合成官能化核酸的方法技术

本文描述了合成硫代磺酸酯试剂衍生物的方法。所述试剂具有以立体定向的方式由H-磷酸酯合成硫代磷酸三酯的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】合成官能化核酸的方法相关申请的交叉参考本申请要求2011年7月19日提交的美国临时申请序列号61／509,526的优先权，据此该申请以引用的方式整体并入本文。专利技术背景寡核苷酸用于治疗、诊断、研究和纳米材料应用。用于治疗的DNA或RNA的天然序列的使用是有限的，因为它们对额外的和胞内的核酸酶的不稳定性、较差的细胞渗透和分布。另外，体外研究表明，反义核苷酸的性质诸如结合亲和力、序列特异性的结合互补RNA(Cosstick和Eckstein，1985；LaPlanche等，1986；Latimer等，1989；Hacia等，1994；Mesmaeker等，1995)、对核酸酶的稳定性受磷原子构型的影响。因此，需要修饰的寡核苷酸以赋予对普遍存在的核酸酶的稳定性、增加对互补RNA的结合亲和力和增加细胞渗透和生物分布用于许多体外和体内应用。专利技术概述本文描述了合成新型官能化核酸和核酸前药的方法。在一些实施方案中，核酸包含手性磷部分。一个实施方案提供了制备结构IIIa的硫代磷酸三酯的方法，其包括步骤：i)使结构Ia的H-磷酸酯与甲硅烷基化试剂反应以提供甲硅烷氧基磷酸酯；和ii)使所述甲硅烷氧基磷酸酯与结构IIa的硫代磺酸酯试剂反应以提供结构IIIa的硫代磷酸三酯；其中，所述结构Ia的H-磷酸酯具有以下结构：结构Ia其中，W独立选自O、S、NH或CH2；R3是-OH、-SH、-NRdRd、-N3、卤素、氢、烷基、烯基、炔基、烷基-Y1-、烯基-Y1-、炔基-Y1-、芳基-Y1-、杂芳基-Y1-、-P(O)(Re)2、-HP(O)(Re)、-ORa或-SRc；Y1是O、NRd、S或Se；Ra是封闭基团；Rc是封闭基团；Rd的每个实例独立地是氢、烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、取代的甲硅烷基、氨基甲酸酯、-P(O)(Re)2或-HP(O)(Re)；Re的每个实例独立地是氢、烷基、芳基、烯基、炔基、烷基-Y2-、烯基-Y2-、炔基-Y2-、芳基-Y2-或杂芳基-Y2-或阳离子Na+1、Li+1或K+1；Y2是O、NRd或S；R4的每个实例独立地是氢、-OH、-SH、-NRdRd、-N3、卤素、烷基、烯基、炔基、烷基-Y1-、烯基-Y1-、炔基-Y1-、芳基-Y1-、杂芳基-Y1-、-ORb或-SRc，并且Rb是封闭基团；Ba的每个实例独立地是封闭或未封闭的腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶或修饰的核碱基；R5是氢、封闭基团、连接到固体载体的连接部分或连接到核酸的连接部分；并且n是1至约200之间；并且所述结构IIa的硫代磺酸酯试剂具有以下结构：其中，X是烷基、环烷基或杂芳基；R是烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、杂芳烷基或R1-R2；R1选自-S-亚烯基-、-S-亚烷基-、-S-亚烷基-芳基-亚烷基-、-S-CO-芳基-亚烷基-或-S-CO-亚烷基-芳基-亚烷基-；R2选自杂环-亚烷基-S-、杂环-亚烯基-S-、氨基烷基-S-或(烷基)4N-亚烷基-S-；并且所述结构IIIa的硫代磷酸三酯具有以下结构：结构IIIa其中，W独立选自O、S、NH或CH2；R是烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、杂芳烷基或R1-R2；R1选自-S-亚烯基-、-S-亚烷基-、-S-亚烷基-芳基-亚烷基-、-S-CO-芳基-亚烷基-或-S-CO-亚烷基-芳基-亚烷基-；R2选自杂环-亚