一类非天然碱基三磷酸及其合成方法和应用技术

本发明专利技术公开了一类非天然碱基三磷酸及其合成方法和应用，属于新型非天然核苷酸类似物的合成技术领域。本发明专利技术的技术方案要点为：一类非天然碱基三磷酸，其结构式分别为：本发明专利技术还具体公开了该非天然碱基三磷酸的具体合成方法及测序应用。本发明专利技术通过实验证明了dTAT1具有较好的光稳定性，且两种新合成的非天然碱基都可以在体外扩增且具有较好的扩增效率，为半合成生物提供了新思路。为半合成生物提供了新思路。为半合成生物提供了新思路。

【技术实现步骤摘要】
一类非天然碱基三磷酸及其合成方法和应用


[0001]本专利技术属于新型非天然核苷酸类似物的合成
，具体涉及一类非天然碱基三磷酸及其合成方法和应用。

技术介绍

[0002]非天然碱基对dNaM
‑
dTPT3可以在体内完成遗传信息的存储和检索，并产生治疗性蛋白。但是非天然碱基的光敏性会对健康细胞的生长存在威胁，本专利技术通过化学方法改进dTPT3的结构来优化非天然碱基的稳定性。
[0003]
技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是提供了一类非天然碱基三磷酸及其合成方法和应用，利用该方法合成了两种非天然碱基三磷酸类似物，这两种非天然碱基三磷酸类似物光稳定性好且体外扩增效率高，能够用于测序。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一类非天然碱基三磷酸，其特征在于该非天然碱基三磷酸的结构式为：
[0006][0007]本专利技术所述的非天然碱基三磷酸的合成方法，其特征在于具体步骤为：
[0008]dTAT1的合成：以噻唑
‑4‑
甲醛、丙二酸为原料合成化合物a；以化合物a、叠氮磷酸二苯酯、三乙胺为原料合成化合物b；化合物b以二苯醚为溶剂合成化合物c；以化合物c、N,O
‑
双三甲硅基乙酰胺、氯代糖、四氯化锡为原料合成化合物d；以化合物d、劳森试剂为原料合成化合物e；以化合物e、甲醇钠为原料合成化合物f；以化合物f、三氯氧磷、焦磷酸盐为原
料合成目标产物dTAT1，具体的合成路线为：
[0009][0010]dTPT4的合成：以2
‑
噻吩甲醛、丙二酸为原料合成化合物
①
；以化合物
①
、叠氮磷酸二苯酯和三乙胺为原料合成化合物
②
；化合物
②
以二苯醚为溶剂合成化合物
③
；以化合物
③
、N,O
‑
双三甲硅基乙酰胺、氯代糖、四氯化锡为原料合成化合物
④
；以化合物
④
、劳森试剂为原料合成化合物
⑤
；以化合物
⑤
、甲醇钠为原料合成化合物
⑥
；以化合物
⑥
、三氯氧磷、焦磷酸盐为原料合成目标产物dTPT4，具体的合成路线为：
[0011][0012]进一步限定，化合物d或化合物
④
与劳森试剂的反应以甲苯为溶剂，且反应过程在氮气保护下加热至120℃。
[0013]进一步限定，化合物e或化合物
⑤
与甲醇钠的反应以甲醇为溶剂，且常温反应。
[0014]进一步限定，化合物f或化合物
⑥
与三氯氧磷、焦磷酸盐的反应以磷酸三甲酯为溶剂，且反应过程在氮气保护下于
‑
20℃冰盐浴反应，焦磷酸盐用N,N
‑
二甲基甲酰胺作为溶剂溶解后加入。
[0015]本专利技术所述的非天然碱基三磷酸的测序应用。
[0016]本专利技术设计并合成了两个以TPT3的基本结构骨架为基础，但在不同位点修饰噻吩环的TPT3类似物，以提高非天然碱基对的光稳定性，并建立了包括光敏实验、动力学实验、体外PCR复制的综合筛选策略。一对新的dNaM
‑
dTAT1在体内和体外与dNaM
‑
dTPT3对本身几乎具有同样的效率和保真度，且更具光稳定性和热稳定性。
附图说明
[0017]图1A、图1B、图1C分别是dTPT3/dTPT4/dTAT1三种样品的光稳定性曲线；
[0018]图2是dTPT3/dTPT4/dTAT1三种样品的Hieff酶测序图；
[0019]图3是dTPT3/dTPT4/dTAT1三种样品的One Tap酶测序图；
[0020]图4是dTPT3/dTPT4/dTAT1三种样品的Tap酶测序图；
