[发明专利]磷原子修饰的核酸的合成方法

摘要

本文所述为包含手性X‑膦酸酯部分的磷原子修饰的核酸的合成方法。本文所述的方法提供经由含有化学稳定的H‑膦酸酯部分的非手性分子与核苷/核苷酸的不对称反应生成的高非对映体纯度的骨架修饰的核酸。

主权项

一种用于合成包含手性X‑膦酸酯部分的核酸的方法，包括将包含非手性的H‑膦酸酯部分的分子、手性试剂与包含5′‑OH部分的核苷反应以形成缩合的中间体，其中：所述包含手性X‑膦酸酯部分的核酸具有式1结构：其中：R1为‑OH、‑SH、NRdRd、‑N3、卤素、氢、烷基、烯基、炔基、烷基‑Y1‑、烯基‑Y1‑、炔基‑Y1‑、芳基‑Y1‑、杂芳基‑Y1‑、‑P(O)(Re)2、‑HP(O)(Re)、‑ORa或‑SRc；Y1为O、NRd、S或Se；Ra为封闭部分；Rc为封闭基团；各个Rd独立地为氢、烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、取代的甲硅烷基、氨基甲酸酯、‑P(O)(Re)2或‑HP(O)(Re)，其中各个取代的甲硅烷基和甲硅烷基部分独立地为叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基或三甲基甲硅烷基；各个Re独立地为氢、烷基、芳基、烯基、炔基、烷基‑Y2‑、烯基‑Y2‑、炔基‑Y2‑、芳基‑Y2‑或杂芳基‑Y2‑,或为Na+1、Li+1或K+1的阳离子；Y2为O、S或NRd，其中Rd为氢、烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、取代的甲硅烷基，其中各个取代的甲硅烷基和甲硅烷基部分独立地为叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基或三甲基甲硅烷基，或氨基甲酸酯；各个R2独立地为氢、‑OH、‑SH、‑NRdRd、‑N3、卤素、烷基、烯基、炔基、烷基‑Y1‑、烯基‑Y1‑、炔基‑Y1‑、芳基‑Y1‑、杂芳基‑Y1‑、‑ORb或‑SRc,其中Rb为封闭部分；各个Ba独立地为封闭或未封闭的腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶或修饰的核碱基；各个X独立地为烷基、烷氧基、芳基、烷硫基、酰基、‑NRfRf、烯氧基、炔氧基、烯硫基、炔硫基、‑S‑Z+,‑Se‑Z+或‑BH3‑Z+；其中各个Rf独立地为氢、烷基、烯基、炔基或芳基；Z+为铵离子、烷基铵离子、杂芳香族亚胺离子或杂环亚胺离子，其中任何一个可为伯、仲、叔或季，或者Z+为单价金属离子；R3为氢、封闭基团、与固体载体连接的连接部分或与核酸连接的连接部分；n为1至200的整数；所述包含非手性H‑膦酸酯部分的分子为式2的化合物：其中：R1为‑NRdRd、‑N3、卤素、氢、烷基、烯基、炔基、烷基‑Y1‑、烯基‑Y1‑、炔基‑Y1‑、芳基‑Y1‑、杂芳基‑Y1‑、‑P(O)(Re)2、‑HP(O)(Re)、‑ORa或‑SRc；Y1为O、NRd、S或Se；Ra为封闭部分；Rc为封闭基团；各个Rd独立地为氢、烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、取代的甲硅烷基、氨基甲酸酯、‑P(O)(Re)2或‑HP(O)(Re)，其中各个取代的甲硅烷基和甲硅烷基部分独立地为叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基或三甲基甲硅烷基；各个Re独立地为氢、烷基、芳基、烯基、炔基、烷基‑Y2‑、烯基‑Y2‑、炔基‑Y2‑、芳基‑Y2‑或杂芳基‑Y2‑；Y2为O、S或NRd，其中Rd为氢、烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、取代的甲硅烷基，其中各个取代的甲硅烷基和甲硅烷基部分独立地为叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基或三甲基甲硅烷基，或氨基甲酸酯；R2为氢、‑NRdRd、‑N3、卤素、烷基、烯基、炔基、烷基‑Y1‑、烯基‑Y1‑、炔基‑Y1‑、芳基‑Y1‑、杂芳基‑Y1‑、‑ORb或‑SRc,其中Rb为封闭部分；并且Ba为封闭或未封闭的腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶或修饰的核碱基；Z+为铵离子、烷基铵离子、杂芳香族亚胺离子或杂环亚胺离子，其中任何一个可为伯、仲、叔或季，或单价金属离子；所述手性试剂为式3的化合物：其中：W1为NG5；W2为O；G1和G2独立地为氢、烷基或芳基；G1和G2中的至少一个不是氢；G3和G4中的一个是氢，且G3和G4中的另一个与G5一起形成饱和的、部分不饱和的或不饱和的最多20个环原子的含有杂原子的环，其为单环