트기, 반응성 인기, 인 모이어티 또는 지지 매체에 대한 공유 부착이며;
qa, qb, qe 및 qf는 각각, 독립적으로, 수소, 할로겐, C1-C12 알킬, 치환된 C1-C12 알킬, C2-C12 알켄일, 치환된 C2-C12 알켄일, C2-C12 알킨일, 치환된 C2-C12 알킨일, C1-C12 알콕시, 치환된 C1-C12 알콕시, OJj, SJj, SOJj, SO2Jj, NJjJk, N3, CN, C(=O)OJj, C(=O)NJjJk, C(=O)Jj, O-C(=O)NJjJk, N(H)C(=NH)NJjJk, N(H)C(=O)NJjJk 또는 N(H)C(=S)NJjJk이거나;
또는 qe와 qf는 함께 =C(qg)(qh)이며;
qg 및 qh는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C12 알킬 또는 치환된 C1-C12 알킬이다.
아데닌, 사이토신, 구아닌, 5-메틸-사이토신, 티민 및 4'-CH2-O-2' 브리지를 가지는 유라실 이환식 뉴클레오사이드의 합성 및 제조와 함께, 이들의 올리고머화, 및 핵산 인식 특성이 설명되어 있었다(Koshkin et al., Tetrahedron, 1998, 54, 3607-3630). 이환식 뉴클레오사이드의 합성이 WO 98/39352 및 WO 99/14226에 또한 설명되어 있었다.
4'→2' 브리지 기, 예컨대, 4'-CH2-O-2' 및 4'-CH2-S-2'을 가지는 다양한 이환식 뉴클레오사이드의 유사체가 또한 제조되었다(Kumar et al., Bioorg. Med. Chem. Lett., 1998, 8, 2219-2222). 핵산 중합효소에 대한 기질로서 사용하기 위한 이환식 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고데옥시리보뉴클레오타이드 이중구조의 제조가 또한 설명되어 있었다(Wengel et al., WO 99/14226). 더욱이, 신규한 회전배열적으로 제한된(conformationally restricted) 고친화도 올리고뉴클레오타이드 유사체인 2'-아미노-BNA의 합성이 당업계에 설명되어 있었다(Singh et al., J. Org. Chem., 1998, 63, 10035-10039). 또한, 2'-아미노- 및 2'-메틸아미노-BNA가 제조되었고, 상보적 RNA 및 DNA 가닥을 가지는 이들의 이중구조의 열안정성이 이전에 보고되었다.
소정의 실시형태에 있어서, 이환식 뉴클레오사이드는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00010
식 중,
Bx는 복소환식 염기 모이어티이고;
Ta 및 Tb는 각각, 독립적으로 H, 하이드록실 보호기, 컨쥬게이트기, 반응성 인기, 인 모이어티 또는 지지 매체에 대한 공유 부착이며;
각각의 qi, qj, qk 및 ql은, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C12 알킬, 치환된 C1-C12 알킬, C2-C12 알켄일, 치환된 C2-C12 알켄일, C2-C12 알킨일, 치환된 C2-C12 알킨일, C1-C12 알콕실, 치환된 C1-C12 알콕실, OJj, SJj, SOJj, SO2Jj, NJjJk, N3, CN, C(=O)OJj, C(=O)NJjJk, C(=O)Jj, O-C(=O)NJjJk, N(H)C(=NH)NJjJk, N(H)C(=O)NJjJk 또는 N(H)C(=S)NJjJk이고; 그리고
각각의 qi 및 qj 또는 ql 및 qk는 함께 =C(qg)(qh)이되, 여기서 qg 및 qh는 각각, 독립적으로, H, 할로겐, C1-C12 알킬 또는 치환된 C1-C12 알킬이다.
4'-(CH2)3-2' 브리지와 알켄일 유사체 브리지 4'-CH=CH-CH2-2'을 가지는 하나의 탄소환 이환식 뉴클레오사이드가 설명되어 있었다(Frier et al., Nucleic Acids Research, 1997, 25(22), 4429-4443 및 Albaek et al., J. Org. Chem., 2006, 71, 7731-7740). 탄소환 이환식 뉴클레오사이드의 합성 및 제조와 함께 이들의 올리고머화 및 생화학적 연구가 또한 설명되어 있었다(Srivastava et al., J. Am. Chem. Soc. 2007, 129(26), 8362-8379).
소정의 실시형태에 있어서, 이환식 뉴클레오사이드는, 이하에 나타낸 바와 같이, (A) α-L-메틸렌옥시(4'-CH2-O-2') BNA, (B) β-D-메틸렌옥시(4'-CH2-O-2') BNA, (C) 에틸렌옥시(4'-(CH2)2-O-2') BNA, (D) 아미노옥시(4'-CH2-O-N(R)-2') BNA, (E) 옥시아미노(4'-CH2-N(R)-O-2') BNA, (F) 메틸(메틸렌옥시)(4'-CH(CH3)-O-2') BNA(제약된 에틸(constrained ethyl) 또는 cEt라고도 지칭됨), (G) 메틸렌-티오(4'-CH2-S-2') BNA, (H) 메틸렌-아미노(4'-CH2-N(R)-2') BNA, (I) 메틸 카복실산(4'-CH2-CH(CH3)-2') BNA, (J) 프로필렌 카복실산(4'-(CH2)3-2') BNA, 및 (K) 비닐 BNA를 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다.
Figure pct00011
.
여기서 Bx는 염기 모이어티이고, R은, 독립적으로, H, 보호기, C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시이다.
소정의 실시형태에 있어서, 변형 뉴클레오사이드는, 이하에 예시된 테트라하이드로피란일 고리계(헥시톨로도 지칭됨)와 같은 당 대용물로의 리보실 고리의 대체를 제한 없이 포함하는 당 대용물 기를 가지는 뉴클레오사이드를 포함한다:
Figure pct00012
.
소정의 실시형태에 있어서, 하기 화학식을 가진 당 대용물이 선택된다:
Figure pct00013
식 중,
Bx는 복소환식 염기 모이어티이고;
T3 및 T4 중 한쪽은, 각각, 독립적으로, 테트라하이드로피란 뉴클레오사이드 유사체를 올리고머 화합물의 5' 또는 3' 단부 중 하나의 나머지에 부착하는 인터뉴클레오사이드 연결기이거나, T3 및 T4 중 다른 쪽이 하이드록실, 보호된 하이드록실, 5' 또는 3' 말단기 또는 테트라하이드로피란 뉴클레오사이드 유사체를 올리고머 화합물의 5' 또는 3' 단부 중 다른 하나의 나머지에 부착하는 인터뉴클레오사이드 연결기이며;
q1, q2, q3, q4, q5, q6 및 q7은, 각각 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일 또는 치환된 C2-C6 알킨일이고; 그리고
R1 및 R2 중 한쪽은 수소이고 다른 쪽은 할로겐, 치환된 또는 비치환된 알콕시, NJ1J2, SJ1, N3, OC(=X)J1, OC(=X)NJ1J2, NJ3C(=X)NJ1J2 및 CN으로부터 선택되되, 여기서 X는 O, S 또는 NJ1이고 각각의 J1, J2 및 J3은, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬이다.
소정의 실시형태에 있어서, q1, q2, q3, q4, q5, q6 및 q7은 각각 H이다. 소정의 실시형태에 있어서, q1, q2, q3, q4, q5, q6 및 q7 중 적어도 하나는 H 이외의 것이다. 소정의 실시형태에 있어서, q1, q2, q3, q4, q5, q6 및 q7 중 적어도 하나는 메틸이다. 소정의 실시형태에 있어서, R1 및 R2 중 하나가 F인 THP 뉴클레오사이드가 제공된다. 소정의 실시형태에 있어서, R1은 플루오로이고 R2는 H이며; R1은 메톡시이고 R2는 H이며, R1은 메톡시에톡시이고 R2는 H이다.
이러한 당 대용물은 "변형 테트라하이드로피란 뉴클레오사이드" 또는 "변형 THP 뉴클레오사이드"로 지칭될 수 있다. 변형 THP 뉴클레오사이드는 당업계에서 헥시톨 핵산(HNA), 알트리톨 핵산(ANA) 및 만니톨 핵산(MNA)으로 지칭되는 것을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다(문헌[Leumann, C. J., Bioorg. & Med. Chem., 2002, 10, 841-854] 참조).
소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 천연 유래 뉴클레오사이드에서 펜토퓨라노실 잔기 대신에 6-원 사이클로헥센일을 가지는 뉴클레오사이드인 하나 이상의 변형 사이클로헥센일 뉴클레오사이드를 포함한다. 변형 사이클로헥센일 뉴클레오사이드는 당업계에서 설명된 것을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다(예를 들어, 공동 소유된, 2010년 4월 10일자로 공개된, PCT 출원 공개 WO 2010/036696, 문헌들[Robeyns et al., J. Am. Chem. Soc., 2008, 130(6), 1979-1984;
Figure pct00014
et al., Tetrahedron Letters, 2007, 48, 3621-3623; Nauwelaerts et al., J. Am. Chem. Soc., 2007, 129(30), 9340-9348; Gu et al.,, Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids, 2005, 24(5-7), 993-998; Nauwelaerts et al., Nucleic Acids Research, 2005, 33(8), 2452-2463; Robeyns et al., Acta Crystallographica, Section F: Structural Biology and Crystallization Communications, 2005, F61(6), 585-586; Gu et al., Tetrahedron, 2004, 60(9), 2111-2123; Gu et al., Oligonucleotides, 2003, 13(6), 479-489; Wang et al., J. Org. Chem., 2003, 68, 4499-4505; Verbeure et al., Nucleic Acids Research, 2001, 29(24), 4941-4947; Wang et al., J. Org. Chem., 2001, 66, 8478-82; Wang et al., Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids, 2001, 20(4-7), 785-788; Wang et al., J. Am. Chem., 2000, 122, 8595-8602]; 공개 PCT 출원, WO 06/047842; 및 공개 PCT 출원 WO 01/049687 참조; 각각의 본문은 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다). 소정의 변형 사이클로헥센일 뉴클레오사이드는 하기 화학식 X를 가진다.
Figure pct00015
식 중, 화학식 X의 상기 적어도 하나의 사이클로헥센일 뉴클레오사이드 유사체의 각각에 대해서 독립적으로:
Bx는 복소환식 염기 모이어티이고;
T3 및 T4 중 한쪽은 사이클로헥센일 뉴클레오사이드를 올리고머 화합물의 5' 또는 3' 단부 중 하나의 나머지에 부착하는 인터뉴클레오사이드 연결기이고, T3 및 T4 중 다른 쪽이 하이드록실, 보호된 하이드록실, 5' 또는 3' 말단기 또는 사이클로헥센일 뉴클레오사이드를 올리고머 화합물의 5' 또는 3' 단부 중 다른 하나의 나머지에 부착하는 인터뉴클레오사이드 연결기이며; 그리고
q1, q2, q3, q4, q5, q6, q7, q8 및 q9는 각각, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일, 치환된 C2-C6 알킨일 또는 다른 당 치환기이다.
많은 다른 단환식, 이환식 및 삼환식 고리계가 당업계에 공지되어 있고, 본 명세서에 제공된 바와 같은 올리고머 화합물로의 혼입을 위하여 뉴클레오사이드를 변형시키도록 이용될 수 있는 당 대용물로서 적절하다(예를 들어, 리뷰 논문: Leumann, Christian J. Bioorg. & Med. Chem., 2002, 10, 841-854 참조). 이러한 고리계는 활성을 더욱 향상시키기 위하여 다양한 추가적인 치환을 겪을 수 있다.