烷基-S-、杂环-亚烯基-S-、氨基烷基-S-或(烷基)4N-亚烷基-S-；R3是-OH、-SH、-NRdRd、-N3、卤素、氢、烷基、烯基、炔基、烷基-Y1-、烯基-Y1-、炔基-Y1-、芳基-Y1-、杂芳基-Y1-、-P(O)(Re)2、-HP(O)(Re)、-ORa或-SRc；Y1是O、NRd、S或Se；Ra是封闭基团；Rc是封闭基团；Rd的每个实例独立地是氢、烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、取代的甲硅烷基、氨基甲酸酯、-P(O)(Re)2或-HP(O)(Re)；Re的每个实例独立地是氢、烷基、芳基、烯基、炔基、烷基-Y2-、烯基-Y2-、炔基-Y2-、芳基-Y2-或杂芳基-Y2-或阳离子Na+1、Li+1或K+1；Y2是O、NRd或S；R4的每个实例独立地是氢、-OH、-SH、-NRdRd、-N3、卤素、烷基、烯基、炔基、烷基-Y1-、烯基-Y1-、炔基-Y1-、芳基-Y1-、杂芳基-Y1-、-ORb或-SRc，并且Rb是封闭基团；Ba的每个实例独立地是封闭或未封闭的腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶或修饰的核碱基；R5是氢、封闭基团、连接到固体载体的连接部分或连接到核酸的连接部分；并且n是1至约200之间。另一个实施方案提供了制备结构IIIa的硫代磷酸三酯的方法，其中W是O。另一个实施方案提供了制备结构IIIa的硫代磷酸三酯的方法，其中R1选自：并且R2选自：另一个实施方案提供了制备结构IIIa的硫代磷酸三酯的方法，其中甲硅烷基化试剂选自：1，1，3，3-四甲基-1，3-二苯基二硅氮烷；1，3-二甲基-1，1，3，3-四苯基二硅氮烷；1-(三甲基甲硅烷基)咪唑；N-三甲基甲硅烷基-N-甲基三氟乙酰胺；双(二甲氨基)二甲基硅烷；三甲基溴硅烷；二甲基氯(五氟苯基)硅烷；三乙基氯硅烷；三异丙基氯硅烷；三甲基氯硅烷；二甲基二氯硅烷；六甲基二硅氮烷；N，N′-双(三甲基甲硅烷基)脲；N，N-双(三甲基甲硅烷基)甲胺；N，N-二甲基三甲基甲硅烷基胺；N，O-双(三甲基甲硅烷基)乙酰胺；N，O-双(三甲基甲硅烷基)氨基甲酸酯；N,O-双(三甲基甲硅烷基)三氟乙酰胺；N-甲基-N-(三甲基甲硅烷基)三氟乙酰胺；N-甲基-N-三甲基甲硅烷基乙酰胺；N-甲基-N-三甲基甲硅烷基七氟丁酰胺；N-叔-丁基二甲基甲硅烷基-N-甲基三氟乙酰胺；N-甲基-N-三甲基甲硅烷基七氟丁酰胺；三甲基甲硅烷基三氟甲磺酸酯；三乙基甲硅烷基三氟甲磺酸酯；三异丙基甲硅烷基三氟甲磺酸酯；或叔-丁基二甲基甲硅烷基三氟甲磺酸酯。另一个实施方案提供了方法，其中甲硅烷基化试剂选自N,O-双(三甲基甲硅烷基)三氟乙酰胺、三甲基甲硅烷基三氟甲磺酸酯、三甲基氯硅烷或1-(三甲基甲硅烷基)咪唑。另一个实施方案提供了方法，其中甲硅烷基化试剂选自N,O-双(三甲基甲硅烷基)三氟乙酰胺。另一个实施方案提供了方法，，其中H-磷酸酯共价连接到固相。一个实施方案提供了制备包含结构IIIb的非立体无规的磷键的硫代磷酸三酯的方法，其包括步骤：i)使包含结构Ib的非立体无规的磷键的H-磷酸酯与甲硅烷基化试剂反应以提供甲硅烷氧基磷酸酯；和ii)使所述甲硅烷氧基磷酸酯与结构IIb的硫代磺酸酯反应以提供包含结构IIIb的非立体无规的磷键的硫代磷酸三酯；其中，所述包含结构Ib的非立体无规的磷键的H-磷酸酯具有以下结构：结构Ib其中，W独立选自O、NH或CH2；R3是-OH、-SH、-NRdRd、-N3、卤素、氢、烷基、烯基、炔基、烷基-Y1-、烯基-Y1-、炔基-Y1-、芳基-Y1-、杂芳基-Y1-、-P(O)(Re)2、-HP(O)(Re)、-ORa或-SRc；Y1是O、NRd、S或Se；Ra是封闭基团；Rc是封闭基团；Rd的每个实例独立地是氢、烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