一种醛基氧化合成寡聚核酸-芳香羧酸的方法技术

本发明专利技术提供了一种醛基氧化合成寡聚核酸

【技术实现步骤摘要】
一种醛基氧化合成寡聚核酸
‑
芳香羧酸的方法


[0001]本专利技术属于基因编码化合物库构建领域，具体涉及一种醛基氧化合成寡聚核酸
‑
芳香羧酸的方法。

技术介绍

[0002]在药物研发中，针对生物靶标的高通量筛选可以帮助我们快速获得先导化合物，但基于单个分子的传统高通量筛选存在化合物库数量有限、时间较长、成本高等缺点。这就限制了先导化合物发现的时效性。而Brenner和Lerner于1992年创造性地提出可以使用基因编码化合物库技术(DELT)来进行生物活性筛选的方法，它结合了分子生物学技术，在分子水平上给每个化合物加上一个DNA标签，从而可以通过组合化学的合成方法可在较短的时间内产生多达亿级的化合物库，并且直接将这种DNA逐个标记的化合物混合物直接进行生物活性筛选。DELT不仅突破了传统高通量生物筛选的高成本与化合物化学空间上的瓶颈，实现了筛选的化合物化学结构空间及数量上的飞跃，而且使用了全新的类似于表型筛选(phenotypic screening)的模式可以同时在多种生物筛选条件下简洁、高效地进行先导化合物的发现。
[0003]为了能够成功地筛选到与生物标靶蛋白有亲和力的小分子化合物，构建化学结构上的多样性是DELT能够成功筛选的重要保障，但由于DNA化学结构的特殊性，它只能在一定的条件下(温度、pH、离子浓度、溶剂等)才能稳定，同时运用于基因编码化合物库构建的化学反应还需要较高的产率，因此能够在基因编码化合物库上运用的化学反应的种类十分有限。因此，能够在基因编码化合物库上能够成功应用的化学反应的种类越多，条件越丰富，在进行基因编码化合物库的设计和合成时选择才越多，得到的化合物库的多样性也会越丰富。因此开发出更多能适用于基因编码化合物库的合成方法也是DELT领域的重要工作之一。
[0004]目前，传统的羧基修饰DNA的制备方法是采用羧酸
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羧酸酯类小分子化合物与氨基修饰的DNA缩合反应连接，然后将羧酸酯水解得到羧酸修饰的DNA。但这种单一的合成方法获得的羧酸修饰DNA的结构有限，进而导致得到的基因编码化合物结构多样性受限。因此，亟需探索新的DNA修饰方法。链接有寡聚核酸的醛基化合物可以直接用于许多基因编码库的合成：通过还原胺化反应合成二级胺类或三级胺类化合物；通过Wittig/Horner
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Wadsworth
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Emmons反应合成烯烃类化合物；通过与Ohira
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Bestmann试剂转化为炔烃类化合物；还是合成许多杂环类化合物恶唑，苯并咪唑和色氨酸的合成试剂，而通过将连接有寡聚核酸的醛基化合物上的醛基氧化成羧基的方式得到羧基修饰DNA，可进一步扩充DELT的化合物结构库，具有非常重要的意义。目前已知的在DNA上将醛氧化成羧酸的方法主要是Kodadek课题组于2020年报道的Pinnick氧化法，该方法官能团兼容性较好且对DNA的损伤较小(Nicholas G.Paciaroni,John M.Ndungu and Thomas Kodadek,Solid
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phase synthesis of DNA
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encoded libraries via an“aldehyde explosion”strategy,Chem.Commun.,2020,56,4656
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4659.)。但该方法需要先将醛基化合物和DNA固定到特定树
脂上，待反应完成后还需将它们从树脂上脱除下来，实验步骤多，操作比较繁琐，且这种固定在树脂上的基因编码库应用有限。因此更高效、经济的氧化方法有待于被开发。
[0005]尽管醛氧化成羧酸是传统化学中应用非常广泛的一类氧化反应，但由于DNA自身结构的特殊性，传统有机化学中的氧化方法都无法保证DNA结构和生物学功能的完整性；尤其是传统的小分子化学中醛基氧化往往涉及氢氧化钠等强碱或高锰酸钾等强氧化剂的使用，对DNA结构会造成破坏，无法得到结构完整的寡聚核酸
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芳香羧酸产物。因此开发出一种有效的能在DNA上将醛氧化成羧酸，且保证DNA不被损坏的方法具有非常重要的研究价值。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种在不损坏DNA的基础上，将DNA上的芳香醛基氧化为芳香羧基的方法。
[0007]本专利技术提供了一种醛基氧化合成寡聚核酸
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芳香羧酸的方法，所述方法是以式II所示寡聚核酸
‑
芳香醛基化合物为原料，在氧化剂、碱的存在下于溶剂中反应，得到式I所示寡聚核酸
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芳香羧酸化合物；反应式如下：
[0008][0009]其中，L是连接单元；
[0010]Ar为取代或未取代的芳环或杂芳环；所述取代的取代基为分子量不超过1000的取代基，所述取代基的个数为1～4个。
[0011]进一步地，式I化合物、氧化剂、碱的摩尔当量比为：1:(0.1～200):(1～1000)；优选为1:(0.1～100):(10～500)；
