糖修饰的核苷和它们用于合成低聚核苷酸的应用制造技术

本发明专利技术公开了许多含有修饰的糖部分组成的被修饰的核苷，所述糖部分在脱氧核糖或核糖的Ｃ１和Ｃ４位含有取代基，或在脱氧核糖或核糖的Ｃ３和Ｃ５上含有支链取代基，各核苷可被转化或合适地保护然后转化为相应的氨基亚磷酸酯，这些氨基亚磷酸酯可用于组配低聚核苷酸，其中至少有一个上述的核苷。这些糖修饰的低聚核苷酸有可能用作反义治疗剂，因为它们预期能提高核酸酶抵抗性和细胞的摄取，同时在体外或体内保持序列特异性和对核酸靶的亲和力。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于含有被修饰的糖的多核苷酸类似物的领域。
技术介绍
低聚核苷酸的治疗应用是一个非常重要的领域，并且已被描述在(1)Zamecinik，P.C.和Stephson，M.L.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.1978，75，280，285.；(2)Uhlmann，E.和Peyman，A.Chemical Reviews，1990，90，543-584；(3)Goodchild，J.Bioconjugate chemistry，1990，1，165-187；和(4)Crooke，S.T.和Lebleu，B.“Antisense Research and Applications”，CRC Press(1993))。反义多核苷酸与重要的DNA或RNA靶的特异结合可以灭活与DNA或RNA有关的功能如复制、转录或转译，从而提供了一种控制疾病如癌症和病毒传染的机理。因此，在各种情况下反义多核苷酸与靶的结合可用于改变基因表达，例如，干扰与病毒生命周期或癌细胞的生长(Stein，C.A.，Cheng，Y.C.Science，1993，261，1004-1012)。另外，一些低聚核苷酸也可与蛋白质靶紧密结合，从而用作酶抑制剂。Bock等人描述了在体外抑制人凝血酶催化的纤维蛋白凝块形成的低聚核苷酸(Bock，L.C.，Griffin，L.C.，Latham，J.A，，Vermaas，E.H.，Toole，J.J.Nature，1992，355，564-566)。Ecker等人描述了在低于1.0μmol下抑制人单纯疱疹病毒的几种低聚核苷酸。通过使用组合技术容易发现具有酶抑制性质的多核苷酸(Ecker，D.J.，Vickers，T.A.，Hanecak，R.，Driver，V.，Anderson，K.Nucleic Acids Res.1993，21，1853-1856)。已有报道含有5′-C-甲基支链的核苷的低聚核苷酸表现出增强的核酸酶抵抗性(Saha，A.K.等人，第206次ACS会议的墙报，Chicago，1993)。也已有报道含有2′-O-甲基核苷的低聚核苷酸表现出对核酸酶的稳定性得到改善，对RNA的结合亲和力得到增强(a.Inoue，H.，Hayase，Y.，Imura，A.，Iwai，S.，Miura，K.，Ohtsuka，E.，Nucleic Acids Res。1987，15，6131；b.Shibahara，S.，Mukai，S.，Morisawa，H.，Nakashima，H.，Cobayashi，S.，Yamamoto，N.Nucleic AcidsRes.1989，17，239)。已有报道含有1′-取代的核苷的低聚核苷酸表现出一些核酸酶抵抗性(Ono，A.，Dan，A.，Matsuda，A.BioconjugateChemistry，1993，4，499-508)。除了具有对互补靶多核苷酸序列的特异结合亲和力外，反义低聚核苷酸可望满足治疗目的的需要，例如，药效，生物利用度、低毒性和低花费。因为具有天然磷酸二酯主链的低聚核苷酸对核酸酶不稳定，并且不容易渗透过细胞膜，研究人员试图对多核苷酸主链进行修饰，以改善核苷酶抵抗性和细胞摄取。用于反义的低聚核苷酸类似物的主要缺点在于被修饰的核苷酸间的键消除了反义低聚核苷酸的核糖核酸酶H的活性，从而降解了与低聚核苷酸类似物结合的RNA链。因此，希望提供具有能提高核苷酶抵抗性和细胞摄取的多核苷酸类似物，而同时保持核糖核酸酶H的活性。专利技术概述本专利技术提供了各种新的糖修饰的核苷以及相应的糖修饰的低聚核苷酸，当它们用于反义、诊断或其它目的时，所具有的性质优越于天然的RNA和DNA低聚核苷酸。本专利技术的化合物包括各种已被修饰的核苷，从而在核苷的糖部分的C1′，C3′，C4′或C5′位置上有取代基。