、取代的甲硅烷基、氨基甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备结构IIIa的硫代磷酸三酯的方法，其包括步骤：i)使结构Ia的H‑磷酸酯与甲硅烷基化试剂反应以提供甲硅烷氧基磷酸酯；和ii)使所述甲硅烷氧基磷酸酯与结构IIa的硫代磺酸酯试剂反应以提供结构IIIa的硫代磷酸三酯；其中，所述结构Ia的H‑磷酸酯具有以下结构：结构Ia其中，W独立选自O、S、NH或CH2；R3是‑OH、‑SH、‑NRdRd、‑N3、卤素、氢、烷基、烯基、炔基、烷基‑Y1‑、烯基‑Y1‑、炔基‑Y1‑、芳基‑Y1‑、杂芳基‑Y1‑、‑P(O)(Re)2、‑HP(O)(Re)、‑ORa或‑SRc；Y1是O、NRd、S或Se；Ra是封闭基团；Rc是封闭基团；Rd的每个实例独立地是氢、烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、取代的甲硅烷基、氨基甲酸酯、‑P(O)(Re)2或‑HP(O)(Re)；Re的每个实例独立地是氢、烷基、芳基、烯基、炔基、烷基‑Y2‑、烯基‑Y2‑、炔基‑Y2‑、芳基‑Y2‑或杂芳基‑Y2‑或阳离子Na+1、Li+1或K+1；Y2是O、NRd或S；R4的每个实例独立地是氢、‑OH、‑SH、‑NRdRd、‑N3、卤素、烷基、烯基、炔基、烷基‑Y1‑、烯基‑Y1‑、炔基‑Y1‑、芳基‑Y1‑、杂芳基‑Y1‑、‑ORb或‑SRc，并且Rb是封闭基团；Ba的每个实例独立地是封闭或未封闭的腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶或修饰的核碱基；R5是氢、封闭基团、连接到固体载体的连接部分或连接到核酸的连接部分；并且n是1至约200之间；并且所述结构IIa的硫代磺酸酯试剂具有以下结构：其中，X是烷基、环烷基或杂芳基；R是烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、杂芳烷基或R1‑R2；R1选自‑S‑亚烯基‑、‑S‑亚烷基‑、‑S‑亚烷基‑芳基‑亚烷基‑、‑S‑CO‑芳基‑亚烷基‑或‑S‑CO‑亚烷基‑芳基‑亚烷基‑；R2选自杂环‑亚烷基‑S‑、杂环‑亚烯基‑S‑、氨基烷基‑S‑或(烷基)4N‑亚烷基‑S‑；并且所述结构IIIa的硫代磷酸三酯具有以下结构：结构IIIa其中，W独立选自O、S、NH或CH2；R是烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、杂芳烷基或R1‑R2；R1选自‑S‑亚烯基‑、‑S‑亚烷基‑、‑S‑亚烷基‑芳基‑亚烷基‑、‑S‑CO‑芳基‑亚烷基‑或‑S‑CO‑亚烷基‑芳基‑亚烷基‑；R2选自杂环‑亚烷基‑S‑、杂环‑亚烯基‑S‑、氨基烷基‑S‑或(烷基)4N‑亚烷基‑S‑；R3是‑OH、‑SH、‑NRdRd、‑N3、卤素、氢、烷基、烯基、炔基、烷基‑Y1‑、烯基‑Y1‑、炔基‑Y1‑、芳基‑Y1‑、杂芳基‑Y1‑、‑P(O)(Re)2、‑HP(O)(Re)、‑ORa或‑SRc；Y1是O、NRd、S或Se；Ra是封闭基团；Rc是封闭基团；Rd的每个实例独立地是氢、烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、取代的甲硅烷基、氨基甲酸酯、‑P(O)(Re)2或‑HP(O)(Re)；Re的每个实例独立地是氢、烷基、芳基、烯基、炔基、烷基‑Y2‑、烯基‑Y2‑、炔基‑Y2‑、芳基‑Y2‑或杂芳基‑Y2‑或阳离子Na+1、Li+1或K+1；Y2是O、NRd或S；R4的每个实例独立地是氢、‑OH、‑SH、‑NRdRd、‑N3、卤素、烷基、烯基、炔基、烷基‑Y1‑、烯基‑Y1‑、炔基‑Y1‑、芳基‑Y1‑、杂芳基‑Y1‑、‑ORb或‑SRc，并且Rb是封闭基团；Ba的每个实例独立地是封闭或未封闭的腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶或修饰的核碱基；R5是氢、封闭基团、连接到固体载体的连接部分或连接到核酸的连接部分；并且n是1至约200之间。