[发明专利]具有α-磷酸模拟物的核苷酸

说明书

本发明涉及核苷酸化学领域的新物质及它们的生产方法。这些 物质是所谓的磷酸模拟物(phosphate mimetics)，其中氧原子被对应的 模拟物所取代。

本发明具体涉及一类新的具有修饰型α-磷酸的核苷酸、特别是 核苷酸三磷酸以及它们的生产方法。

背景技术

磷酸残基被修饰的核苷酸的各种生产方法在过去已有记载。从 Burgess，K.和Cook，D.，Chem.Rev.100(2000)2047-2059中可找到合 成核苷三磷酸(NTP)的现行使用技术综述，并且从Koukhareva、 Vaghefi和Lebedev，Nucleoside Triphosphates and their Analogs(核苷 三磷酸及其类似物)(2005)第2章，“Synthesis and properties of NTP analogs with modified Triphosphate side chains(具有修饰型三磷酸侧链 的NTP类似物的合成与性质)”，M.Vaghefi编辑，CRC Press，Taylor& Francis，Boca Raton中可找到特别关于具有修饰型三磷酸侧链的NTP 的综述。核苷三磷酸极为重要，特别是因为在焦磷酸被切除后，由 DNA或RNA聚合酶将它们作为单磷酸底物掺入长链核酸中。目 前，通常首先制备核苷单磷酸，然后例如由激酶将其酶促转化为核 苷三磷酸。

修饰型核苷三磷酸有利于进行各种应用，诸如用于制备适体 (WO 03/50290)或反义分子(US 5,587,361)，它们也用于测序(WO 02/46468)和PCR(WO 03/27258)。α-硫代-dATP用作焦磷酸 (pyrosequencing)测序反应的底物的应用已变得特别重要(WO 05/54431)。

长期以来业已知晓α-磷酸被修饰的核苷三磷酸，诸如α-硫代-三 磷酸或α-氨基NTP(Simoncsits，A.，Tomasz，J.，A new type of nucleoside 5’-triphosphate analog：P1-(nucleoside  5’-)P1- aminotriphosphates(一种新型核苷5’-三磷酸类似物：P1-(核苷5’-) P1-氨基三磷酸).Tetrahedron Letters 17(44)(1976)3995-8)。α-甲基膦 酸(JP 01224392)和α-硼烷磷酸(α-borano phosphate)(Tomasz，J.等，5’- P-borane-substituted thymidine phosphate and triphosphate(5’-P-硼烷-取 代的胸苷磷酸和三磷酸)，Angewandte Chemie 104(10)(1992)1404-6； Tomasz，J.等，Angew.Chemie 31(10)(1992)1373-5)的制备方法也已经 有记载。WO 03/008432中记载了在胺存在下通过用氧化剂处理核苷 酸基-环三亚磷酸来分离N-烷基取代的衍生物。

根据现有技术亦可知借助于叠氮化物来制备修饰型核苷酸酯。 Baschang和Kvita，Angewandte Chemie 85(1)(1973)43-44中记载了 使核苷酸磷酸三酯与叠氮化物(诸如甲基-磺酰叠氮)反应来制备三烷 基(芳基)-亚氨基磷酸酯。然而，它们不稳定，会分解。

Nielsen，J.和Caruthers，M.H.，J.Am.Chem.Soc.110(1988)6275- 6276中记载了在烷基叠氮存在下使所提供的脱氧核苷亚磷酸与2-氰 基-1，1-二甲基乙基保护基反应。另外，作者建议此原理适用于制备具 有修饰型核苷间磷酸(inter-nucleoside phosphate)的寡核苷酸，但并未 阐明借助所公开方法制得的哪种类型的修饰可具有特殊优点。特别 是，作者建议在寡核苷酸合成过程中将烷基残基引入寡核苷酸中。 核苷三磷酸不是该出版物的主题。

因此，所有这些出版物记载了含有亚磷酰胺而非磷酸残基的分 子的制备。然而，含有亚磷酰胺的分子容易水解，这是因为氨基在 酸性介质中发生质子化，然后被水所取代。因此先前所记载方法对 于生产出稳定的α-磷酸修饰型核苷酸而言，适用性非常有限。

因此，构成本发明基础的技术目的在于：提供改进的α-磷酸被 修饰的核苷酸，即所谓的α-磷酸模拟物，以及提供它们的简单生产 方法。