一种基于On-DNA芳基重氮盐中间体制备C-C偶联产物的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于On‑DNA芳基重氮盐中间体制备C‑C偶联产物的方法，包括如下步骤：采用1～500摩尔当量的钯催化剂、1～1000摩尔当量的配体、摩尔浓度为0.001～1.0mM的DNA‑Ar‑N

【技术实现步骤摘要】
一种基于On-DNA芳基重氮盐中间体制备C-C偶联产物的方法
本专利技术属于DNA编码化合物库
，具体涉及一种On-DNA芳基重氮盐中间体一锅法得到On-DNA的C-C偶联产物的方法。
技术介绍
在药物研发领域，如何快速高效、低成本的发现新型药物分子是科研人员及大型制药公司长期以来所追求的目标。常见的方法包括高通量筛选(HTS)、基于片段的药物发现(FBDD)、计算机辅助药物设计(CADD)、DNA编码化合物库(DEL)等。目前大型制药公司主要还是以高通量筛选技术为主要手段用来发现新型药物分子，但是这种方法需要复杂的系统，通常只能用来筛选包含几百万个化合物的库。DNA编码化合物库(DEL)是小分子化合物的集合，每个小分子都与一个独特的DNA标签共价结合，作为化合物化学结构的标识符。据估计，一个大小为8亿的DELs花费大约15万美元(每个化合物大约花费0.0002美元)，较传统的高通量筛选大大减少了成本。到目前为止，已经通过DEL技术针对多种治疗相关的靶点发现了大量高质量的苗头化合物，如环氧化水解酶抑制剂GSK2256294，死亡域受体相关的受体激酶RIP1抑制剂GSK2982772等，已经进入药物临床实验阶段，证明了DEL作为一种新的药物研发平台的重要作用。DEL技术当前的主要限制因素是如何构建更多具有结构多样性的高质量化合物库。芳基重氮盐由于其：(1)廉价易得，重氮盐可由芳香胺经温和的实验条件和简单的操作步骤反应得到，且产率很高。(2)反应活性高，在钯催化的偶联反应中，芳基重氮盐作为亲电试剂的反应活性高于其对应的卤代烃。(3)符合绿色化学，重氮基团在反应中以氮气分子的形式离去，无残留，符合绿色化学的要求。反应一般不需要惰性气体的保护，在空气中就能很好的进行。因此近年来在有机合成中越来越受到化学家们的重视。DEL领域目前主要的工作之一是开发DNA兼容的化学反应，简称On-DNA兼容反应。因为DNA必须在一定比例的水相中、pH范围、温度范围、金属离子浓度和无机盐浓度下才能保持稳定，因此，具有较好的DNA回收率和底物适应性广的On-DNA兼容反应，才是大规模应用于DNA编码化合物库的合成需要的。目前，在DEL领域尚未报道过有关芳基重氮盐的应用，因此将芳基重氮盐应用于DEL将有利于提高DNA编码化合物库的多样性。目前公开报道的有关On-DNA的Suzuki偶联反应的文献有：2015年，YunDing报道了第一篇用四三苯基膦钯为催化剂，碳酸钠为碱，在80℃下使用On-DNA芳基碘(溴)与芳基硼酸(酯)反应(参考文献：YunDingetal.ACSCombinatorialScience,2015,17(1):1-4.)的文章；2016年，YunDing报道了第二篇用二氢二氯二(二-叔丁基亚膦酰-KP)钯酸(2-)(POPd)作为催化剂，2′-二环己基膦基-2,6-二甲氧基-1,1′-联苯基-3-磺酸钠水合物作为配体，氢氧化钾为碱，在80℃下使用On-DNA芳基碘(溴、氯)与芳基硼酸(酯)反应(参考文献：YunDingetal.BioconjugateChemistry,2016,27(11):2597-2600.)的文章；2018年，HongbingHuang报道了用sSPhos-Pd-G2作为催化剂，氢氧化铯为碱，在80℃下使用On-DNA芳基碘(溴、氯)与芳基硼酸(酯)反应(参考文献：HongbingHuangetal.BioconjugateChemistry,2018,29(11):3841-3846.)的文章；2019年，MichaelJ.Waring报道了一种胶束介导的Suzuki偶联反应，在该文章中作者使用了二氯[1,1'-双(二叔丁基膦)二茂铁钯(II)为催化剂，磷酸钾为碱，在60℃下使用On-DNA芳基卤化物与芳基硼酸(酯)反应(参考文献：MichaelJ.Waringetal.BioconjugateChemistry,2019,31(1):149-155.)