이러한 변형 당의 제조를 교시하는 일부 대표적인 미국 특허는, 제한 없이, 미국특허 제4,981,957호; 제5,118,800호; 제5,319,080호; 제5,359,044호; 제5,393,878호; 제5,446,137호; 제5,466,786호; 제5,514,785호; 제5,519,134호; 제5,567,811호; 제5,576,427호; 제5,591,722호; 제5,597,909호; 제5,610,300호; 제5,627,053호; 제5,639,873호; 제5,646,265호; 제5,670,633호; 제5,700,920호; 제5,792,847호 및 제6,600,032호 및 2005년 6월 2일에 출원되고 2005년 12월 22일에 WO 2005/121371로서 공개된 국제 출원 PCT/US2005/019219를 포함하고, 이들 중 특정한 것은 본 출원과 공동으로 소유되며, 이들 각각은 그 전체가 본 명세서에 참고로 편입된다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "반응성 인"은 예를 들어 포스포디에스터 및 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄를 포함하는 인터뉴클레오사이드 연쇄 형성에 유용한 올리고머 화합물에 추가로 부착될 수 있는 단량체 소단위에 공유적으로 연결된 기를 포함하도록 의도된다. 이러한 반응성 인기는 당업계에 공지되어 있고, 포스포라미다이트, H-포스포네이트, 포스페이트 트라이에스터 및 인 함유 카이랄 보조물을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 PIII 또는 PV 원자가 상태의 인 원자를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 반응성 인기는 다이아이소프로필사이아노에톡시 포스포라미다이트(-O*-P[N[(CH(CH3)2]2]O(CH2)2CN) 및 H-포스포네이트(-O*-P(=O)(H)OH)로부터 선택되되, 여기서 O*은 화학식 I의 마쿠쉬 그룹(Markush group)의 3'-위치에 통상적으로 부착된다. 바람직한 합성 고체상 합성은 반응성 포스파이트로서 포스포라미다이트(PIII 화학)를 이용한다. 중간체 포스파이트 화합물은 포스포디에스터 또는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄를 산출하기 위한 공지 방법을 이용하여 포스페이트 또는 티오포스페이트(PV 화학)로 추후 산화된다. 카이랄 보조물은 당업계에 공지되어 있다(예를 들어: 문헌들[Wang et al., Tetrahedron Letters, 1997, 38(5), 705-708; Jin et al., J. Org. Chem, 1997, 63, 3647-3654; Wang et al., Tetrahedron Letters, 1997, 38(22), 3797-3800]; 및 2005년 3월 15일자로 등록된 미국 특허 제6,867,294호 참조). 추가적인 반응성 포스페이트 및 포스파이트가 문헌[Tetrahedron Report Number 309 (Beaucage and Iyer, Tetrahedron, 1992, 48, 2223-2311)]에 개시되어 있다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "올리고뉴클레오타이드"는 복수의 연결된 뉴클레오사이드를 포함하는 화합물을 지칭한다. 소정의 실시형태에 있어서, 복수의 뉴클레오사이드 중 하나 이상이 변형된다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고뉴클레오타이드는 하나 이상의 리보뉴클레오사이드(RNA) 및/또는 데옥시리보뉴클레오사이드(DNA)를 포함한다.
용어 "올리고뉴클레오사이드"는 인 원자를 가지지 않는 인터뉴클레오사이드 연쇄에 의하여 접합된 뉴클레오사이드의 서열을 지칭한다. 이러한 유형의 인터뉴클레오사이드 연쇄는 단쇄(short chain) 알킬, 사이클로알킬, 혼합된 헤테로원자 알킬, 혼합된 헤테로원자 사이클로알킬, 하나 이상의 단쇄 헤테로원자 및 하나 이상의 단쇄 복소환을 포함한다. 이들 인터뉴클레오사이드 연쇄는, 제한 없이, 실록산, 설파이드, 설폭사이드, 설폰, 아세틸, 폼아세틸, 티오폼아세틸, 메틸렌 폼아세틸, 티오폼아세틸, 알켄일, 설파메이트, 메틸렌이미노, 메틸렌하이드라지노, 설포네이트, 설폰아마이드, 아마이드, 및 혼합된 N, O, S 및 CH2 성분 부분을 지니는 기타의 것들을 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 용어 "올리고머 화합물"은 연결된 단량체 소단위의 연속 서열을 지칭한다. 각각의 연결된 단량체 소단위는 통상적으로 복소환식 염기 모이어티를 포함하지만, 단량체 소단위는 비염기성 단량체 소단위와 같은 복소환식 염기 모이어티가 없는 것을 또한 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 적어도 일부, 일반적으로 본질적으로 모두는 아니더라도 대부분의 올리고머 화합물 중의 복소환식 염기가 핵산 분자, 통상적으로 사전선택된 RNA 표적으로 혼성화될 수 있다. 용어 "올리고머 화합물"는 그러므로 올리고뉴클레오타이드, 올리고뉴클레오타이드 유사체 및 올리고뉴클레오사이드를 포함한다. 이는 당 대용물 기를 가지는 하나 또는 복수개의 뉴클레오사이드 유사체를 가지는 고분자를 또한 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 천연 유래 뉴클레오사이드, 비천연 유래 뉴클레오사이드, 변형 뉴클레오사이드 및 당 대용물 기를 가지는 뉴클레오사이드로부터 독립적으로 선택되는 복수개의 단량체 소단위를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 단일 가닥이다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 이중가닥 이중구조(duplex)을 포함하는 이중가닥이다. 소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물은 하나 이상의 컨쥬게이트기 및/또는 말단기를 포함한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 용어 "인터뉴클레오사이드 연쇄" 또는 "인터뉴클레오사이드 연결기"는 인 함유 인터뉴클레오사이드 연결기, 예컨대, 포스포디에스터 및 포스포로티오에이트, 및 비-인 함유 인터뉴클레오사이드 연결기, 예컨대, 폼아세틸 및 메틸렌이미노를 포함하지만 이에 제한되지 않는 당업계에 공지된 모든 방식의 인터뉴클레오사이드 연결기를 포함하도록 의도된다. 인터뉴클레오사이드 연쇄는 중성 비이온성 인터뉴클레오사이드 연쇄 예컨대 아마이드-3(3'-CH2-C(=O)-N(H)-5'), 아마이드-4(3'-CH2-N(H)-C(=O)-5') 및 메틸포스포네이트를 또한 포함하되, 여기서 인 원자가 항상 존재하는 것은 아니다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 명세서에 제공된 바와 같은 올리고머 화합물은 변형된, 예컨대, 비천연 유래 인터뉴클레오사이드 연쇄를 함유하는 하나 이상의 인터뉴클레오사이드 연쇄를 가지도록 제조될 수 있다. 인터뉴클레오사이드 연쇄의 두 주요 부류는 인 원자의 존재 또는 부재에 의하여 정의된다. 인 원자를 가지는 변형 인터뉴클레오사이드 연쇄는, 제한 없이, 통상의 3'-5' 연쇄, 이들의 2'-5' 연결된 유사체를 가지는, 포스포로티오에이트, 카이랄 포스포로티오에이트, 포스포로다이티오에이트, 포스포트라이에스터, 아미노알킬포스포트라이에스터, 메틸 및 다른 알킬포스포네이트, 예컨대, 3'-알킬렌 포스포네이트, 5'-알킬렌 포스포네이트 및 카이랄 포스포네이트, 포스피네이트, 포스포라미데이트, 예컨대, 3'-아미노 포스포라미데이트 및 아미노알킬포스포라미데이트, 티오노포스포라미데이트, 티오노알킬포스포네이트, 티오노알킬포스포트라이에스터, 셀레노포스페이트 및 보라노포스페이트, 및 하나 이상의 인터뉴클레오타이드 연쇄가 3'→3', 5'→5' 또는 2'→2' 연쇄인 역전된 극성을 가지는 것을 포함한다. 역전된 극성을 가지는 올리고뉴클레오타이드는 3'-최말단(3'-most) 인터뉴클레오타이드 연쇄에서 단일의 3'→3'의 연결, 즉, 비염기성일 수 있는(핵염기가 손실되거나 이를 대신하여 하이드록실기를 가짐) 단일의 역전된 뉴클레오사이드 잔기를 포함할 수 있다. 다양한 염, 혼합된 염 및 유리 산 형태가 또한 포함된다.
상기 인 함유 연쇄의 제조를 교시하는 대표적인 미국 특허는, 제한 없이, 미국 특허 제3,687,808호; 제4,469,863호; 제4,476,301호; 제5,023,243호; 제5,177,196호; 제5,188,897호; 제5,194,599호; 제5,264,423호; 제5,276,019호; 제5,278,302호; 제5,286,717호; 제5,321,131호; 제5,399,676호; 제5,405,939호; 제5,453,496호; 제5,455,233호; 제5,466,677호; 제5,476,925호; 제5,519,126호; 제5,527,899호; 제5,536,821호; 제5,541,306호; 제5,550,111호; 제5,563,253호; 제5,565,555호; 제5,571,799호; 제5,587,361호; 제5,625,050호; 제5,672,697호; 및 제5,721,218호를 포함하고, 이들 중 특정한 것은 본 출원에 공동으로 소유되며, 이들 각각은 본 명세서에 참고로 편입된다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 명세서에 제공된 바와 같은 올리고머 화합물은 하나 이상의 비-인 함유 인터뉴클레오사이드 연쇄를 가지도록 제조될 수 있다. 이러한 올리고머 화합물은, 제한 없이, 단쇄 알킬 또는 사이클로알킬 인터뉴클레오사이드 연쇄, 혼합된 헤테로원자 및 알킬 또는 사이클로알킬 인터뉴클레오사이드 연쇄, 또는 하나 이상의 단쇄 헤테로원자 또는 복소환식 인터뉴클레오사이드 연쇄에 의하여 형성된 것을 포함한다. 이들은 실록산 골격; 설파이드, 설폭사이드 및 설폰 골격; 폼아세틸 및 티오폼아세틸 골격; 메틸렌 폼아세틸 및 티오폼아세틸 골격; 리보아세틸 골격; 알켄 보유 골격; 설파메이트 골격; 메틸렌이미노 및 메틸렌하이드라지노 골격; 설포네이트 및 설폰아마이드 골격; 아마이드 골격을 가지는 것; 및 N, O, S 및 CH2 요소 부분과 혼합된 다른 것을 포함한다.
상기 올리고뉴클레오사이드의 제조를 교시하는 대표적인 미국 특허는, 제한 없이, 미국 특허 제5,034,506호; 제5,166,315호; 제5,185,444호; 제5,214,134호; 제5,216,141호; 제5,235,033호; 제5,264,562호; 제5,264,564호; 제5,405,938호; 제5,434,257호; 제5,466,677호; 제5,470,967호; 제5,489,677호; 제5,541,307호; 제5,561,225호; 제5,596,086호; 제5,602,240호; 제5,608,046호; 제5,610,289호; 제5,618,704호; 제5,623,070호; 제5,663,312호; 제5,633,360호; 제5,677,437호; 제5,677,439호; 제5,646,269호 및 제5,792,608호를 포함하고, 이들 중 특정한 것은 본 출원에 공동으로 소유되며, 이들 각각은 본 명세서에 참고로 편입된다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이 "중성 인터뉴클레오사이드 연쇄"은 비이온성인 인터뉴클레오사이드 연쇄를 포함하도록 의도된다. 중성 인터뉴클레오사이드 연쇄는, 제한 없이, 포스포트라이에스터, 메틸포스포네이트, MMI(3'-CH2-N(CH3)-O-5'), 아마이드-3(3'-CH2-C(=O)-N(H)-5'), 아마이드-4(3'-CH2-N(H)-C(=O)-5'), 폼아세탈(3'-O-CH2-O-5'), 및 티오폼아세탈(3'-S-CH2-O-5')을 포함한다. 추가의 중성 인터뉴클레오사이드 연쇄는 실록산(다이알킬실록산), 카복실레이트 에스터, 카복스아마이드, 설파이드, 설포네이트 에스터 및 아마이드를 포함하는 비이온성 연결을 포함한다(예를 들어: 문헌[Carbohydrate Modifications in Antisense Research; Y.S. Sanghvi and P.D. Cook, Eds., ACS Symposium Series 580; Chapters 3 and 4, 40-65] 참조). 추가의 중성 인터뉴클레오사이드 연쇄는 혼합된 N, O, S 및 CH2 요소 부분을 포함하는 비이온성 연쇄를 포함한다.