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.19 US 61/509,5261.一种制备结构IIIc的硫代磷酸三酯的方法，其包括步骤：i)使结构Ic的H-磷酸酯与甲硅烷基化试剂反应以提供甲硅烷氧基磷酸酯；ii)使所述甲硅烷氧基磷酸酯与结构IVc的双(硫代磺酸酯)试剂反应以提供包含结构Vc的硫代磺酸酯基团的硫代磷酸三酯；iii)使所述包含结构Vc的硫代磺酸酯基团的硫代磷酸三酯与结构VIc的亲核体反应以提供结构IIIc的硫代磷酸三酯；其中，所述结构Ic的H-磷酸酯具有以下结构：结构Ic其中，W独立选自O、S、NH或CH2；R3是-OH、-SH、-NRdRd、-N3、卤素、氢、烷基、烯基、炔基、烷基-Y1-、烯基-Y1-、炔基-Y1-、芳基-Y1-、杂芳基-Y1-、P(O)(Re)2、-HP(O)(Re)、-ORa或-SRc；Y1是O、NRd、S或Se；Ra是封闭基团；Rc是封闭基团；Rd的每个实例独立地是氢、烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、取代的甲硅烷基、或氨基甲酸酯；Re的每个实例独立地是氢、烷基、芳基、烯基、炔基、烷基-Y2-、烯基-Y2-、炔基-Y2-、芳基-Y2-或杂芳基-Y2-或阳离子Na+1、Li+1或K+1；Y2是O、S或NRd，其中Rd是氢、烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、取代的甲硅烷基、或氨基甲酸酯；R4的每个实例独立地是氢、-OH、-SH、-NRdRd、-N3、卤素、烷基、烯基、炔基、烷基-Y1-、烯基-Y1-、炔基-Y1-、芳基-Y1-、杂芳基-Y1-、-ORb或-SRc，并且Rb是封闭基团；Ba的每个实例独立地是封闭或未封闭的腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶或修饰的核碱基；R5是氢、封闭基团、连接到固体载体的连接部分或连接到核酸的连接部分；并且n是1至200之间；并且所述结构IVc的双(硫代磺酸酯)试剂具有以下结构：其中，X是亚烷基、亚烯基、亚芳基或杂亚芳基；每个R6独立地是烷基、环烷基、芳基或杂芳基；所述结构VIc的亲核体具有以下结构：R7-SH，其中R7选自烷基、烯基、芳基、杂环、氨基烷基或(杂环)烷基；并且结构IIIc的硫代磷酸三酯具有以下结构：结构IIIc其中，W独立选自O、S、NH或CH2；R是R7-S-S-X-；R7是烷基、烯基、芳基、杂环、氨基烷基或(杂环)烷基；X是亚烷基、亚烯基、亚芳基或杂亚芳基；R3是-OH、-SH、-NRdRd、-N3、卤素、氢、烷基、烯基、炔基、烷基-Y1-、烯基-Y1-、炔基-Y1-、芳基-Y1-、杂芳基-Y1-、-P(O)(Re)2、-HP(O)(Re)、-ORa或-SRc；Y1是O、NRd、S或Se；Ra是封闭基团；Rc是封闭基团；Rd的每个实例独立地是氢、烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、取代的甲硅烷基、或氨基甲酸酯；Re的每个实例独立地是氢、烷基、芳基、...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈里·L·沃迪恩，米纳·米纳，岩本直树，大卫·查尔斯·唐奈·巴特勒，
申请(专利权)人：威尔生命科学私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG