一种将末端炔烃转化为酰胺的方法及其在基因编码库构建中的应用技术

本发明专利技术提供一种在寡聚核酸上将末端炔烃转化为酰胺的方法，普适性好、条件较温和、操作方便、收率高，适用于在多孔板进行的基因编码化合物库的合成。本发明专利技术增加了基因编码库技术中能够成功应用的反应类型，特别是提供了一种直接将同时带有游离羧酸与未保护的一级或者二级胺类小分子化合物进行酰胺偶联反应的方法。这样，简化了基因编码化合物库的合成步骤、提高了基因编码化合物库的合成效率与寡聚核酸产品品质。酸产品品质。酸产品品质。

【技术实现步骤摘要】
一种将末端炔烃转化为酰胺的方法及其在基因编码库构建中的应用


[0001]本专利技术属于生物化学领域，具体涉及一种将末端炔烃转化为酰胺的方法及其在基因编码化合物库构建中的应用。

技术介绍

[0002]基因编码化学库(DEL)最初是由Brenner和Lerner在1992年提出的
[1]。在DEL中，每个化合物都与一个唯一的基因标签结合，该标签上的寡聚核酸基因序列代表其化学结构。所有库化合物混合在一起并同时针对目标蛋白进行生物筛选。与标靶蛋白结合后的结合物可以用聚合酶链反应(PCR)扩增来解码其对应的化学结构。DEL可以包含数十亿甚至数万亿的化合物库，而且生物筛选可以在短短几个小时内完成
[2
‑
4]。
[0003]如今，基因编码化合物库技术(DELT)已成为生物医学研究中一个强大的活性化合物发现技术
[5]，越来越多的制药公司采用DELT发现具有生物学或药学意义的有机小分子化合物
[6]。这些能够与标靶蛋白结合的小分子化合物的发现推动了新药研发的进程。最近几年来，在这一领域里出现的活细胞DEL筛选方法，是一个引人注目的成就
[7]，它代表着通过DELT平台可以筛选到具有细胞生物活性的化合物。DEL活细胞筛选将不再需要纯化过的靶标蛋白，也无需对蛋白进行修饰。这样不仅简化了生物筛选的过程，而且更好地保持了蛋白的原生态结构
[8]，从而药物学家能够在此平台上找到更好的先导化合物。
[0004]在大多数情况下，DEL的合成都涉及到酰胺偶联反应r/>[10]。这常常是在链接寡聚核酸的游离氨基与羧酸小分子底物之间进行的。Dario Neri及其共同研究者发现了通过使用1
‑
乙基
‑3‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳二亚胺、1
‑
羟基
‑7‑
氮杂苯并三唑和N,N'
‑
二异丙基乙胺(EDCI/HOAt/DIPEA)的偶联试剂组合，可以得到高的收率和比较好的普适性的酰胺偶联反应
[9]。这些反应条件适用于各种伯胺和仲胺以及各种类型的含有游离氨基的寡核苷酸底物，并适用于DEL的合成。
[0005]酰胺键可以通过廉价多样的羧酸与各种有机胺类化合物的酰胺偶联反应建立。但是，绝大多数酰胺反应是通过寡聚核酸
‑
游离胺类底物与小分子羧酸反应物实现的。然而，寡聚核酸
‑
游离羧酸类底物与小分子胺类的酰胺偶联反应目前仍然非常低效
[11]。Michael J.Waring最近报道了一种使用表面活性剂胶束进行酰胺偶联的方法
[12]。他们的方法必须使用很长的脂肪烷烃作为寡聚核酸与小分子文库之间的链接头。那种很长的脂肪烷烃链接头可以帮助形成使用表面活性剂胶束，因此而使得寡聚核酸上反应能够顺利进行。但是，那种很长的脂肪烷烃链接头可能对随后的生物筛选实验产生干扰。
[0006]因此，本专利技术报道一种在寡聚核酸上成功应用的通过末端炔烃与游离氨类小分子反应而合成酰胺偶联的新方法。它适用于建立从羧酸到酰胺的偶联产物。而且，与传统的酰胺偶联反应不同的是，同时有游离的氨基与羧酸的小分子底物可以在不带保护基的情形下直接参与化学反应形成酰胺。在寡聚核酸上进行的每一步合成化学反应都会对核苷酸序列造成或多或少的破坏，使用尽可能少的化学反应、尽可能温和的反应条件有利于提高基因