소정의 실시형태에 있어서, 본 명세서에 제공된 바와 같은 올리고머 화합물은 인터뉴클레오사이드 연쇄를 함유하는 하나 이상의 선택적으로 보호된 인을 가지도록 제조될 수 있다. 인 함유 인터뉴클레오사이드 연쇄, 예컨대, 포스포다이에스터 및 포스포로티오에이트 연쇄를 위한 대표적인 보호기는 β-시아노에틸, 다이페닐실릴에틸, δ-사이아노부텐일, 사이아노 p-자일릴(CPX), N-메틸-N-트라이플루오로아세틸 에틸(META), 아세톡시 페녹시에틸(APE) 및 부텐-4-일기를 포함한다. 예를 들어 미국 특허 제4,725,677호 및 제Re. 34,069호(β-사이아노에틸); 문헌들[Beaucage et al., Tetrahedron, 1993, 49(10), 1925-1963; Beaucage et al., Tetrahedron, 1993, 49(46), 10441-10488; Beaucage et al., Tetrahedron, 1992, 48(12), 2223-2311]을 참조한다.
소정의 실시형태에 있어서, 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 이용하는 커플링 단계 이외의, 올리고머 화합물의 대규모 합성 단계들은, 간행된 문헌에 따라서 수행된다(예를 들어, 문헌들[Protocols for Oligonucleotides and Analogs, Agrawal, Ed., Humana Press, 1993, 및/또는 RNA: Scaringe, Methods, 2001, 23, 206-217; Gait et al., Applications of Chemically synthesized RNA in RNA:Protein Interactions, Smith, Ed., 1998, 1-36; Gallo et al., Tetrahedron, 2001, 57, 5707-5713]; Caruthers 미국 특허 제4,415,732호; 제4,458,066호; 제4,500,707호; 제4,668,777호; 제4,973,679호; 및 제5,132,418호; 및 Koster 미국 특허 제4,725,677호 및 제Re. 34,069호 참조).
고체 지지체 방법을 이용하는 올리고머 화합물의 제조에 통상적으로 이용되는 상업적으로 입수 가능한 장비가, 예를 들어, 어플라이드 바이오시스템즈사(Applied Biosystems)(캘리포니아주의 포스터 시티에 소재)를 비롯한 여러 판매자에 의하여 판매된다. 당업계에 공지된 그러한 합성을 위한 임의의 다른 수단이 추가적으로 또는 대안적으로 이용될 수 있다. 자동화 합성 기법을 비롯한 적절한 고체상 기법이 문헌[Oligonucleotides and Analogues, a Practical Approach, F. Eckstein, Ed., Oxford University Press, New York, 1991]에 기재되어 있다.
DNA 및 관련 유사체의 합성에 비하여 RNA 및 관련 유사체의 합성이, RNA 간섭 및 마이크로 RNA 증가의 노력으로 증가되고 있다. 현재 상업적으로 이용되는 주요 RNA 합성 전략은 5'-O-DMT-2'-O-t-뷰틸다이메실릴(TBDMS), 5'-O-DMT-2'-O-[1(2-플루오로페닐)-4-메톡시피페리딘-4-일](FPMP), 2'-O-[(트라이아이소프로필실릴)옥시]메틸(2'-O-CH2-O-Si(iPr)3(TOM) 및 5'-O-실릴 에터-2'-ACE(5'-O-비스(트라이메틸실록시)사이클로도데실옥시실릴 에터(DOD)-2'-O-비스(2-아세톡시에톡시)메틸(ACE)을 포함한다. 현재 RNA 제품을 제공하는 주요 회사의 일부의 현행 목록은 피어스 뉴클레익 애시드 테크놀로지즈사(Pierce Nucleic Acid Technologies), 다마콘 리서치사(Dharmacon Research Inc.), 아메리 바이오테크놀로지즈사(Ameri Biotechnologies Inc.) 및 인테그레이티드 DNA 테크놀로지즈사(Integrated DNA Technologies, Inc.)를 포함한다. 한 회사인 프린스턴 세퍼레이션즈사(Princeton Separations)가 특히 TOM 및 TBDMS 화학으로 커플링 시간을 감소시키는 것으로 광고되는 RNA 합성 활성제를 시판하고 있다. 상업적인 RNA 합성을 위하여 이용되는 주요 기는 다음과 같다: TBDMS: 5'-O-DMT-2'-O-t-뷰틸다이메실릴; TOM: 2'-O-[(트라이아이소프로필실릴)옥시]메틸; DOD/ACE: (5'-O-비스(트라이메틸실록시)사이클로도데실옥시실릴 에터-2'-O-비스(2-아세톡시에톡시)메틸; 및 FPMP: 5'-O-DMT-2'-O-[1(2-플루오로페닐)-4-에톡시피페리딘-4-일]. 소정의 실시형태에 있어서, 앞서 언급한 RNA 합성 전략 각각이 본 명세서에서 이용될 수 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 앞서 언급한 RNA 합성 전략은, 예를 들어 하나의 전략으로부터 5'-보호기를 이용하고 또 다른 전략으로부터 2'-O-보호를 이용하는 혼성 방식으로 함께 수행될 수 있다.
특허, 특허 출원, 기사, 서적 및 논문을 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아닌, 본 출원에 인용된, 모든 문서 또는 문서들의 부분은, 임의의 목적을 위하여 이들의 전문이 참고로 명백하게 편입된다.
본 발명의 개시 내용을 입수한 당업자라면, 특히 임의의 실행 가능한 길이의 연결된 단량체 소단위의 연속 서열을 포함하는 올리고머 화합물을 제조할 수 있을 것이다. 비록 소정의 실시형태에서, 본 명세서에 제공된 올리고머 화합물이 기재된 바와 같이 제조될 수 있지만, 다음의 실시예들은 단지 설명을 위하여 제공될 뿐, 제한하도록 의도된 것은 아니다.
실시예 1
유니링커(상표명) 작용기화 지지 매체
범용 연결기(유니링커(상표명))로 작용기화된 고체 지지체 재료인 프라이머 서포트 5G 또는 닛토페이즈-HL이 H.C. 브라운 파마슈티컬 리서치 앤드 라보라토리즈사(H.C. Brown Pharmaceutical Research and Laboratories)로부터 상업적으로 입수 가능하다. 유니링커(상표명) 및 거대다공성 아미노메틸 수지가 티안진 난카이 헤쳉 사이언스 앤드 테크놀로지 컴퍼니사(Tianjin Nankai Hecheng Science and Technology Company, Ltd.)로부터 개별적으로 또한 상업적으로 입수 가능하다.
실시예 2
올리고머 화합물화합물의 합성을 위하여 사용되는 용액의 제조
달리 명시되지 않는 한, 용매는 칼 피셔(Karl Fischer) 적정법에 의해 결정 시 100 ppm 미만의 물 함량을 가진다. 본 명세서에 나열된 시약의 농도 및 사용된 용매는 전형적이지만 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
탈트리틸화 용액은 전형적으로 다이클로로아세트산(DCA) 대 톨루엔의 1:9 부피비로 제조된다. DCA 대 톨루엔의 부피비는 또한 변화될 수 있다. 탈트리틸화 용액은 실험실에서 제조되거나 테디아사(Tedia) 또는 EMD 케미컬즈사(EMD Chemicals)로부터 특별히 주문된다. 탈트리틸화 용액은 4,4'-다이메톡시트리틸(5'-DMT)기를 탈보호하기 위하여 탈트리틸화 단계 "B"에서 사용된다.
0.2M 아미다이트 용액은 전형적으로, 아세토나이트릴(ACN)로 적절하게 채워진 전용 저장용기에 고체 아미다이트를 직접 첨가하여 실험실에서 제조된다. 톨루엔은 또한 0.2M 아미다이트 용액을 제조하는데 이용되었다. 0.2M cEt 아미다이트 용액(4'-CH(CH3)-O-2' 브리지된 BNA들)을 제조할 때, 아세토나이트릴과 톨루엔의 1:1 혼합물은 때때로 5-메틸사이토신 cEt 포스포라미다이트를 위하여 이용되고, 통상 cEt 구아니딘 포스포라미다이트를 위하여 이용된다. 기타 0.2M cEt 아미다이트 용액은 관례대로 아세토나이트릴 중에서 제조되지만, 또한 아세토나이트릴과 톨루엔의 1:1 혼합물 중에서 제조될 수도 있다. 활성제 용액은, 전형적으로, 아세토나이트릴 혼합물로 적절하게 채워진 저장용기에 1.0M DCI 및 0.1M NMI의 최종 농도를 가지도록 고체 4,5-다이사이아노이미다졸(DCI) 및 액체 N-메틸이미다졸(NMI)을 직접 첨가하여 실험실에서 제조된다. 포스포라미다이트, DCI 및 NMI의 농도는 또한 변화될 수 있다. 선택된 포스포라미다이트 용액은 커플링 용액을 생성하기 위하여 자동화 합성기에 의하여 1:1 부피비로 활성제 용액과 자동으로 혼합된다. 이 부피비는 cEt 포스포라미다이트 용액을 커플링시킬 때 약 70/30으로 조정되고, 이때 70%가 활성제 용액이다. 커플링 용액은 5'-DMT 포스포라미다이트 단량체 소단위를 첨가하기 위하여 커플링 단계 "D"에서 사용된다.
전형적인 포스포라미다이트 용액은, 제한 없이, 5'-DMT-2'-데옥시아데노신 포스포라미다이트(0.2M, dA 아미다이트); 5'-DMT-2'-데옥시사이토신 포스포라미다이트(0.2M, dC 아미다이트), 5'-DMT-2'-데옥시-5-메틸사이토신 포스포라미다이트(0.2M, dMeC 아미다이트), 5'-DMT-2'-데옥시구아노신 포스포라미다이트(0.2M, dG 아미다이트), 5'-DMT-2'-데옥시티미딘 포스포라미다이트(0.2M, dT 아미다이트), 5'-DMT-2'-O(CH2)2-OCH3 아데노신 포스포라미다이트(0.2M, 2'-MOE A 아미다이트); 5'-DMT-2'-O(CH2)2-OCH3 5-메틸사이토신 포스포라미다이트(0.2M, 2'-MOE MeC 아미다이트); 5'-DMT-2'-O(CH2)2-OCH3 구아노신 포스포라미다이트(0.2M, 2'-MOE G 아미다이트) 및 5'-DMT-2'-O(CH2)2-OCH3 5-메틸유리딘 포스포라미다이트(0.2M, 2'-MOE MeU 아미다이트), 5'-DMT-2',4'-O(CHCH3) 아데노신 포스포라미다이트(0.2M, cEt A 아미다이트), 5'-DMT-2',4'-O(CHCH3) 5-메틸사이토신 포스포라미다이트(0.2M, cEt MeC 아미다이트); 5'-DMT-2',4'-O(CHCH3)-구아노신 포스포라미다이트(0.2M, cEt G 아미다이트) 및 5'-DMT-2',4'-O(CHCH3) 5-메틸유리딘 포스포라미다이트(0.2M, cEt MeU (T) 아미다이트)를 포함한다. 포스포라미다이트는 6'-(R) 또는 (S)-CH3 cEt 포스포라미다이트 등과 같은 목적으로 하는 입체화학을 지니도록 제조될 수 있다. 환외 아미노기를 지니는 포스포라미다이트 복소환식 염기는 4-N-벤조일사이토신, 4-N-벤조일-5-메틸-사이토신, 6-N-벤조일아데닌 또는 2-N-아이소뷰티릴구아닌 등과 같은 아미노 보호기로 통상 제조된다. 0.2M 페닐아세틸 다이설파이드(PADS) 황화 용액은, 전형적으로, 동일한 부피의 아세토나이트릴 및 3-피콜린(3-PIC)으로 적절하게 채워진 저장용기에 고체 시약을 직접 첨가하여 실험실에서 제조된다. PADS의 농도 및 ACN 대 3-PIC의 부피비는 또한 변화될 수 있다. 일단 PADS 용액이 완전히 혼합되면, 이것은 이어서 합성 황화 단계 "F"에서 사용하기 전에 12시간 숙성된다.
