一种寡聚核酸-α-羟基膦酸类化合物及其合成方法技术

本发明专利技术提供了式I所示寡聚核酸

【技术实现步骤摘要】
一种寡聚核酸
‑
α
‑
羟基膦酸类化合物及其合成方法


[0001]本专利技术属于基因编码化合物库构建领域，具体涉及一种寡聚核酸
‑
α
‑
羟基膦酸类化合物及其合成方法。

技术介绍

[0002]目前，在医药研究中先导化合物的探索不断进入一个未知的领域。因此,找到合适的化学物质与现有的化合物进行结合并进行筛选越来越困难。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(A.A.Shelat,R.K.Guy,Nat.Chem.Biol.2007,3,442.)。Brenner和Lerner于1992年提出的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，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。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(S.Brenner；R.A.Lerner.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,1992,89,5381
‑
5383.)，采用极少量的DNA编码化合物库与靶标蛋白进行生物筛选，然后将有吸附的化合物洗脱下来。通过PCR技术进行复制扩增并对扩增DNA序列进行测序、解码，找到对应的具体化合物。该技术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筛选，成为越来越受欢迎的先导化合物的发现方法。
[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转化率，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(R.J.Fair,R.T.Walsh,C.D.Hupp.Bioorg.Med.Chem.Lett.,2021,51,128
‑
339.)。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。该技术目前已成为药物发现的新支柱，同时关于DNA合成新反应的报道也越来越多，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(R.M.Franzini,C.Randolph.JMed.Chem.,2016,59,6629
‑
6644；P.Dickson,T.Kodadek.Org.Biomol.Chem.,2019,17,4676
‑
4688；K.S.Chines,A.Brunschweiger.Tetrahedron Lett.2020,61,151889；P.R.Fitzgerald,B.M.Paegel.Chem.Rev.2021,121,7155
‑
7177；Y.Shi,Y.R.Wu,W.N.Zhang,et al.RSC Adv.,2021,11,2359
‑
2376.)。
[0004]膦酸是磷酸的类似物，大量存在于人体内。它们是一类对人体无害的内源性物质，是一个优良的小分子载体，能够帮助药物提高水溶性并向细胞内转运。在原药的基础上引入膦酸酯基，不仅提高了药物的选择性，减少其副作用，而且还改善了溶解性，提供了多种给药途径，使得药物的生物利用度大幅度升高。目前上市的膦酸酯前药主要有抗病毒药阿
德福韦酯(adefovir dipivoxil)、富马酸泰诺福韦酯(tenofovir disoproxil fumarate)等。
[0005][0006]比如，罗氏研发的雌二醇氮芥，对前列腺癌的选择性较差，引入膦酸酯基后的磷雌氮芥，对前列腺癌的选择性显著提高、毒副作用降低。克林霉素注射时一般会引起剧烈的疼痛，且口服给药味道较苦、容易引发胃肠道反应，然而将克林霉素制成克林霉素磷酸酯后，水溶性得以提高，因此可通过静脉注射给药。在血液中碱性磷酸酯酶作用下很快水解为克林霉素，避免了口服用药引起的味道不适和胃肠道反应。在苯妥英的基础上引入膦酸酯基，得到的磷苯妥英钠，增加了原药的水溶性(140mg
·
mL
‑1)，将其制成50mg
·
mL
‑1的水溶液即可进行静脉注射或肌内注射等途径给药，极大的克服了苯妥英临床应用带来的不良反应并消除了苯妥英的药物
‑
药物相互作用。
[0007]目前已知的在DNA上形成膦酸类化合物的方法主要是Dillon课题组研发的利用4,4
‑
二
‑
叔丁基联吡啶做催化剂，次磷氯化物与芳基碘化物进行偶联得到膦酸先导化合物(Flood,Dillon T,et al."RASS