编码库的合成效率与品质。因此，本专利技术具有比传统方法更高的合成效率与更好的寡聚核酸品质。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题，在于提供一种将末端炔烃转化为酰胺的方法并应用于基因编码化合物库的构建。具体地，以寡聚核酸末端炔烃化合物为底物，在铜催化剂和硝酮类试剂存在下，与含有游离氨基类小分子化合物反应将末端炔烃转化为酰胺。并以此反应为基础，建立基因编码库。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
[0009]本专利技术提供在基因编码化合物库构建中将末端炔烃转化为酰胺的方法，具体是以寡聚核酸末端炔烃化合物为底物，在铜催化剂和硝酮类试剂存在下，与含有游离氨基类小分子化合物反应形成酰胺化合物。具体反应方程式如下：
[0010][0011]优选地，以寡聚核酸末端炔烃化合物为底物，在铜催化剂和硝酮类试剂存在下，与含有游离氨基类小分子化合物在0～90℃反应1～24小时反应形成酰胺化合物。
[0012]其中，寡聚核酸末端炔烃化合物的结构式为是由寡聚核酸连接具有末端炔基的化学基团构成；所制备的酰胺化合物的结构式为是由寡聚核酸连接具有酰胺键的化学基团构成，R为氢、卤素、氨基、硝基、氰基、羟基、巯基、芳基甲酮、烷基甲酮、C1‑
C
12
烷基、C2‑
C6烯烃基、C2‑
C6炔烃基、C3‑
C8环烷基、C1‑
C6烷基氧、C4‑
C
12
芳基、C4‑
C
12
杂环芳基中的任意一种至多种或它们的任意组合；
[0013]其中，寡聚核酸是由经人工修饰的和/或未修饰的寡核苷酸单体聚合得到的单链或双链的寡核苷酸链；
[0014]其中，所述含有游离氨基类小分子化合物的结构式为R1‑
NH
‑
R2，可以是一级或二级胺类化合物，包括芳香类、脂肪类、碳环类化合物以及含有杂原子的环类化合物、氨基酸类化合物以及带有其他保护基团的游离氨基类化合物，R1、R2为羧酸、氢、氨基、硝基、氰基、羟基、巯基、芳基甲酮、烷基甲酮、C1‑
C
12
烷基、C2‑
C6烯烃基、C2‑
C6炔烃基、C3‑
C8环烷基、C1‑
C6烷基氧、C4‑
C
12
芳基、C4‑
C
12
杂环芳基基团中的任意一种至多种或它们的任意组合；
[0015]其中，所述铜催化剂为醋酸铜、硫酸铜、氯化铜、硝酸铜、碳酸铜、碘化亚铜、铜
‑
β
‑
环糊精复合物、双(2,4
‑
戊二酮酸)铜、乙酰丙酮铜、四氟硼酸四(乙腈)铜、二氯(1,10
‑
菲咯啉)铜、双(8
‑
羟基喹啉)铜、三氟甲磺酸铜、双(三氟
‑
2,4
‑
戊二酮)铜、高氯酸铜、六氟磷酸四(乙腈)铜、醋酸亚铜、溴化铜、氟化铜、溴化亚铜、氯化亚铜、氯化亚铜
‑
双(氯化锂)络合物、溴化亚铜二甲硫醚；优选地，铜催化剂为碘化亚铜；
[0016]其中，硝酮结构为结构式中R3、R4、R5为氢、卤素、氨基、硝基、氰基、羟基、巯基、芳基甲酮、烷基甲酮、C1‑
C
12
烷基、C2‑
C6烯烃基、C2‑
C6炔烃基、C3‑
C8环烷基、C1‑
C6烷基氧、C4‑
C
12
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.酰胺化合物，其结构式为是由寡聚核酸连接具有酰胺键的化学基团构成；其中，R为氢、卤素、氨基、硝基、氰基、羟基、巯基、芳基甲酮、烷基甲酮、C1‑
C
12
烷基、C2‑
C6烯烃基、C2‑
C6炔烃基、C3‑
C8环烷基、C1‑
C6烷基氧、C4‑
C
12
芳香基团、C4‑
C
12
芳香杂环基团中的任意一种至多种或它们的任意组合；其中，寡聚核酸是由经人工修饰的和/或未修饰的寡核苷酸单体聚合得到的单链或双链的寡核苷酸链；其中，所述含有游离氨基类小分子化合物的结构式为R1‑
NH
‑
R2，可以是一级或二级胺类化合物，包括芳香类、脂肪类、碳环类化合物以及含有杂原子的环类化合物、氨基酸类化合物以及带有其他保护基团的游离氨基类化合物，R1、R2可任选地为羧酸、氢、氨基、硝基、氰基、羟基、巯基、芳基甲酮、烷基甲酮、C1‑
C
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烷基、C2‑
C6烯烃基、C2‑
C6炔烃基、C3‑
C8环烷基、C1‑
C6烷基氧、C4‑
C