[0021]图5是dTPT3/dTPT4/dTAT1三种样品的插入胶图；
[0022]图6是dTPT3/dTPT4/dTAT1三种样品的延伸胶图。
具体实施方式
[0023]以下通过实施例对本专利技术的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本专利技术上述内容实现的技术均属于本专利技术的范围。
[0024]实施例1
[0025][0026]具体合成步骤：
[0027][0028]在氮气保护下，将化合物c(100mg，0.66mmol)、干燥的二氯甲烷2mL、N,O
‑
双(三甲
基硅基)乙酰胺(146.7mg，0.72mmol)依次加入到25mL圆底烧瓶中，室温下搅拌1h。将3,5
‑
二邻(对甲苯基)
‑2‑
脱氧
‑
呋喃核糖酰氯(280mg，0.72mmol)加入到反应体系中，将反应体系移入到冰水浴中并加入无水四氯化锡(85.4mg，0.33mmol)，继续室温搅拌。用TLC监测反应，待化合物3c不再变化，加入饱和碳酸氢钠溶液淬灭反应，用二氯甲烷和水萃取，合并有机相并用无水硫酸钠干燥，用减压装置除去溶剂。通过柱层析分离得到白色固体化合物d(α,β)混合物且质量为215.5mg，产率为65％。βanomer 1
H NMR(600MHz,CDCl3)δ9.11(s,1H),7.96(d,J＝8.2Hz,4H),7.63(d,J＝8.2Hz,1H),7.28(d,J＝4.6Hz,4H),7.11(d,J＝8.0Hz,1H),6.78(dd,J＝8.0,5.7Hz,1H),5.68
–
5.62(m,2H),4.78(dd,J＝12.2,3.2Hz,1H),4.72(dd,J＝12.2,3.6Hz,1H),2.96
–
2.92(m,1H),2.42(s,3H),2.39(s,3H),2.38
–
2.36(m,1H).
13
C NMR(151MHz,CDCl3)δ166.20,166.14,160.19,159.19,158.04,144.52,144.39,129.91,129.63,129.39,129.33,126.66,126.45,124.51,103.82,85.93,83.22,75.00,64.16,39.36,21.79,21.74。
[0029][0030]在氮气保护下，将化合物d(α,β)(110mg，0.22mmol)、干燥的甲苯5mL、劳森试剂(105.2mg，0.26mmol)依次加入到25mL圆底烧瓶中，装上回流管并用塞子密封，放置于120℃油浴。用TLC监测反应，待化合物d(α,β)不再变化，用减压装置除去溶剂。通过柱层析分离得到淡黄色固体化合物e(α,β)混合物且质量为62.4mg，产率为55％。βanomer 1
H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.16(s,1H本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类非天然碱基三磷酸，其特征在于该非天然碱基三磷酸的结构式为：2.一种权利要求1所述的非天然碱基三磷酸的合成方法，其特征在于具体步骤为：dTAT1的合成：以噻唑
‑4‑
甲醛、丙二酸为原料合成化合物a；以化合物a、叠氮磷酸二苯酯、三乙胺为原料合成化合物b；化合物b以二苯醚为溶剂合成化合物c；以化合物c、N,O
‑
双三甲硅基乙酰胺、氯代糖、四氯化锡为原料合成化合物d；以化合物d、劳森试剂为原料合成化合物e；以化合物e、甲醇钠为原料合成化合物f；以化合物f、三氯氧磷、焦磷酸盐为原料合成目标产物dTAT1，具体的合成路线为：dTPT4的合成：以2
‑
噻吩甲醛、丙二酸为原料合成化合物
①
；以化合物
①
、叠氮磷酸二苯酯和三乙胺为原料合成化合物
②
；化合物
②
以二苯醚为溶剂合成化合物
③
；以化合物
③
、N,O
‑
双三甲硅基乙酰胺、氯代糖、四氯化锡为原料合成化合物

【专利技术属性】
技术研发人员：李凌君，王璐莹，王红磊，朱安莲，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：