‑
Enabled S/P
‑
C and S
‑
NBond Formation for DEL Synthesis."Angewandte Chemie,2020,132,19.)。但是，该合成方法仅仅能够以低转化率(<33％)得到苯基膦酸类化合物；而且不能合成
‑
α
‑
羟基膦酸类化合物。其次，报道的反应条件要控制在严格无水的条件下进行。实验表明，即使1％水也会容易引起反应淬灭，反应收率低。事实上，正是因为DNA化学与普通化学反应存在差别，许多普通的小分子化学反应条件苛刻，容易引起DNA变性、破坏DNA化学结构，使得它们不能应用于基因编码化合物库构建。
[0008]因此，开发一种对DNA损伤小、转化率高的合成寡聚核酸
‑
Α
‑
羟基膦酸类化合物合成方法，对于丰富DELT，进一步筛选开发具有膦酸酯基的活性药物具有非常重要的意义。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种寡聚核酸
‑
α
‑
羟基膦酸类化合物的合成方法。
[0010]本专利技术提供了一种寡聚核酸
‑
α
‑
羟基膦酸类化合物，它具有式I所示结构：
[0011][0012]其中，L1、L2为连接单元；
[0013]R1、R2分别独立选自C
1～12
烷基、苯基或苄基。
[0014]进一步地，上述L1为：
[0015]和/或，所述L2为取代或未取代的：C
1～6
亚烷基、3～8元环烃基、5～6元芳基或杂芳基、5～6元并5～6元稠环芳基或稠杂芳基、C
2～6
亚烯基或C
2～6
亚炔基；
[0016]其中，所述取代本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种寡聚核酸
‑
α
‑
羟基膦酸类化合物，其特征在于，它具有式I所示结构：其中，L1、L2为连接单元；R1、R2分别独立选自C
1～12
烷基、苯基或苄基。2.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述L1为：为：和/或，所述L2为取代或未取代的：C
1～6
亚烷基、3～8元环烃基、5～6元芳基或杂芳基、5～6元并5～6元稠环芳基或稠杂芳基、C
2～6
亚烯基或C
2～6
亚炔基；其中，所述取代的取代基是卤素、羟基、C
1～5
烷基或卤代烷基或C
1～5
烷氧基。3.如权利要求2所述的化合物，其特征在于，L2为取代或未取代的：C
1～2
亚烷基、3元环烃、5～6元芳基或杂芳基，或5元并6元稠杂芳基；其中，所述取代的取代基是氟、溴、羟基、甲基、三氟甲基或甲氧基；优选地，L2为取代或未取代的：亚乙基、环丙烷基、苯基、吡啶基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、吡唑基、吲哚基或吲唑基。4.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，R1、R2分别独立选自C
1～5
烷基或苄基，优选的，R1、R2分别独立选自甲基、乙基或苄基。5.如权利要求1～4任一项所述的化合物，其特征在于，它是下列化合物之一：
6.一种寡聚核酸
‑
α
‑
羟基膦酸类化合物的合成方法，其特征在于，它是以式III所示的寡聚核酸
‑
醛类化合物和式II所示的亚磷酸类化合物为原料，在碱的作用下于溶剂中反应，得到式I所示的寡聚核酸
‑
α
‑
羟基膦酸类化合物；反应式如下：其中，L1、L2为连接单元；R1、R2分别独立选自C
1～12
烷基、苯基或苄基。7.如权利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述式III所示的寡聚核酸
‑
醛类化合物、式II所示的亚磷酸类化合物和碱的摩尔比例为：1:(1～500):(1～500)，优选为1:(50～250):(100～300)；和/或所述反应的温度为0～90℃；优选为4～50℃；和/或所述反应的时间为1～24小时；优选为2～10小时；和/或所述碱为碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸锂、氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铯、硼酸钠、硼酸钾、磷酸二氢钾、磷酸二氢钾、醋酸钠、氟化钠、氟化钾、氟化铯、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、碱性...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙兆美，胡允金，王姜莹，陈思月，陈雅慧，黎林林，赵雪，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：