的文章；20年，XuanjiaPeng报道了用醋酸钯作为催化剂，3-(叔丁基)-4-(2,6-二甲氧基苯基)-2,3-二氢苯并[D][1,3]氧膦戊(rac)-BIDIME为配体，碳酸钾为碱，在95℃下使用On-DNA芳基碘(溴、氯)与芳基硼酸(酯)反应(参考文献：XuanjiaPengetal.BiochemicalandBiophysicalResearchCommunications,2020.53(2):209-214.)的文章等。除了On-DNA的Suzuki偶联反应外，在DEL领域同样报道过On-DNA的Heck偶联反应(参考文献：XiaojieLuetal.Organicletters,2019,21(3):719-723.)，On-DNA的Sonogashira偶联反应；除此之外本专利中涉及到的其他偶联反应在DEL中尚未进行过报道。虽然目前DEL中已经报道过On-DNA的Suzuki、Heck、Sonogashira偶联反应，但是大都采用芳基卤作为反应底物，由于芳基卤的活性较低，因此需要较高的温度，又由于DNA本身的性质，过高的温度可能会造成DNA的损伤，因此有待发现一种新的DNA兼容的化学反应来代替当前的反应。为了解决如上问题，我们希望开发一种原料稳定易存储，反应条件温和，产率高，底物普适性好，对DNA损伤小，适合于使用多孔板进行批量操作的DNA编码化合物库的合成，为此我们提出了一种通过芳基重氮盐中间体来获得多种C-C偶联产物的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种基于On-DNA芳基重氮盐中间体制备C-C偶联产物的方法，通过一锅反应快速将DNA编码重氮盐转化为DNA编码芳基C-C偶联产物化合物库，有效解决因为反应底物活性低、反应温度要求高造成DNA损伤严重等不利问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种基于On-DNA芳基重氮盐中间体制备C-C偶联产物的方法，On-DNA芳基重氮盐中间体的结构式为：DNA-Ar-N2+X-(X-为酸根阴离子)，在1～500摩尔当量的钯催化剂和1～1000摩尔当量的配体存在下，摩尔浓度为0.005～1.0mM的DNA-Ar-N2+X-溶液(X-为酸根阴离子)、100～10000摩尔当量的偶联反应试剂和100～5000摩尔当量的碱在0～100℃下反应0.5～24小时直至反应结束；其中，结构式中的DNA是由经人工修饰的和/或未修饰的核苷酸单体聚合得到的单链或双链的核苷酸链；X–是氯离子、苯磺酸、对甲基苯磺酸、十二烷基苯磺酸，四氟硼酸离子或硫酸根离子中的任意一种；其中，结构式中的Ar是单环或双环的芳香环，所述On-DNA芳基重氮盐中间体的重氮盐中间体是通过芳基苯胺原位重氮化得到且直接连接于Ar的环上；其中，结构式中的DNA与Ar通过一个或多个化学键连接。可选地，所述Ar可以选自以下基团：R1为氢、卤素、氨基、硝基、氰基、羟基、巯基、芳基甲酮、烷基甲酮、C1-C12烷基、C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于On-DNA芳基重氮盐中间体制备C-C偶联产物的方法，其特征在于，所述On-DNA芳基重氮盐中间体的结构式为：DNA-Ar-N

【技术特征摘要】
1.一种基于On-DNA芳基重氮盐中间体制备C-C偶联产物的方法，其特征在于，所述On-DNA芳基重氮盐中间体的结构式为：DNA-Ar-N2+X-(X-为酸根阴离子)；
在1～500摩尔当量的钯催化剂和1～1000摩尔当量的配体存在下，摩尔浓度为0.005～1.0mM的DNA-Ar-N2+X-溶液(X-为酸根阴离子)、100～10000摩尔当量的偶联反应试剂和100～5000摩尔当量的碱在0～100℃下反应0.5～24小时直至反应结束；