캡핑을 위하여 사용되는 용액은 조성 및 시약을 변화시킬 수 있지만, 추가의 반응으로부터 차단하기 위하여 미반응 부위에 과잉 당량의 무수 아세트산을 변함 없이 전달할 수 있다. 캡핑을 위한 하나의 용액은 캡핑 시약 A(N-메틸이미다졸/피리딘/톨루엔의 2/3/5 부피 혼합물) 및 캡핑 시약 B(톨루엔 중의 무수 아세트산의 1/4 부피 혼합물)로 이루어진다. 캡핑 시약 A에 대한 NMI, 피리딘 및 톨루엔의 부피비 및 캡핑 시약 B에 대한 무수 아세트산 및 톨루엔의 부피비는 또한 변화될 수 있다. 캡핑 시약 A 및 캡핑 시약 B는 실험실에서 제조되거나 테디아사 또는 EMD 케미컬즈사로부터 특별 주문된다. 캡핑 시약 A의 용액은 캡핑 용액(캡핑 시약들의 혼합물)을 생성하기 위하여 자동화 합성기에 의하여 1:1 부피비로 캡핑 시약 B의 용액과 자동으로 혼합된다. 캡핑 용액은 불완전한 커플링으로 인한 임의의 미커플링 유리 하이드록실기의 캡핑(아세틸화)을 위하여 캡핑 단계 "H"에서 사용된다.
인 탈보호 용액은 전형적으로 1:1 부피비의 트라이에틸아민/아세토나이트릴로 제조된다. 인 탈보호 용액은 전형적으로 실험실에서 제조된다. 트라이에틸아민 및 ACN의 부피비는 또한 변화될 수 있다. 인 탈보호 용액은 인 보호기를 탈보호하기 위하여 인 탈보호 단계 "J"에서 사용된다.
실시예 3
올리고뉴클레오타이드 합성을 위한 일반적인 합성 단계
소정의 실시형태에 있어서, 올리고머 화합물 합성에 이용되는 합성 단계들 및 시약들은 이하에 표시된 바와 같다:
Figure pct00016
당업자라면 시약 및 또는 용매의 다수가 견줄만한 결과를 제공하면서 위에 열거된 것으로부터 변형되거나 치환될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 이러한 변형된 시약은 당업계에 공지되어 있다. 소정의 실시형태에 있어서, 자동화 합성이 고체 지지체 재료, 탈트리틸화 시약, 헹굼액 또는 세척 용매, 활성제 시약, 아미다이트 용액, 황화 시약, 캡핑 시약(A 및 또는 B) 또는 탈보호 시약 중 하나 이상의 변형 또는 치환으로 상기 단계에 따라서 수행된다. 일반적으로, 당량은 각 변형된 합성에 대해서 본질적으로 동일하며, 이때 주된 차이는, 이용된 용매 및 또는 시약의 종류, 예컨대, 캡핑 시약의 차이(테트라하이드로퓨란, 톨루엔 또는 아세토나이트릴 중에 용해된 5% 내지 약 10%의 무수 아세트산, 약 5% 내지 약 10%의 N-메틸이미다졸 및 약 5% 내지 약 15%의 피리딘 또는 약 5% 내지 약 10%의 2,6-루티딘)이다. 다른 예는 포스포로티오에이트 인터뉴클레오사이드 연쇄를 생성하는 황화 시약의 포스포다이에스터 연쇄를 생성하기 위한 산화 시약으로의 대체 및 또는 입수 가능한 상이한 종류의 황화 시약을 포함한다.
실시예 4
올리고머 화합물의 고체상 합성을 위한 일반적인 단계
소정의 실시형태에 있어서, 고체상 매체 상에 올리고머 화합물을 제조하기 위한 일반적인 방법은 이하에 개략적으로 요약된 바와 같이 수행된다:
a) 복수개의 블로킹된 하이드록실기를 지니는 고체 지지체로 채워진 합성 칼럼을 제공하는 단계;
b) 고체 지지체를 탈블로킹 용액과 접촉시켜, 유리 하이드록실기들를 제공하는 단계;
c) 고체상을 1종 이상의 용매와 접촉시켜 고체상을 세척하는 단계;
d) 포스파이트 중간체를 형성 가능한 선택된 단량체 소단위를 함유하는 용액과 활성제를 함유하는 용액의 동일 부피와 동시에 접촉시킴으로써 고체상을 커플링 혼합물과 접촉시키는 단계;
e) 커플링 혼합물을 재순환 루프를 통해서 재순환시킴으로써 고체상을 커플링 혼합물과 1회 이상 재접촉시키는 단계;
f) 고체상을 1종 이상의 용매와 접촉시켜 고체상을 세척하는 단계;
g) 고체상을 산화 혹은 황화 용액과 접촉시키는 단계;
i) 고체상을 1종 이상의 용매와 접촉시켜 고체상을 세척하는 단계;
j) 무수 아세트산을 함유하는 용액 및 다이사이아노이미다졸 등과 같은 염기를 함유하는 용액의 동일 부피와 고체상을 동시에 접촉시킴으로써 고체상을 캡핑 혼합물과 접촉시키는 단계;
k) 고체상을 1종 이상의 용매와 접촉시켜 고체상을 세척하는 단계;
l) 단계들 b) 내지 k)를 반복하여 올리고머 화합물을 제조하는 단계.
정제된 올리고머 화합물을 얻기 위하여, 지지체 결합된 완전 보호된 올리고머 화합물은 수산화암모늄 용액으로 가열 및 처리함으로써 일반적으로 염기 탈보호되고 고체 지지체로부터 분리된다. 생성물 상의 DMT는 이어서 일반적으로 역상 칼럼 크로마토그래피에 의해 정제된다. 추가의 정제는 석출 등과 같은 몇가지 방법에 의해 수행될 수 있다. 탈트리틸화는 일반적으로 빙초산을 이용해서 수행된다.
실시예 5
cEt 포스포라미다이트를 위한 커플링 프로토콜을 최적화시키기 위한 연구(2.0 m㏖ 규모)
3/10/3 갭화(gapped) 올리고뉴클레오타이드(서열번호 01)의 합성은 이하에 기술된 절차를 이용해서 2.0 m㏖ 규모에서 파인라인(FineLINE) 35㎜ 칼럼 중 GE 헬스케어사(GE Healthcare) AKTA 올리고파일럿 플러스 100 합성기(AKTA OligoPilot Plus 100 synthesizer)에서 수행되었다. 합성은 데옥시 및 MOE 포스포라미다이트를 위한 표준 커플링 프로토콜을 이용해서 수행되었다. 표준 커플링 프로토콜은, 전달된 cEt 포스포라미다이트의 몰 당량, 전달 시간 및 재순환 시간 중 하나 이상이 cEt 커플링 효율을 향상시키기 위한 노력으로 커플링 단계 동안 변형되도록 cEt 커플링 단계를 위하여 변형되었다. 2.0 m㏖ 규모 시행에 대한 표준 커플링 프로토콜은 이하에 열거되어 있다(커플링 시약 70.0 ㎖(활성제 35.0㎖과 동시에 전달된 0.2M 포스포라미다이트 용액 35.0㎖): 커플링 시약의 전달 유량 35.0 ㎖/분; 전달 시간 2.0분; 재순환 시간 3.0분(1.2분 동안 35.0 ㎖/분. 이어서 1.8분 동안 70.0 ㎖/분).
2m㏖의 VIMAD 유니링커(상표명)(Uny) 고체 지지체를 합성 칼럼 내로 칭량하고, 아세토나이트릴 중에 슬러리화하였다. 피스톤은 캘리퍼스에 의해 측정된 바 6.3㎝ 하강되었고, 과잉의 ACN이 컬럼의 상부 입구를 통해 지향되었다. 이 패킹은 9.6 ㎖의 칼럼 부피/고체 지지체의 그램과 동등하였다. 톨루엔 중 다이클로로아세트산(10%)이 DMT기의 탈블로킹을 위하여 이용되었다. NMI(0.1M)의 존재 하에 DCI(1.0M)가 커플링 단계 동안 활성제로서 사용되었다. 활성제 및 포스포라미다이트(0.2M) 용액들이 커플링 단계 동안 동시에 전달되었다. 3-피콜린 및 ACN(1:1, v/v) 중 PADS(페닐아세틸 다이설파이드, 0.2M)가 황 전달 시약으로서 사용되었다. 미반응 하이드록실을 캐핑하는데 이용되는 캡핑 시약은 캡 A: 1:4 AC2O 톨루엔(v/v) 및 캡 B: 2:3:5 NMI/피리딘/톨루엔(v/v/v)이었다. 합성 말기에, 지지체 결합된 올리고뉴클레오타이드 상 DMT는 ACN 중 TEA의 용액(1:1, v/v)으로 처리하여 포스포로티오에이트 트라이에스터로부터 사이아노에틸기의 탈보호에 의해 형성된 아크릴로나이트릴을 제거하였다. 합성 및 시약은 표 1에 제시되어 있다. 반응 파라미터는 표 2에 제시되어 있다.
Figure pct00017
Figure pct00018
cEt 포스포라미다이트에 대한 커플링 효율이 올리고뉴클레오타이드 합성의 표준 커플링 조건을 이용하는 다른 포스포라미다이트보다 낮은 것이 확인되었다. 표준 커플링 프로토콜에 따라서, 포스포라미다이트 약 1.75 당량을 제공하는 포스포라미다이트 용액의 부피가 각 커플링에 대해서 전달된다. 처음에, 증가된 양의 cEt 포스포라미다이트 및 전체적인 반응 시간(즉, 전달 시간 + 재순환 시간)이 소규모 실험에서 사용되어 비-cEt 아미다이트를 이용한 경우 예상되는 것에 비해서 수율을 향상시켰다. 그러나, 이 접근법은 대규모 올리고 합성을 위하여 다른 아미다이트에 비해서 대량의 cEt 아미다이트를 이용하는 결과를 초래하였다. cEt 포스포라미다이트의 커플링 효율을 최적화시키기 위하여, 일련의 올리고머 화합물이 cEt 아미다이트를 제외하고 모든 아미다이트에 대해서 표준 커플링 프로토콜을 이용해서 제조되었다. cEt 포스포라미다이트에 대한 커플링 효과를 최대화하기 위하여, 표준 커플링 프로토콜은, 커플링 단계 동안 포스포라미다이트 당량, 커플링 활성화, 전달 시간 및 재순환 시간 중 하나 이상을 변화시킴으로써 조절되었다.
Figure pct00019
각 인터뉴클레오사이드 연쇄는 포스포로티오에이트이고, 아래첨자 e 또는 k를 수반하지 않는 각 뉴클레오사이드는 β-D-2'-데옥시리보뉴클레오사이드이다. 각각의 MeC는 5-메틸 사이토신 변형 뉴클레오사이드이다. 아래첨자 "e"가 수반된 각각의 뉴클레오사이드는 2'-O-메톡시에틸(MOE) 변형 뉴클레오사이드이다. 아래첨자 "k가 수반된 각각의 뉴클레오사이드는 (S)-cEt 변형 뉴클레오사이드라고도 지칭되는 4'-CH((S)-CH3)-O-2' 브리지를 지니는 이환식 뉴클레오사이드이다.
아래첨자 "e" 또는 "k"가 수반된 뉴클레오사이드는 이하에 더욱 예시된다.