或多环，稠合或非稠合的；其中G3和G5或G4和G5一起形成饱和的5个环原子的含有杂原子的环；所述包含5′‑OH部分的核苷具有式4结构：其中：各个R2独立地为氢、‑NRdRd、‑N3、卤素、烷基、烯基、炔基、烷基‑Y1‑、烯基‑Y1‑、炔基‑Y1‑、芳基‑Y1‑、杂芳基‑Y1‑、‑ORb或‑SRc,其中Rb为封闭部分；Y1为O、NRd、S或Se；Rc为封闭基团；各个Rd独立地为氢、烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、取代的甲硅烷基、氨基甲酸酯、‑P(O)(Re)2或‑HP(O)(Re)，其中各个取代的甲硅烷基和甲硅烷基部分独立地为叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基或三甲基甲硅烷基；各个Re独立地为氢、烷基、芳基、烯基、炔基、烷基‑Y2‑、烯基‑Y2‑、炔基‑Y2‑、芳基‑Y2‑或杂芳基‑Y2‑；Y2为O、S或NRd，其中Rd为氢、烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、取代的甲硅烷基，其中各个取代的甲硅烷基和甲硅烷基部分独立地为叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基或三甲基甲硅烷基，或氨基甲酸酯；各个Ba独立地为封闭或未封闭的腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶或修饰的核碱基；m为0至n‑1的整数；n为1至200的整数；OA连接至三苯甲基部分、甲硅烷基部分、乙酰基部分、酰基部分、芳基酰基部分、与固体载体连接的连接部分或与核酸连接的连接部分；J为O并且D为H，或者J为S、Se或BH3并且D为手性配体或式A的部分；所述缩合的中间体包含式A基团；式A为：W1为NG5；W2为O；A为氢、酰基、芳基、烷基、芳烷基或甲硅烷基部分；G1和G2独立地为氢、烷基或芳基；G1和G2中的至少一个不是氢；G3和G4中的一个是氢，且G3和G4中的另一个与G5一起形成饱和的、部分不饱和的或不饱和的最多20个环原子的含有杂原子的环，其为单环或多环，稠合或非稠合的；其中G3和G5或G4和G5一起形成饱和的5个环原子的含有杂原子的环；修饰所述缩合的中间体以产生式5化合物：其中R1为‑NRdRd、‑N3、卤素、氢、烷基、烯基、炔基、烷基‑Y1‑、烯基‑Y1‑、炔基‑Y1‑、芳基‑Y1‑、杂芳基‑Y1‑、‑P(O)(Re)2、‑HP(O)(Re)、‑ORa或‑SRc；Y1为O、NRd、S或Se；Ra为封闭部分；Rc为封闭基团；各个Rd独立地为氢、烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、取代的甲硅烷基、氨基甲酸酯、‑P(O)(Re)2或‑HP(O)(Re)；各个Re独立地为烷基、芳基、烯基、炔基、烷基‑Y2‑、烯基‑Y2‑、炔基‑Y2‑、芳基‑Y2‑或杂芳基‑Y2‑；Y2为O、S或NRd，其中Rd为氢、烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、取代的甲硅烷基，其中各个取代的甲硅烷基和甲硅烷基部分独立地为叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基或三甲基甲硅烷基，或氨基甲酸酯；各个R2独立地为氢、‑NRdRd、N3、卤素、烷基、烯基、炔基、烷基‑Y1‑、烯基‑Y1‑、炔基‑Y1‑、芳基‑Y1‑、杂芳基‑Y1‑、‑ORb或‑SRc，其中Rb为封闭部分；各个Ba独立地为封闭或未封闭的腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶，或修饰的核碱基；各个J为O、S、Se或BH3；v为2至200的整数；OA连接至与固体载体连接的连接部分或与核酸连接的连接部分；W1为NG5；W2为O；A为氢、酰基、芳基、烷基、芳烷基或甲硅烷基部分；G1和G2独立地为氢、烷基或芳基；G1和G2中的至少一个不是氢；G3和G4中的一个是氢，且G3和G4中的另一个与G5一起形成饱和的、部分不饱和的或不饱和的最多20个环原子的含有杂原子的环，其为单环或多环，稠合或非稠合的；其中G3和G5或G4和G5一起形成饱和的5个环原子的含有杂原子的环；其中各个取代的甲硅烷基和甲硅烷基部分独立地为叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基或三甲基甲硅烷基；并且将式5化合物转化为含有手性X‑膦酸酯部分的核酸；其中所述将包含非手性H‑膦酸酯部分的分子、手性试剂与包含5′‑OH部分的核苷反应以形成缩合的中间体的步骤在不将形成的手性中间体与包含非手性H‑膦酸酯部分的分子和手性试剂分离的情况下发生。