其中，结构式中的DNA是由经人工修饰的和/或未修饰的核苷酸单体聚合得到的单链或双链的核苷酸链；X–是氯离子、苯磺酸、对甲基苯磺酸、十二烷基苯磺酸，四氟硼酸离子或硫酸根离子中的任意一种；
其中，结构式中的Ar是单环或双环的芳香环，所述On-DNA芳基重氮盐中间体的重氮盐中间体是通过芳基苯胺原位重氮化得到且直接连接于Ar的环上；
其中，结构式中的DNA与Ar通过一个或多个化学键连接。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Ar可以选自以下基团：



R1为氢、卤素、氨基、硝基、氰基、羟基、巯基、芳基甲酮、烷基甲酮、C1-C12烷基、C1-C6烯烃基、C1-C6炔烃基、C3-C8环烷基、C1-C6烷基氧基、C1-C6烷基氨基中的任意一种至多种的随机组合，Ar上可以有一个或多个R1基团；R2为连接DNA部分的功能团，具体是一个可以与DNA上的功能团互补反应的功能团，可以是氨基、羧基、醛基、芳卤，炔烃中的任意一种，R2可以直接与Ar相连，也可以间隔多个化学键相连；Y为O、S、NH或烷基取代氨基中的任意一种。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DNA-Ar-N2+X-溶液(X-为酸根阴离子)的摩尔浓度是0.005～1.0mM；优选地，所述DNA-Ar-N2+X-的摩尔浓度是0.005mM，0.01mM，0.015mM，0.02mM，0.025mM，0.03mM，0.035mM，0.04mM，0.045mM，0.05mM，0.1mM，0.2mM，0.3mM，0.4mM，0.5mM，1.0mM；更优选地，所述DNA-Ar-N2+X-溶液(X-为酸根阴离子)的摩尔浓度为0.025mM。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应溶液是含乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、叔丁醇、异丙醇、四氢呋喃、1,4-二氧六环、无机盐缓冲液、有机酸缓冲液、有机碱缓冲液中的任意一种或几种的含水的混合溶剂，且最终反应液中水的含量不低于总体积的20％；优选地，所述DNA-Ar-N2+X-(X-为酸根阴离子)溶于水、无机盐缓冲液、有机酸缓冲液或有机碱缓冲液。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钯催化剂是氯化钯、溴化钯、碘化钯、双(乙腈)二氯化钯、乙二胺氯化钯、三氟乙酸钯、乙酸钯、硫酸钯、硝酸钯、二丙酸钯、乙酰丙酮钯、六氟乙酰丙酮钯、二氯(降冰片二烯)钯、(1,5-环辛二烯)二氯化钯、二氯(N,N,N,N-四甲基乙二胺)钯、二氯(1,10-菲咯啉)钯、双(二亚苄基丙酮)钯、三(二亚苄基丙酮)二钯、四(乙腈)二(三氟甲磺酸)钯、四(三苯基膦)钯、四(三邻甲苯基膦)钯、三苯基膦醋酸钯、双(三-o-甲苯磷)钯、双[1,2-双(二苯基膦)乙烷]钯、双(三叔丁基膦)钯、二氢二氯双(二叔丁基羟亚膦基)钯、双(三苯基膦)二氯化钯、(1,3-双(二苯基膦)丙烷)氯化钯、[1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯、[1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯二氯甲烷络合物、二溴双(三叔丁基膦)二钯、1,1'-双(二-叔丁基膦)二茂铁二氯化钯、双(三环己基膦)二氯化钯、氯(2-二环己基膦基-2',4',6'-三异丙基-1,1'-联苯)[2-(2-氨基乙基苯基)]钯(II)中的一种或几种的混合物；优选地，所述钯催化剂是乙酸钯。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偶联反应试剂结构式为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亦舟，李先锋，李杨峰，张娟，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50