本专利技术的另一方面提供了低聚核苷酸，它包括一种或多种本专利技术的糖修饰的核苷。本专利技术的另一方面提供了低聚核苷酸的共轭物，它包括一种或多种本专利技术的糖修饰的核苷。附图简述附图说明图1表示本专利技术的低聚核苷酸的实例，其中的核苷取代基被正电荷基团取代。图2表示用于合成3′-C-支链的胸苷的反应路线1。图3表示用于合成3′-C-支链的胸苷的反应路线2。图4表示用于合成4′-C-支链的胸苷的反应路线3。图5表示用于合成4′-C-支链的胸苷的反应路线3的另一部分。图6表示用于合成4′-C-支链的胸苷的反应路线4。图7表示用于合成5′-C-支链的胸苷的反应路线5。图8表示用于合成5′-C-支链的胸苷的反应路线6。图9表示用于合成5′-C-支链的胸苷的反应路线6的另一部分。图10表示用于合成5′-C-支链的胸苷的反应路线7。图11表示用于合成5′-C-支链的胸苷的反应路线8。图12为表示化合物44和其它化合物的立体化学构型图。图13表示用于合成1′-C-支链的胸苷的反应路线9。图14表示用于合成1′-C-支链的胸苷的反应路线10。缩写和定义DMTr＝4，4′-二甲氧基三苯甲基CEPA＝2-氰基乙基-(N，N′-二异丙基)磷酰氨基TBDMS＝叔丁基二甲基甲硅烷基Ac＝乙酰基TBDMSM＝叔丁基二甲基甲硅烷氧基甲基N3＝偶氮基CF3CO＝三氟乙酰基Tf＝三氟甲磺酰基THP＝四氢吡喃基OTs＝甲苯磺酰基本文所用的术语“核苷”是指含有与5个碳原子的环状糖(呋喃糖)例如核糖，2′-脱氧核糖和2′，3′-二脱氧核糖共价连接的嘌呤或嘧啶碱(或其衍生物)的化合物。广义上使用的术语“核苷”以包括本专利技术的糖修饰的核苷。本文所用的术语“多核苷酸”是指含有2个或多个核苷部分的聚合物，其中各个核苷部分与一个(末端)或二个(内部)其它核苷部分通过核苷间的键如磷酸二酯键，肽键，磷酸酯键，硫代磷酸酯键等连接。RNA和DNA为多核苷酸的实例。除非另有说明，本文广义上所用的术语“多核苷酸”包括本专利技术的糖修饰的多核苷酸。本文所用的术语“低聚核苷酸”是指相对较小的多核苷酸，例如长度为2至大约50个碱基对的多核苷酸；然而低聚核苷酸也可以是较长的。本文所用的术语“羟基保护基”可被有机化学的本领域普通技术人员容易理解。羟基保护基和其它保护基的实例可在Greene&Wuts，“Protective Groups in Organic Synthesis”John Wiley&Sons，NY，NY(1991)中找到(其它地方)。本文所用的术语“碱和核苷碱”是指在天然存在的核酸如腺嘌呤，胞嘧啶，次黄嘌呤，尿嘧啶，胸腺嘧啶，鸟嘌呤及其类似物中存在的杂环核苷酸碱，包括能够与天然存在的核苷酸碱形成碱对关系的非天然存在的碱。这些非天然存在的杂环碱包括(但不局限于)氮杂和去氮杂嘧啶类似物，氮杂和去氮杂嘌呤类似物以及其它杂环碱类似物，其中嘌呤和嘧啶环的一个或多个碳和氮原子已经被杂原子例如氧、硫、硒、磷等取代。具体实施方案的描述本专利技术提供了用于反义、诊断和使用低聚核苷酸的其它方法中具有所需性质的新的核苷和低聚核苷酸。本专利技术的化合物包括已经被修饰从而在核苷的糖部分的C1′，C3′，C4′或C5′位有取代基的各种核苷。本专利技术的核苷可含有一个或多个取代基，从而使核苷适合于固相合成或有关的合成技术，例如，本专利技术的核本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有下式的化合物：＊＊＊其中Ｒ↓［１］选自烷基，取代的烷基，芳烷基，取代的芳烷基，芳基和取代的芳基；Ｒ↓［２］选自Ｈ，ＯＨ，烷氧基，芳烷氧基，芳氧基；Ｒ↓［３］选自ＯＨ，ＣＥＰＡ，低聚核苷酸和羟基保护基；Ｒ↓［４］选自ＯＨ，低聚核苷 酸和羟基保护基；Ｂ为核苷碱；Ｘ选自Ｏ，Ｓ，ＮＨ或ＣＨ↓［２］；其中Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］的任一烷基部分为Ｃ１－Ｃ１０直链或支链烷基；其中Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］的任一芳基部分为苯基或杂环基。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王广义，K拉马沙米，W塞弗特，
申请(专利权)人：ICN药品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]