Figure pct00020
Figure pct00021
표 3에 나타낸 바와 같이, 이 결과는, 보다 높은 비의 활성제 대 포스포라미다이트(70/30)를 지니는 커플링 시약이 cEt 포스포라미다이트의 활성화에 더욱 효과적이어서 표준 비(50/50)에 비해서 더욱 효과적인 커플링을 제공한 것이 입증되었다. 사용된 cEt 아미다이트의 당량은 다른 아미다이트를 이용하는 표준 프로토콜에 대한 것과 같으므로, 활성제 대 cEt 아미다이트의 변형된 비율이 특히 보다 대규모 합성을 위하여 비용면에서 유리하다. 이 비율의 전달을 위하여 표준 유량을 이용한 결과, 표준량의 1.75 당량의 아미다이트를 제공하는 전달 시간 증가를 초래하였다. 전달 및 재순환은 고체 지지체를 통한 커플링 시약의 3회 전체 통과를 제공한다. 전달 및 추가의 활성제/CAN(이하에 논의됨)은 17.5 ㎖/분의 유량에서 시행된다. 이것은 커플링 시약에 대한 전체 강도에서 1회 완전 통과를 제공한다. 유량은 이어서 2회 이상 통과에 대해서 35.2 ㎖/분으로 증가된다. 전달 및 재순환을 위한 시간은 반응 용기의 부피, 및 2 유량에서 3회 통과를 제공하도록 재순환 배관 등과 같은 임의의 기타 부피에 기초하여 계산된다.
표 3에 나타낸 합성에 대해서 얻어진 결과에 기초하여, cEt 아미다이트의 커플링을 위하여 더욱 효율적인 커플링 프로토콜이 제공된다(표 4). 이들 커플링 프로토콜은 220 및 600 m㏖ 규모(실시예 7 및 8 참조)에 대한 올리고머 화합물의 대규모 합성에 대해서 조정되었다. 본질적으로, cEt 아미다이트의 커플링을 위하여, 향상된 커플링은 활성제 용액 대 아미다이트 용액의 증가된 비를 지니는 커플링 시약을 이용하는 것에 기인하였다. 커플링 시약의 전달이 더 느려짐에 따라서 보다 긴 접촉 시간을 초래하고, 보다 긴 재순환 시간이 또한 이용된다.
부피 및 유량은 합성 규모에 의해 정규화된다. 0.1M N-메틸이미다졸과 함께 0.2M cEt 포스포라미다이트 및 1.0M 다이사이아노이미다졸이, 각각, 5.0분에 걸쳐 전달된 시약 29.25 ㎖/m㏖의 총 부피에 대해서, 1.75 ㎖/분/m㏖ 및 4.10 ㎖/분/m㏖에서 2개의 개별적인 펌프에 의해 동시에 전달된다. 추가의 활성제는, 모든 커플링 시약이 재순환 루프에 도달하는 것을 확실하게 하기 위한 고정된 부피 7.0㎖를 위하여, ACN과 함께 1.75 ㎖/분/m㏖ 및4.10 ㎖/분/m㏖에서 동시에 푸시(push)된다. 커플링 시약은, 합성 칼럼을 통한 총 3회 통과를 제공하기 위하여, 1.8분 동안 5.85 ㎖/분/m㏖에서, 이어서 3.2분 동안 17.60 ㎖/분/m㏖에서 합성 칼럼을 통해 재순환된다. 칼럼은 이어서 1.4분 동안 17.6 ㎖/분/m㏖에서 ACN 25.28 ㎖/m㏖로 헹굼된다.
Figure pct00022
실시예 6
cEt 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고뉴클레오타이드의 합성(2.0 m㏖ 규모)
실시예 5에서 개발되고 설명된 cEt 커플링을 위한 향상된 프로토콜을 이용해서, 2가지 3/10/3 갭화 올리고뉴클레오타이드(서열번호 02 및 서열번호 03)가 2.0 m㏖ 규모에서 제조되었다.
예시된 바와 같이, 표 5에서 얻어진 결과는 바람직한 올리고뉴클레오타이드 수율이 70% 활성제 용액 및 30% cEt 포스포라미다이트 용액(%/%, v/v)을 포함하는 커플링 시약을 이용해서 1.75 몰 당량의 cEt 포스포라미다이트에 의해 달성될 수 있었던 것을 입증하였다.
Figure pct00023
각 인터뉴클레오사이드 연쇄는 포스포로티오에이트이고, 아래첨자 k가 수반되지 않은 각각의 뉴클레오사이드는 β-D-2'-데옥시리보뉴클레오사이드이다. 각각의 MeC는 5-메틸 사이토신 변형 뉴클레오사이드이다. 아래첨자 "k"가 수반된 각각의 뉴클레오사이드는 (S)-cEt 변형 뉴클레오사이드로도 지칭되는 4'-CH((S)-CH3)-O-2' 브리지를 가진 이환식 뉴클레오사이드이다.
Figure pct00024
실시예 7
cEt 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고뉴클레오타이드의 합성(2.2 m㏖ 규모)
실시예 5 및 6에 나타낸 향상된 프로토콜은 이들 아미다이트를 이용하는 단계에서 cEt 포스포라미다이트의 몰 당량을 낮추고 또한 재순환 시간을 변경하는 효과를 결정하기 위하여 더욱 평가되었다. 3/10/3 갭화 올리고뉴클레오타이드(서열번호 01, 아이시스(ISIS) 번호 481464, 실시예 5 참조)는, 표 6에 제시된 cEt 포스포라미다이트의 몰 당량 및 재순환 시간을 이용해서 실시예 5 및 6에 나타낸 프로토콜을 이용해서 2.2 m㏖ 규모에서 제조되었다. 활성제 대 cEt 아미다이트의 비율은 70/30이고 저감된 부피가 전달된 cEt 아미다이트의 몰 당량을 낮추는데 이용되었다.
Figure pct00025
cEt 포스포라미다이트의 몰 당량을 저감시키고 그리고 재순환 시간을 조정함으로써, 표 6에 표시된 바와 같은 증가된 수율을 제공할 수 있다. 또한 cEt 당량을 1.3 당량과 같이 낮게 저감시키고 cEt 재순환 시간을 10분까지 증가시키는 것은, 총 불순물 프로파일에 대해 무시할 수 있을 정도의 효과를 지녔다.
실시예 8
cEt 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고뉴클레오타이드의 합성(220 m㏖ 규모)
실시예 5에 나타낸 바와 같은 아이시스 481464(서열번호 01)의 합성은 표준 올리고뉴클레오타이드 합성 프로토콜에 따라서 220 m㏖ 규모에 대해 수행되었고, 변형된 커플링 프로토콜은 cEt 아미다이트에 대해서 사용되었다. 합성은 올리고프로세스 합성기 스키드(OligoProcess synthesizer skid)(GE 헬스케어사)에서 수행되었다. 장비의 변화를 수용하고 공정 강인성을 향상시키기 위하여, 최적화된 cEt 커플링 조건은, 실시예 5에 기재된 것으로부터 약간 변형되었고, 표 7에 제시되어 있다. cEt 커플링 시약 전달은 5.0분에서 4.7분으로 다소 감소시켰고; 커플링 푸시 단계는 7.0㎖에서 1.0ℓ로 조절되었으며; 제1 재순환 시간은 1.8분에서 2.7분으로 조절되었고, 인 탈보호 재순환 시간은 120분에서 30분으로 저감되었다.
표 8에 나타낸 바와 같이, 활성제 용액 대 포스포라미다이트 용액의 비를 표준 50/50에서부터 70/30 (%/%, v/v)로 변형시키고 표준 프로토콜에 의한 것과 동일한 1.75몰 당량의 cEt 포스포라미다이트를 전달한 결과, 더욱 효과적인 합성이 얻어졌다.
Figure pct00026
Figure pct00027
아이시스 481464(서열번호 01)에 대한 수율은 80.2%였다.
실시예 9
cEt 뉴클레오사이드를 포함하는 올리고뉴클레오타이드의 합성(600/900 m㏖ 규모)
실시예 5에 나타낸 바와 같은 아이시스 481464(서열번호 01)의 합성은 실시예 8에 나타낸 바와 같은 cEt 아미다이트에 대한 변형된 커플링 프로토콜과 함께 표준 올리고뉴클레오타이드 합성 프로토콜에 따라 600 m㏖ 규모에서 수행하였다. 합성은 올리고프로세스 합성기 스키드(OligoProcess synthesizer skid)(GE 헬스케어사)에서 수행되었다. 표준 프로토콜은 또한 인 탈보호 재순환 시간이 60분이 되도록 변형되었다.
실시예 8에 나타낸 바와 같이, 활성제 용액 대 포스포라미다이트 용액의 비를 표준 50/50에서부터 70/30(%/%, v/v)로 변경하고, 표준 프로토콜에 의한 것과 동일한 1.75몰 당량의 cEt 포스포라미다이트를 전달한 결과, 더욱 효과적인 합성을 얻었다. 이러한 결과는 실시예 5, 6 및 8에서 얻어진 것과 동일하고, 아이시스 481464(서열번호 01)에 대해서 66.6%의 수율을 제공한다.
합성은 또한 견줄만한 결과로 900m㏖ 규모 상에서 수행되었다.
실시예 10
고체 지지체로부터의 분리 후 조질의 샘플을 분석하기 위한 일반적인 절차
조질의 생성물 상 DMT의 분석은 파트 번호 186003023을 가진 워터스의 엑스브리즈(Water's X브리지) C18 3.5 μM 칼럼(2.1㎜ x 150㎜) 및 아질런트 1100 시리즈(Agilent 1100 Series)를 이용해서 질량 분광분석기(IP-HPLC-UV-MS)에 결합된 자외선 검출과 함께 이온쌍 역상 고성능 액체 크로마토그래피에 의해 수행된다. 이동상 A는 10% 아세토나이트릴을 구비한 J.T. 베이커 워터(J.T. Baker Water), 5mM TBuAA(트라이뷰틸암모늄 아세테이트), 및 1μM EDTA(에틸렌다이아민테트라아세트산)를 포함한다. 이동상 B는 80% 아세토나이트릴을 구비한 J.T. 베이커 워터, 5mM TBuAA 및 1μM EDTA를 포함한다.
IP-HPLC-UV-MS 방법은, 지지 매체로부터의 분리 후의 조질의 생성물 상 DMT는 분석하는데 이용된다. 일반적인 구배 조건은 이하에 표시되어 있다.
Figure pct00028
IP-HPLC-UV-MS 분석
무게를 잰 원심 분리기에 조질의 용액 샘플을 첨가하고, 샘플 질량을 기록하고, 주위 온도에서 건조 상태로 진공 원심분리를 행하고, 수중 0.01% TEA의 공지된 질량으로 재구성한다. 일반적으로, 25㎎의 조질물이 0.01% TEA 2000㎎에 재구성된다. 적절한 농도의 2.5 AU260/㎖는 일반적으로 희석을 위한 적절한 목표이다. 조질의 샘플을 IP-HPLC-UV-MS에 의해 분석하여 순도 및 수율을 결정한다.
올리고뉴클레오타이드의 불순물 프로파일은 IP-HPLC-UV-MS에 의해 결정된다. 모체 올리고뉴클레오타이드로부터 불순물 전체를 IP-HPLC-UV에 의해 분리해내는 것은 가능하지 않으며; 따라서 주된 UV 피크 내에 용리되는 모든 성분이 질량 분광계에 의해 정량화된다. 이것은 주된 UV 피크 내에 용리되는 모든 성분으로 인해 이온 전류를 추출함으로써 달성된다. 주된 UV 피크 하의 평균 질량 스펙트럼을 취하는 것은 한눈에 불순물 프로파일의 질량 스펙트럼 차원의 개관을 부여한다. 대조 및 실험 샘플로부터의 평균 질량 스펙트럼의 오버레이는 주된 UV 피크 하에 용리되는 불순물의 시프트의 전반적인 화상을 제공한다.
SEQUENCE LISTING <110> Isis Pharmaceuticals, Inc. <120> METHOD OF PREPARING OLIGOMERIC COMPOUNDS USING MODIFIED COUPLING PROTOCOLS <130> WO2014/120861 <140> PCT/US2014/013732 <141> 2014-01-30 <150> US 61/758,913 <151> 2013-01-31 <160> 3 <170> PatentIn version 2.0 <210> 1 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic Oligonucleotide <400> 1 ctatttggat gtcagc 16 <210> 2 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic Oligonucleotide <400> 2 acaataaata ccgagg 16 <210> 3 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic Oligonucleotide <400> 3 agacaataaa taccga 16

Claims (46)

  1. 고체 지지체 결합된 유리 하이드록실기들을 하기 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드에 커플링시키는 방법으로서,
    Figure pct00029

    화학식 I의 각각의 이환식 뉴클레오사이드에 대해서:
    Bx는 선택적으로 보호된 복소환식 염기 모이어티이고;
    T1은 하이드록실 보호기이며;
    T2는 인터뉴클레오사이드 연쇄를 형성할 수 있는 반응성 인 기(reactive phosphorus group)이고;
    Q1 및 Q2 중 한쪽은 H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일 또는 치환된 C2-C6 알킨일이고, Q1 및 Q2 중 다른 한쪽은 C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일 또는 치환된 C2-C6 알킨일이며;
    각 치환된 기는, 독립적으로, 할로겐, OJ1, SJ1, NJ1J2, N3, CN, C(=O)OJ1, C(=O)NJ1J2, C(=O)J1, O-C(=O)NJ1J2, N(H)C(=O)NJ1J2 및 N(H)C(=S)NJ1J2로부터 독립적으로 선택된 치환기로 단일 또는 다중 치환되고;
    각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일, C1-C6 아미노알킬 또는 보호기이며;
    상기 방법은, 활성제 용액 약 70부피% 및 약 0.2 몰 농도의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 갖는 용액 약 30부피%인 커플링 시약으로 유리 하이드록실기를 처리하는 단계를 포함하되, 첨가된 커플링 시약의 부피는 약 1.75 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 제공하는 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서, 1.75 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드는 유리 하이드록실기들을 지니는 고체 지지체의 초기 로딩(initial loading)에 기초하는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유량(flow rate)은 표준 프로토콜들에 비해서 고체 지지체에 대한 커플링 시약의 첨가에 대해 늦춰지는 것인 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 고체 지지체에 대한 커플링 시약의 재순환 시간은 표준 프로토콜들에 비해서 증가되는 것인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 활성제 용액은, 아세토나이트릴 중 약 1.0몰 4,5-다이사이아노이미다졸 및 약 0.1몰 N-메틸이미다졸을 포함하는 것인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드의 용액은 0.2몰 용액을 제공하기 위하여 아세토나이트릴 또는 약 50/50 (v/v)의 아세토나이트릴과 톨루엔의 혼합물 중 어느 한쪽에 이환식 뉴클레오사이드를 용해시킴으로써 제조되는 것인 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 고체 지지체 상의 유리 하이드록실기들의 초기 로딩은 약 100 m㏖ 초과인 방법.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 고체 지지체 상의 유리 하이드록실기들의 초기 로딩은 약 200 m㏖ 초과인 방법.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 고체 지지체 상의 유리 하이드록실기들의 초기 로딩은 약 220 m㏖ 내지 약 600 m㏖인 방법.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 고체 지지체 상의 유리 하이드록실기들의 초기 로딩은 약 200 m㏖ 초과이고, 고체 지지체에 대한 커플링 시약의 전달은 약 1.75 당량을 전달하는데 약 4 내지 약 5분을 요하는 유량에서 행해지는 것인 방법.
  11. 제10항에 있어서, 약 4.5 내지 약 5.5분의 시간 동안의 커플링 시약의 재순환을 더 포함하는 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 유리 하이드록실기들은 연결 모이어티들을 통해서 고체 지지체에 결합되는 것인 방법.
  13. 제12항에 있어서, 연결 모이어티들은 유니링커(Unylinker)(상표명) 기들인 방법.
  14. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 유리 하이드록실기들은 고체 지지체에 직접 또는 복수개의 단량체 소단위(monomer subunit)를 통하여 연결되는 단량체 소단위들 상에 위치되는 것인 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 반응성 인 기는 다이아이소프로필사이아노에톡시 포스포라미다이트인 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 T1은 4,4'-다이메톡시트리틸인 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이되, 각각의 치환기는 OJ1, SJ1, NJ1J2, N3 또는 CN이고, 각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬인 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, Q1 및 Q2는 각각 CH3인 방법.
  19. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, Q1 및 Q2 중 한쪽은 H이고, Q1 및 Q2 중 다른 한쪽은 C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이되, 상기 치환기는 각 치환된 기가 OJ1, SJ1, NJ1J2, N3 또는 CN이고, 각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬인 방법.
  20. 제19항에 있어서, Q1 및 Q2 중 다른 한쪽은 CH3인 방법.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 복소환식 염기 모이어티는, 독립적으로, 선택적으로 보호된 퓨린, 변형 퓨린, 피리미딘 또는 변형 피리미딘인 방법.
  22. 제21항에 있어서, 각각의 복소환식 염기 모이어티는, 독립적으로, 유라실, 티민, 사이토신, 4-N-벤조일사이토신, 4-N-벤조일-5-메틸-사이토신, 아데닌, 6-N-벤조일아데닌, 구아닌 또는 2-N-아이소뷰티릴구아닌인 방법.
  23. 복수개의 단량체 소단위를 포함하는 올리고머 화합물의 대규모 고체 지지체 합성 방법으로서, 상기 단량체 소단위들 중 적어도 하나는 하기 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드이고:
    Figure pct00030

    화학식 I의 각각의 이환식 뉴클레오사이드에 대해서:
    Bx는 선택적으로 보호된 복소환식 염기 모이어티이고;
    T1은 하이드록실 보호기이며;
    T2는 인터뉴클레오사이드 연쇄를 형성할 수 있는 반응성 인 기이고;
    Q1 및 Q2 중 한쪽은 H, C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일 또는 치환된 C2-C6 알킨일이고, Q1 및 Q2 중 다른 한쪽은 C1-C6 알킬, 치환된 C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, 치환된 C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일 또는 치환된 C2-C6 알킨일이며;
    각 치환된 기는, 독립적으로, 할로겐, OJ1, SJ1, NJ1J2, N3, CN, C(=O)OJ1, C(=O)NJ1J2, C(=O)J1, O-C(=O)NJ1J2, N(H)C(=O)NJ1J2 및 N(H)C(=S)NJ1J2로부터 독립적으로 선택된 치환기로 단일 또는 다중 치환되고;
    각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H, C1-C6 알킬, C2-C6 알켄일, C2-C6 알킨일, C1-C6 아미노알킬 또는 보호기이며;
    상기 방법은,
    a) 복수개의 블로킹된 하이드록실기가 부착된 고체 지지체를 제공하는 단계;
    b) 블로킹된 하이드록실기들을 탈블로킹(deblocking)시켜 유리 하이드록실기들을 제공하는 단계;
    c) 유리 하이드록실기들에 단량체 소단위들을 커플링시켜 포스파이트 트라이에스터 연결된 단량체 소단위들을 제공하는 커플링 단계로서, 각각의 단량체 소단위는 포스포라미다이트기 및 블로킹된 하이드록실기를 포함하는 것인 커플링 단계;
    d) 포스파이트 트라이에스터 연결된 단량체 소단위들을 산화 혹은 황화시켜 포스페이트 트라이에스터 또는 티오포스페이트 트라이에스터 연결된 단량체 소단위들을 제공하는 단계;
    e) 포스페이트 트라이에스터 또는 티오포스페이트 트라이에스터 연결된 단량체 소단위들을 캡핑 시약들의 혼합물로 선택적으로 처리하여 임의의 미반응 유리 하이드록실기들을 블로킹시키는 단계;
    f) 단계들 b) 내지 e)를 미리 결정된 수치의 횟수로 되풀이하여 반복해서 올리고머 화합물을 제공하는 단계
    를 포함하고;
    상기 커플링 단계(단계 c)가, 커플링은 활성제 용액 약 70부피% 및 약 0.2 몰 농도의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 갖는 용액 약 30부피%를 포함하는 커플링 시약을 이용해서 수행되고, 첨가된 커플링 시약의 부피는 고체 지지체의 초기 로딩에 기초하여 약 1.4 내지 약 1.75 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 제공하고, 고체 지지체에 대한 커플링 시약의 표준 전달 유량은 저감되고, 고체 지지체에 대한 커플링 시약의 재순환 시간은 증가되도록, 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드에 대해 변형된 것을 제외하고, 상기 반복하는 단계들의 각각에 대해서는 표준 프로토콜들을 따르는 것인 방법.
  24. 제23항에 있어서, 첨가된 커플링 시약의 부피는 고체 지지체의 초기 로딩에 기초하여 약 1.4 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 제공하는 것인 방법.
  25. 제23항에 있어서, 첨가된 커플링 시약의 부피는 고체 지지체의 초기 로딩에 기초하여 약 1.5 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 제공하는 것인 방법.
  26. 제23항에 있어서, 첨가된 커플링 시약의 부피는 고체 지지체의 초기 로딩에 기초하여 약 1.6 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 제공하는 것인 방법.
  27. 제23항에 있어서, 첨가된 커플링 시약의 부피는 고체 지지체의 초기 로딩에 기초하여 약 1.75 당량의 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드를 제공하는 것인 방법.
  28. 제23항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 활성제 용액은 아세토나이트릴 중 약 1.0몰 4,5-다이사이아노이미다졸 및 약 0.1몰 N-메틸이미다졸을 포함하는 것인 방법.
  29. 제23항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 I의 이환식 뉴클레오사이드의 용액은 0.2몰 용액을 제공하기 위하여 아세토나이트릴 또는 약 50/50 (v/v)의 아세토나이트릴과 톨루엔의 혼합물 중 어느 한쪽에 이환식 뉴클레오사이드를 용해시킴으로써 제조되는 것인 방법.
  30. 제23항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 고체 지지체의 초기 로딩은 약 100 m㏖ 초과인 방법.
  31. 제23항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 고체 지지체의 초기 로딩은 약 200 m㏖ 초과인 방법.
  32. 제23항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 고체 지지체의 초기 로딩은 약 220 m㏖ 내지 약 900 m㏖인 방법.
  33. 제23항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 고체 지지체의 초기 로딩은 약 200 m㏖ 초과이고, 고체 지지체에 대한 커플링 시약의 전달은 약 1.4 내지 약 1.75 당량을 전달하는데 약 4 내지 약 5분을 요하는 유량에서 행해지는 것인 방법.
  34. 제33항에 있어서, 약 4.5 내지 약 5.5분의 시간 동안의 커플링 시약의 재순환을 더 포함하는 방법.
  35. 제33항에 있어서, 약 5 내지 약 10분의 시간 동안의 커플링 시약의 재순환을 더 포함하는 방법.
  36. 제23항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 반응성 인 기는 다이아이소프로필사이아노에톡시 포스포라미다이트인 방법.
  37. 제23항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 T1은 4,4'-다이메톡시트리틸인 방법.
  38. 제23항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, Q1 및 Q2는 각각, 독립적으로, C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이되, 각각의 치환기는 OJ1, SJ1, NJ1J2, N3 또는 CN이고, 각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬인 방법.
  39. 제38항에 있어서, Q1 및 Q2는 각각 CH3인 방법.
  40. 제23항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, Q1 및 Q2 중 한쪽은 H이고, Q1 및 Q2 중 다른 한쪽은 C1-C6 알킬 또는 치환된 C1-C6 알킬이되, 상기 치환기는 각 치환된 기가 OJ1, SJ1, NJ1J2, N3 또는 CN이고, 각각의 J1 및 J2는, 독립적으로, H 또는 C1-C6 알킬인 방법.
  41. 제40항에 있어서, Q1 및 Q2 중 다른 한쪽은 CH3인 방법.
  42. 제23항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 복소환식 염기 모이어티는, 독립적으로, 선택적으로 보호된 퓨린, 변형 퓨린, 피리미딘 또는 변형 피리미딘인 방법.
  43. 제42항에 있어서, 각각의 복소환식 염기 모이어티는, 독립적으로, 유라실, 티민, 사이토신, 4-N-벤조일사이토신, 4-N-벤조일-5-메틸-사이토신, 아데닌, 6-N-벤조일아데닌, 구아닌 또는 2-N-아이소뷰티릴구아닌인 방법.
  44. 제23항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 블로킹된 하이드록실기들을 탈블로킹화하는데 톨루엔 중 다이클로로아세트산이 이용되는 것인 방법.
  45. 제44항에 있어서, 올리고머 화합물을 아세토나이트릴 중의 트라이에틸아민으로 처리하여 인 보호기를 제거함으로써 포스포다이에스터 및 포스포로티오에이트로부터 독립적으로 선택되는 단량체 소단위들 사이에 연쇄들을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  46. 제45항에 있어서, 올리고머 화합물을 수산화암모늄으로 처리하여 추가의 보호기들을 제거하고 고체 지지체로부터 올리고머 화합물을 분리시키는 단계를 더 포함하는 방법.
KR1020157023079A 2013-01-31 2014-01-30 변형된 커플링 프로토콜을 이용하는 올리고머 화합물의 제조 방법 KR102190852B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361758913P 2013-01-31 2013-01-31
US61/758,913 2013-01-31
PCT/US2014/013732 WO2014120861A2 (en) 2013-01-31 2014-01-30 Method of preparing oligomeric compounds using modified coupling protocols

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150111989A true KR20150111989A (ko) 2015-10-06
KR102190852B1 KR102190852B1 (ko) 2020-12-14

Family

ID=51263111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157023079A KR102190852B1 (ko) 2013-01-31 2014-01-30 변형된 커플링 프로토콜을 이용하는 올리고머 화합물의 제조 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9701708B2 (ko)
EP (1) EP2951191B1 (ko)
KR (1) KR102190852B1 (ko)
DK (1) DK2951191T3 (ko)
WO (1) WO2014120861A2 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201536329A (zh) 2013-08-09 2015-10-01 Isis Pharmaceuticals Inc 用於調節失養性肌強直蛋白質激酶(dmpk)表現之化合物及方法
US11400161B2 (en) 2016-10-06 2022-08-02 Ionis Pharmaceuticals, Inc. Method of conjugating oligomeric compounds
AU2017368050A1 (en) 2016-11-29 2019-06-20 Puretech Lyt, Inc. Exosomes for delivery of therapeutic agents
JP7198768B2 (ja) * 2017-03-29 2023-01-04 ロシュ イノベーション センター コペンハーゲン エーエス ＵｎｙＬｉｎｋｅｒ迅速切断方法
KR20200042902A (ko) * 2017-07-28 2020-04-24 셀진 코포레이션 올리고뉴클레오티드 화합물의 제조 방법
SG11202006526YA (en) 2018-01-12 2020-08-28 Bristol Myers Squibb Co Antisense oligonucleotides targeting alpha-synuclein and uses thereof
CA3199967A1 (en) * 2021-02-17 2022-08-25 F. Hoffmann-La Roche Ag Process for the de-tritylation of oligonucleotides
WO2023034870A2 (en) 2021-09-01 2023-03-09 Ionis Pharmaceuticals, Inc. Compounds and methods for reducing dmpk expression
WO2024019137A1 (ja) * 2022-07-22 2024-01-25 住友化学株式会社 オリゴヌクレオチドの製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6069243A (en) * 1998-10-06 2000-05-30 Isis Pharmaceuticals, Inc. Process for oligonucleotide synthesis

Family Cites Families (112)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3687808A (en) 1969-08-14 1972-08-29 Univ Leland Stanford Junior Synthetic polynucleotides
US4458066A (en) 1980-02-29 1984-07-03 University Patents, Inc. Process for preparing polynucleotides
US4500707A (en) 1980-02-29 1985-02-19 University Patents, Inc. Nucleosides useful in the preparation of polynucleotides
US5132418A (en) 1980-02-29 1992-07-21 University Patents, Inc. Process for preparing polynucleotides
US4469863A (en) 1980-11-12 1984-09-04 Ts O Paul O P Nonionic nucleic acid alkyl and aryl phosphonates and processes for manufacture and use thereof
US4415732A (en) 1981-03-27 1983-11-15 University Patents, Inc. Phosphoramidite compounds and processes
US4668777A (en) 1981-03-27 1987-05-26 University Patents, Inc. Phosphoramidite nucleoside compounds
US4973679A (en) 1981-03-27 1990-11-27 University Patents, Inc. Process for oligonucleo tide synthesis using phosphormidite intermediates
US5023243A (en) 1981-10-23 1991-06-11 Molecular Biosystems, Inc. Oligonucleotide therapeutic agent and method of making same
US4476301A (en) 1982-04-29 1984-10-09 Centre National De La Recherche Scientifique Oligonucleotides, a process for preparing the same and their application as mediators of the action of interferon
DE3329892A1 (de) 1983-08-18 1985-03-07 Köster, Hubert, Prof. Dr., 2000 Hamburg Verfahren zur herstellung von oligonucleotiden
USRE34069E (en) 1983-08-18 1992-09-15 Biosyntech Gmbh Process for the preparation of oligonucleotides
US5118800A (en) 1983-12-20 1992-06-02 California Institute Of Technology Oligonucleotides possessing a primary amino group in the terminal nucleotide
US5550111A (en) 1984-07-11 1996-08-27 Temple University-Of The Commonwealth System Of Higher Education Dual action 2',5'-oligoadenylate antiviral derivatives and uses thereof
FR2567892B1 (fr) 1984-07-19 1989-02-17 Centre Nat Rech Scient Nouveaux oligonucleotides, leur procede de preparation et leurs applications comme mediateurs dans le developpement des effets des interferons
US5405938A (en) 1989-12-20 1995-04-11 Anti-Gene Development Group Sequence-specific binding polymers for duplex nucleic acids
US5235033A (en) 1985-03-15 1993-08-10 Anti-Gene Development Group Alpha-morpholino ribonucleoside derivatives and polymers thereof
US5166315A (en) 1989-12-20 1992-11-24 Anti-Gene Development Group Sequence-specific binding polymers for duplex nucleic acids
US5185444A (en) 1985-03-15 1993-02-09 Anti-Gene Deveopment Group Uncharged morpolino-based polymers having phosphorous containing chiral intersubunit linkages
US5034506A (en) 1985-03-15 1991-07-23 Anti-Gene Development Group Uncharged morpholino-based polymers having achiral intersubunit linkages
US5276019A (en) 1987-03-25 1994-01-04 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Inhibitors for replication of retroviruses and for the expression of oncogene products
US5264423A (en) 1987-03-25 1993-11-23 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Inhibitors for replication of retroviruses and for the expression of oncogene products
US5188897A (en) 1987-10-22 1993-02-23 Temple University Of The Commonwealth System Of Higher Education Encapsulated 2',5'-phosphorothioate oligoadenylates
US4924624A (en) 1987-10-22 1990-05-15 Temple University-Of The Commonwealth System Of Higher Education 2,',5'-phosphorothioate oligoadenylates and plant antiviral uses thereof
JPH03503894A (ja) 1988-03-25 1991-08-29 ユニバーシィティ　オブ　バージニア　アランミ　パテンツ　ファウンデイション オリゴヌクレオチド　ｎ‐アルキルホスホラミデート
US5278302A (en) 1988-05-26 1994-01-11 University Patents, Inc. Polynucleotide phosphorodithioates
US5216141A (en) 1988-06-06 1993-06-01 Benner Steven A Oligonucleotide analogs containing sulfur linkages
US5194599A (en) 1988-09-23 1993-03-16 Gilead Sciences, Inc. Hydrogen phosphonodithioate compositions
US5591722A (en) 1989-09-15 1997-01-07 Southern Research Institute 2'-deoxy-4'-thioribonucleosides and their antiviral activity
US5721218A (en) 1989-10-23 1998-02-24 Gilead Sciences, Inc. Oligonucleotides with inverted polarity
US5399676A (en) 1989-10-23 1995-03-21 Gilead Sciences Oligonucleotides with inverted polarity
US5264562A (en) 1989-10-24 1993-11-23 Gilead Sciences, Inc. Oligonucleotide analogs with novel linkages
US5264564A (en) 1989-10-24 1993-11-23 Gilead Sciences Oligonucleotide analogs with novel linkages
ATE269870T1 (de) 1989-10-24 2004-07-15 Isis Pharmaceuticals Inc 2'-modifizierte oligonukleotide
US5177198A (en) 1989-11-30 1993-01-05 University Of N.C. At Chapel Hill Process for preparing oligoribonucleoside and oligodeoxyribonucleoside boranophosphates
US5587361A (en) 1991-10-15 1996-12-24 Isis Pharmaceuticals, Inc. Oligonucleotides having phosphorothioate linkages of high chiral purity
US5670633A (en) 1990-01-11 1997-09-23 Isis Pharmaceuticals, Inc. Sugar modified oligonucleotides that detect and modulate gene expression
US5646265A (en) 1990-01-11 1997-07-08 Isis Pharmceuticals, Inc. Process for the preparation of 2'-O-alkyl purine phosphoramidites
US5321131A (en) 1990-03-08 1994-06-14 Hybridon, Inc. Site-specific functionalization of oligodeoxynucleotides for non-radioactive labelling
US5470967A (en) 1990-04-10 1995-11-28 The Dupont Merck Pharmaceutical Company Oligonucleotide analogs with sulfamate linkages
GB9009980D0 (en) 1990-05-03 1990-06-27 Amersham Int Plc Phosphoramidite derivatives,their preparation and the use thereof in the incorporation of reporter groups on synthetic oligonucleotides
ATE167523T1 (de) 1990-05-11 1998-07-15 Microprobe Corp Teststreifen zum eintauchen für nukleinsäure- hybridisierungsassays und verfahren zur kovalenten immobilisierung von oligonucleotiden
US5489677A (en) 1990-07-27 1996-02-06 Isis Pharmaceuticals, Inc. Oligonucleoside linkages containing adjacent oxygen and nitrogen atoms
US5602240A (en) 1990-07-27 1997-02-11 Ciba Geigy Ag. Backbone modified oligonucleotide analogs
US5618704A (en) 1990-07-27 1997-04-08 Isis Pharmacueticals, Inc. Backbone-modified oligonucleotide analogs and preparation thereof through radical coupling
US5677437A (en) 1990-07-27 1997-10-14 Isis Pharmaceuticals, Inc. Heteroatomic oligonucleoside linkages
US5610289A (en) 1990-07-27 1997-03-11 Isis Pharmaceuticals, Inc. Backbone modified oligonucleotide analogues
US5541307A (en) 1990-07-27 1996-07-30 Isis Pharmaceuticals, Inc. Backbone modified oligonucleotide analogs and solid phase synthesis thereof
US5623070A (en) 1990-07-27 1997-04-22 Isis Pharmaceuticals, Inc. Heteroatomic oligonucleoside linkages
US5608046A (en) 1990-07-27 1997-03-04 Isis Pharmaceuticals, Inc. Conjugated 4'-desmethyl nucleoside analog compounds
AU667459B2 (en) 1990-08-03 1996-03-28 Sanofi Compounds and methods for inhibiting gene expression
US5177196A (en) 1990-08-16 1993-01-05 Microprobe Corporation Oligo (α-arabinofuranosyl nucleotides) and α-arabinofuranosyl precursors thereof
US5214134A (en) 1990-09-12 1993-05-25 Sterling Winthrop Inc. Process of linking nucleosides with a siloxane bridge
US5561225A (en) 1990-09-19 1996-10-01 Southern Research Institute Polynucleotide analogs containing sulfonate and sulfonamide internucleoside linkages
US5596086A (en) 1990-09-20 1997-01-21 Gilead Sciences, Inc. Modified internucleoside linkages having one nitrogen and two carbon atoms
US5672697A (en) 1991-02-08 1997-09-30 Gilead Sciences, Inc. Nucleoside 5'-methylene phosphonates
US5571799A (en) 1991-08-12 1996-11-05 Basco, Ltd. (2'-5') oligoadenylate analogues useful as inhibitors of host-v5.-graft response
EP0538194B1 (de) 1991-10-17 1997-06-04 Novartis AG Bicyclische Nukleoside, Oligonukleotide, Verfahren zu deren Herstellung und Zwischenprodukte
US5792608A (en) 1991-12-12 1998-08-11 Gilead Sciences, Inc. Nuclease stable and binding competent oligomers and methods for their use
US5359044A (en) 1991-12-13 1994-10-25 Isis Pharmaceuticals Cyclobutyl oligonucleotide surrogates
FR2687679B1 (fr) 1992-02-05 1994-10-28 Centre Nat Rech Scient Oligothionucleotides.