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芳香基团、C4‑
C
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芳香杂环基团中的任意一种至多种或它们的任意组合。2.基因编码化合物库构建中将末端炔烃转化为酰胺的方法，以寡聚核酸末端炔烃化合物为底物，在铜催化剂和硝酮类试剂存在下，与含有游离氨基类小分子化合物反应形成酰胺化合物，具体反应方程式如下：其中，寡聚核酸末端炔烃化合物的结构式为是由寡聚核酸连接具有炔基的化学基团构成；所制备的酰胺类化合物的结构式为是由寡聚核酸连接具有酰胺键的化学基团构成，R为氢、卤素、氨基、硝基、氰基、羟基、巯基、芳基甲酮、烷基甲酮、C1‑
C
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烷基、C2‑
C6烯烃基、C2‑
C6炔烃基、C3‑
C8环烷基、C1‑
C6烷基氧、C4‑
C
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芳香基团、C4‑
C
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芳香杂环基团中的任意一种至多种或它们的任意组合；其中，寡聚核酸是由经人工修饰的和/或未修饰的寡核苷酸单体聚合得到的单链或双链的寡核苷酸链；其中，所述含有游离氨基类小分子化合物的结构式为R1‑
NH
‑
R2，可以是一级或二级胺类化合物，包括芳香类、脂肪类、碳环类化合物以及含有杂原子的环类化合物、氨基酸类化合物以及带有其他保护基团的游离氨基类化合物，R1、R2可任选地为羧酸、氢、氨基、硝基、氰基、羟基、巯基、芳基甲酮、烷基甲酮、C1‑
C
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烷基、C2‑
C6烯烃基、C2‑
C6炔烃基、C3‑
C8环烷基、C1‑
C6烷基氧、C4‑
C
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芳香基团、C4‑
C
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芳香杂环基团中的任意一种至多种或它们的任意组合；其中，所述铜催化剂为醋酸铜、硫酸铜、氯化铜、硝酸铜、碳酸铜、碘化亚铜、铜
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β
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环糊精复合物、双(2,4
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戊二酮酸)铜、乙酰丙酮铜、四氟硼酸四(乙腈)铜、二氯(1,10
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菲咯啉)
铜、双(8
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羟基喹啉)铜、三氟甲磺酸铜、双(三氟
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2,4
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戊二酮)铜、高氯酸铜、六氟磷酸四(乙腈)铜、醋酸亚铜、溴化铜、氟化铜、溴化亚铜、氯化亚铜、氯化亚铜
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双(氯化锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡允金，杨珂新，杨少光，孙兆美，曹红丽，
申请(专利权)人：康龙化成北京新药技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：