[0012]所述反应的温度为0～90℃，反应时间为1～48小时；优选反应温度为0～80℃，反应时间5～20小时；
[0013]所述溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇、环己醇、2
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氟乙醇、2,2
‑
二氟乙醇、2,2,2
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三氟乙醇、六氟异丙醇、苯甲醇、乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙三醇、乙醚、环氧丙烷、异丙醚、四氢呋喃、2
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甲基四氢呋喃、四氢吡喃、1,4
‑
二氧六环、苯甲醚、二甲硫醚、二乙基硫醚、乙二醇二甲醚，乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、N
‑
甲基吡咯烷酮、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、乙腈、丙酮、环己酮、二氯甲烷、氯仿、氯苯、1,2
‑
二氯乙烷、乙酸乙酯、正己烷、环己烷、吡啶、2
‑
甲基吡啶、3
‑
甲基吡啶、4
‑
甲基吡啶、4
‑
甲氧基吡啶、甲苯、二甲苯、无机盐缓冲液、有机碱缓冲液中的任意一种或几种的混合；优选为四氢呋喃和水的混合；
[0014]所述碱为碳酸钾、碳酸铯、磷酸钾、三乙胺、正丁胺、异丁胺、4
‑
二甲氨基吡啶、吡啶、N,N
‑
二异丙基乙胺、1,8
‑
二氮杂二环[5.4.0]十一碳
‑7‑
烯、N,N,N',N'
‑
四甲基乙二胺、1,1,3,3
‑
四甲基胍、N,N
‑
二环己基甲胺、二环己胺、四氢吡咯、无机盐缓冲液(碳酸盐、磷酸盐、硼酸盐)、有机碱缓冲液(三乙基乙酸铵、三羟甲基氨基甲烷)中的任意一种或任意几种的混合；优选为碳酸钾、碳酸铯、磷酸钾中的一种；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种醛基氧化合成寡聚核酸
‑
芳香羧酸的方法，其特征在于，所述方法是以式II所示寡聚核酸
‑
芳香醛基化合物为原料，在氧化剂、碱的存在下于溶剂中反应，得到式I所示寡聚核酸
‑
芳香羧酸化合物；反应式如下：其中，L是连接单元；Ar为取代或未取代的芳环或杂芳环；所述取代的取代基为分子量不超过1000的取代基，所述取代基的个数为1～4个。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，式II化合物、氧化剂、碱的摩尔当量比为：1:(0.1～200):(1～1000)；优选为1:(0.1～100):(10～500)；所述反应的温度为0～90℃，反应时间为1～48小时；优选为反应温度0～80℃，反应时间5～20小时；所述溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇、环己醇、2
‑
氟乙醇、2,2
‑
二氟乙醇、2,2,2
‑
三氟乙醇、六氟异丙醇、苯甲醇、乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙三醇、乙醚、环氧丙烷、异丙醚、四氢呋喃、2
‑
甲基四氢呋喃、四氢吡喃、1,4
‑
二氧六环、苯甲醚、二甲硫醚、二乙基硫醚、乙二醇二甲醚，乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、N
‑
甲基吡咯烷酮、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、乙腈、丙酮、环己酮、二氯甲烷、氯仿、氯苯、1,2
‑
二氯乙烷、乙酸乙酯、正己烷、环己烷、吡啶、2
‑
甲基吡啶、3
‑
甲基吡啶、4
‑
甲基吡啶、4
‑
甲氧基吡啶、甲苯、二甲苯、无机盐缓冲液、有机碱缓冲液中的任意一种或几种的混合；优选为四氢呋喃和水的混合；所述碱为碳酸钾、碳酸铯、磷酸钾、三乙胺、正丁胺、异丁胺、4
‑
二甲氨基吡啶、吡啶、N,N
‑
二异丙基乙胺、1,8
‑
二氮杂二环[5.4.0]十一碳
‑7‑
烯、N,N,N',N'
‑
四甲基乙二胺、1,1,3,3
‑
四甲基胍、N,N
‑
二环己基甲胺、二环己胺、四氢吡咯、无机盐缓冲液(碳酸盐、磷酸盐、硼酸盐)、有机碱缓冲液(三乙基乙酸铵、三羟甲基氨基甲烷)中的任意一种或任意几种的混合；优选为碳酸钾、碳酸铯、磷酸钾中的一种；所述氧化剂为1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐、1,3
‑
双(2,4,6
‑
三甲基苯基)氯化咪唑、3
‑
苄基
‑5‑
(2
‑
羟乙基)
‑4‑
甲基氯化噻唑、3,4
‑
二甲基
‑5‑
(2
‑
羟乙基)碘代噻唑、3
‑
苄基溴化噻唑鎓的任意一种；优选为1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐或3
‑
苄基
‑5‑
(2
‑
羟乙基)
‑4‑
甲基氯化噻唑。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，式II化合物、氧化剂、碱的摩尔当量比为：1:100:400；所述反应温度为80℃，反应时间为20小时；所述溶剂为四氢呋喃和水的混合且水的体积分数不低于75％；所述碱为碳酸钾；所述氧化剂为1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐。4.如权利要求1～3任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡允金，汪秀明，罗阿云，杨珂新，
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：