US5633360A (en) 1992-04-14 1997-05-27 Gilead Sciences, Inc. Oligonucleotide analogs capable of passive cell membrane permeation
US5434257A (en) 1992-06-01 1995-07-18 Gilead Sciences, Inc. Binding compentent oligomers containing unsaturated 3',5' and 2',5' linkages
EP0577558A2 (de) 1992-07-01 1994-01-05 Ciba-Geigy Ag Carbocyclische Nukleoside mit bicyclischen Ringen, Oligonukleotide daraus, Verfahren zu deren Herstellung, deren Verwendung und Zwischenproduckte
US5476925A (en) 1993-02-01 1995-12-19 Northwestern University Oligodeoxyribonucleotides including 3'-aminonucleoside-phosphoramidate linkages and terminal 3'-amino groups
GB9304618D0 (en) 1993-03-06 1993-04-21 Ciba Geigy Ag Chemical compounds
AU6449394A (en) 1993-03-30 1994-10-24 Sterling Winthrop Inc. Acyclic nucleoside analogs and oligonucleotide sequences containing them
HU9501974D0 (en) 1993-03-31 1995-09-28 Sterling Winthrop Inc Oligonucleotides with amide linkages replacing phosphodiester linkages
US5446137B1 (en) 1993-12-09 1998-10-06 Behringwerke Ag Oligonucleotides containing 4'-substituted nucleotides
FR2714061B1 (fr) * 1993-12-16 1996-03-08 Genset Sa Procédé de préparation de polynucléotides sur support solide et appareil permettant sa mise en Óoeuvre.
US5519134A (en) 1994-01-11 1996-05-21 Isis Pharmaceuticals, Inc. Pyrrolidine-containing monomers and oligomers
US5627053A (en) 1994-03-29 1997-05-06 Ribozyme Pharmaceuticals, Inc. 2'deoxy-2'-alkylnucleotide containing nucleic acid
US5625050A (en) 1994-03-31 1997-04-29 Amgen Inc. Modified oligonucleotides and intermediates useful in nucleic acid therapeutics
US5646269A (en) 1994-04-28 1997-07-08 Gilead Sciences, Inc. Method for oligonucleotide analog synthesis
US5597909A (en) 1994-08-25 1997-01-28 Chiron Corporation Polynucleotide reagents containing modified deoxyribose moieties, and associated methods of synthesis and use
US6770748B2 (en) 1997-03-07 2004-08-03 Takeshi Imanishi Bicyclonucleoside and oligonucleotide analogue
JP3756313B2 (ja) 1997-03-07 2006-03-15 武 今西 新規ビシクロヌクレオシド及びオリゴヌクレオチド類縁体
US7572582B2 (en) 1997-09-12 2009-08-11 Exiqon A/S Oligonucleotide analogues
ES2242291T5 (es) 1997-09-12 2016-03-11 Exiqon A/S Análogos de nucleósidos bicíclicos y tricíclicos, nucleótidos y oligonucleótidos
US6794499B2 (en) 1997-09-12 2004-09-21 Exiqon A/S Oligonucleotide analogues
US6867294B1 (en) 1998-07-14 2005-03-15 Isis Pharmaceuticals, Inc. Gapped oligomers having site specific chiral phosphorothioate internucleoside linkages
US6043352A (en) 1998-08-07 2000-03-28 Isis Pharmaceuticals, Inc. 2'-O-Dimethylaminoethyloxyethyl-modified oligonucleotides
ES2283298T3 (es) 1999-05-04 2007-11-01 Santaris Pharma A/S Analogos de l-ribo-lna.
US6525191B1 (en) 1999-05-11 2003-02-25 Kanda S. Ramasamy Conformationally constrained L-nucleosides
ES2261270T3 (es) 1999-12-30 2006-11-16 K.U. LEUVEN RESEARCH &amp; DEVELOPMENT Acidos nucleicos que contienen ciclohexeno.
US7524950B2 (en) 2001-10-31 2009-04-28 Agilent Technologies, Inc. Uses of cationic salts for polynucleotide synthesis
CA2504694C (en) 2002-11-05 2013-10-01 Isis Pharmaceuticals, Inc. Polycyclic sugar surrogate-containing oligomeric compounds and compositions for use in gene modulation
EP1560840B1 (en) 2002-11-05 2015-05-06 Isis Pharmaceuticals, Inc. Compositions comprising alternating 2'-modified nucleosides for use in gene modulation
US7202264B2 (en) * 2003-01-31 2007-04-10 Isis Pharmaceuticals, Inc. Supports for oligomer synthesis
WO2004106356A1 (en) 2003-05-27 2004-12-09 Syddansk Universitet Functionalized nucleotide derivatives
WO2005021570A1 (ja) 2003-08-28 2005-03-10 Gene Design, Inc. Ｎ−０結合性架橋構造型新規人工核酸
JP5379347B2 (ja) 2003-09-18 2013-12-25 アイシス ファーマシューティカルズ， インコーポレーテッド ４’−チオヌクレオシドおよびオリゴマー化合物
EP1766071A4 (en) 2004-06-03 2009-11-11 Isis Pharmaceuticals Inc DOUBLE-STRONG COMPOSITIONS WITH DIFFERENTLY MODIFIED STRANDS FOR USE IN GENE MODULATION
WO2006047842A2 (en) 2004-11-08 2006-05-11 K.U. Leuven Research And Development Modified nucleosides for rna interference
DK2314594T3 (da) 2006-01-27 2014-10-27 Isis Pharmaceuticals Inc 6-modificerede bicykliske nukleinsyreanaloger
US8188059B2 (en) * 2006-05-05 2012-05-29 Isis Pharmaceuticals, Inc. Compounds and methods for modulating expression of GCGR
CN101490074B (zh) 2006-05-11 2013-06-26 Isis制药公司 5’-修饰的双环核酸类似物
US20100190837A1 (en) 2007-02-15 2010-07-29 Isis Pharmaceuticals, Inc. 5'-Substituted-2-F' Modified Nucleosides and Oligomeric Compounds Prepared Therefrom
WO2008150729A2 (en) 2007-05-30 2008-12-11 Isis Pharmaceuticals, Inc. N-substituted-aminomethylene bridged bicyclic nucleic acid analogs
ES2386492T3 (es) 2007-06-08 2012-08-21 Isis Pharmaceuticals, Inc. Análogos de ácidos nucleicos bicíclicos carbocíclicos
US8278283B2 (en) * 2007-07-05 2012-10-02 Isis Pharmaceuticals, Inc. 6-disubstituted or unsaturated bicyclic nucleic acid analogs
WO2009067647A1 (en) 2007-11-21 2009-05-28 Isis Pharmaceuticals, Inc. Carbocyclic alpha-l-bicyclic nucleic acid analogs
WO2009100320A2 (en) 2008-02-07 2009-08-13 Isis Pharmaceuticals, Inc. Bicyclic cyclohexitol nucleic acid analogs
FR2927901B1 (fr) * 2008-02-21 2010-09-03 Centre Nat Rech Scient Procede de preparation de nucleotides et analogues a facon par synthese sur support soluble et outils biologiques prepares
US9290534B2 (en) * 2008-04-04 2016-03-22 Ionis Pharmaceuticals, Inc. Oligomeric compounds having at least one neutrally linked terminal bicyclic nucleoside
EP2356129B1 (en) 2008-09-24 2013-04-03 Isis Pharmaceuticals, Inc. Substituted alpha-l-bicyclic nucleosides
DK2361256T3 (da) 2008-09-24 2013-07-01 Isis Pharmaceuticals Inc Cyclohexenyl-nukleinsyreanaloger
EP2462153B1 (en) 2009-08-06 2015-07-29 Isis Pharmaceuticals, Inc. Bicyclic cyclohexose nucleic acid analogs
US9193752B2 (en) 2010-03-17 2015-11-24 Isis Pharmaceuticals, Inc. 5′-substituted bicyclic nucleosides and oligomeric compounds prepared therefrom
EP3173419A1 (en) * 2010-04-28 2017-05-31 Ionis Pharmaceuticals, Inc. Modified nucleosides, analogs thereof and oligomeric compounds prepared therefrom
EP2606057B1 (en) * 2010-04-28 2016-06-15 Ionis Pharmaceuticals, Inc. Modified 5' diphosphate nucleosides and oligomeric compounds prepared therefrom
WO2011156202A1 (en) * 2010-06-08 2011-12-15 Isis Pharmaceuticals, Inc. Substituted 2 '-amino and 2 '-thio-bicyclic nucleosides and oligomeric compounds prepared therefrom

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6069243A (en) * 1998-10-06 2000-05-30 Isis Pharmaceuticals, Inc. Process for oligonucleotide synthesis

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Quorum Sensing, 288, 127-145(2005.01.01.) *
The Journal of Organic Chemistry, 75(5), 1574-1575(2010.03.05.) *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2951191A4 (en) 2016-08-17
US9701708B2 (en) 2017-07-11
EP2951191B1 (en) 2018-10-17
WO2014120861A2 (en) 2014-08-07
WO2014120861A3 (en) 2015-10-29
EP2951191A2 (en) 2015-12-09
DK2951191T3 (en) 2019-01-14
US20150368288A1 (en) 2015-12-24
KR102190852B1 (ko) 2020-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102190852B1 (ko) 변형된 커플링 프로토콜을 이용하는 올리고머 화합물의 제조 방법
KR102237882B1 (ko) 변형된 캡핑 프로토콜을 이용하는 올리고머 화합물 제조 방법
JP6571663B2 (ja) 逆方向アプローチを使用した長いｒｎａの非常に効果的な合成
JP2013520438A (ja) 逆方向合成ｒｎａのためのホスホルアミダイト
WO2009067647A1 (en) Carbocyclic alpha-l-bicyclic nucleic acid analogs
US10751419B2 (en) Method for synthesis of reactive conjugate clusters
US11400161B2 (en) Method of conjugating oligomeric compounds
WO2005077966A1 (en) Substituted pixyl protecting groups for oligonucleotide synthesis
AU2018223027A1 (en) Post-synthetic orthogonal amidation plus metal catalyzed azide-alkyne cycloaddition click chemistry on siRNA
EP3262181B1 (en) Method for solution phase detritylation of oligomeric compounds
US10618931B2 (en) Method for solution phase detritylation of oligomeric compounds
WO2004048376A1 (ja) 二環性ナフチリジンヌクレオシド

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant