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WO2006095740A1 - 置換カルバモイル基を保護基とした核酸の合成方法 - Google Patents

置換カルバモイル基を保護基とした核酸の合成方法 Download PDF

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WO2006095740A1
WO2006095740A1 PCT/JP2006/304400 JP2006304400W WO2006095740A1 WO 2006095740 A1 WO2006095740 A1 WO 2006095740A1 JP 2006304400 W JP2006304400 W JP 2006304400W WO 2006095740 A1 WO2006095740 A1 WO 2006095740A1
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WO
WIPO (PCT)
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group
general formula
nucleic acid
compound represented
trophenyl
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2006/304400
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mitsuo Sekine
Kenichi Miyata
Ryuji Tamamushi
Kohji Seio
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Institute of Technology NUC
Original Assignee
Tokyo Institute of Technology NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Institute of Technology NUC filed Critical Tokyo Institute of Technology NUC
Publication of WO2006095740A1 publication Critical patent/WO2006095740A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H19/00Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof
    • C07H19/02Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof sharing nitrogen
    • C07H19/04Heterocyclic radicals containing only nitrogen atoms as ring hetero atom
    • C07H19/06Pyrimidine radicals
    • C07H19/073Pyrimidine radicals with 2-deoxyribosyl as the saccharide radical
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H19/00Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof
    • C07H19/02Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof sharing nitrogen
    • C07H19/04Heterocyclic radicals containing only nitrogen atoms as ring hetero atom
    • C07H19/16Purine radicals
    • C07H19/173Purine radicals with 2-deoxyribosyl as the saccharide radical
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/55Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups

Definitions

  • the present invention relates to a method for synthesizing a nucleic acid using a substitutional power ruberamoyl group as a protecting group, and a method for deprotecting the protecting group.
  • the amino group of the nucleobase portion requires a protecting group when chemically modifying other nucleic acid sites such as a highly reactive sugar moiety or when synthesizing DNA or RNA oligomers.
  • protecting groups include the trityl skeleton, the acyl skeleton, the force rubamate skeleton, the amidine skeleton (Strength Protocols in Nucleic Acid Chemistry, Chapter 2, Unit 2.1 John Wiley and Sons). And a protecting group.
  • both protecting groups require acidic or basic conditions for deprotection, and the development of new protecting groups that can be deprotected under neutral conditions is required.
  • Nucleobase amino protecting groups for the synthesis of DNA and RNA oligomers are commonly used having an acyl skeleton and an amidine skeleton. All protecting groups must be deprotected using ammonia or methylamine, and oligomers containing molecules that are unstable under basic conditions cannot be synthesized.
  • a method using a carboxy group that can be deprotected under neutral conditions as a protecting group for the nucleobase amino group (The Journal of Organic Chemistry 51 ⁇ P2400—2402 1986) Although it has been developed, there is a problem because it is necessary to use a transition metal for deprotection.
  • the base-part unprotected phosphoramidite method using no protecting group in the base part Journal of the American Chemi- nox Society 12684 P10884-10896 2004 has been developed by the present inventors.
  • Non-Patent Document 1 Tetrahedron Letters 45 ⁇ P9365— 9368 2004
  • the present invention has been made under the above technical background, and an object of the present invention is to provide a novel means for protecting an amino group of a nucleobase.
  • Non-patent Document 1 N allylcarbamoyl deoxycytidine
  • the present invention provides the following (1) to (7).
  • X represents a moiety other than the amino group of a nucleoside or a similar compound containing a nucleobase having an amino group.
  • Y in the general formulas (II) and (III) may have a substituent! /, May have an aryl group or a substituent, or may have an aryl group.
  • X represents a moiety other than the amino group of a nucleoside containing a nucleobase having an amino group or an analogous compound, and Y represents an electron-withdrawing group.
  • a method for deprotecting an amino group in a nucleobase which comprises converting to a compound represented by the formula:
  • Y in the general formula (III) may have a substituent! /, May have an aryl group or a substituent, and may have an aryl group.
  • Y force in general formula (III) is characterized by being 4-trophenyl group, 3-trophenyl group, 2-trophenyl group, or phenylsulfol group ( 4) A method for deprotecting an amino group in the nucleobase.
  • X represents a moiety other than an amino group of a nucleoside containing a nucleobase having an amino group or an analogous compound
  • Y represents a 4-trophenyl group, a 3-trophenyl group, or a 2-trophenyl group. Or a phenylsulfol group.
  • the present invention provides a novel method for synthesizing a nucleic acid using a substitutional ruberamoyl group as a protecting group for an amino group of a nucleobase.
  • the substitution force rubamoyl group can be removed by heating or the like under neutral conditions, and can be easily introduced by an isocyanate derivative, and has very excellent properties as a protecting group. Yes.
  • the nucleic acid synthesis method of the present invention is characterized by including at least the following protecting group introduction step and deprotection step.
  • the protective group introduction step is represented by the general formula (I)
  • X in the general formulas (I) and (III) represents a nucleoside containing a nucleobase having an amino group, or a moiety other than the amino group of an analogous compound.
  • nucleoside containing a nucleobase having an amino group refers to all substances in which ribose 1-yl or 2-deoxyribose 1-yl group and any heteroaromatic ring having an amino group are bonded. Examples thereof include, but are not limited to, 2′-deoxyadenosine, 2′-deoxyguanosine, 2 ′ deoxycytidine, adenosine, guanosine, cytidine, and the like.
  • Similar nucleoside compound refers to a naturally-occurring or artificially synthesized compound containing a nucleobase in its molecule as in the case of a nucleoside. At least a nucleoside derivative, a nucleoside phosphoramidite Monomers of compounds, oligo DNAs, oligo RNAs, PNAs, and PNAs are included in “analogues of nucleosides”.
  • Nucleoside derivative refers to a compound in which a part of a nucleoside molecule is replaced with another atom or group, for example, a part of a hydroxyl group present at a sugar site in a nucleoside.
  • all compounds protected by appropriate protecting groups include compounds in which the hydrogen atom at the 2-position of deoxyribose is substituted with a functional group other than a hydroxyl group.
  • Nucleoside phosphoramidite complex refers to a compound in which the hydroxyl group at the 5-position of ribose or deoxyribose is protected with an appropriate protecting group and the compound at the 3-position is a free hydroxyl group. Is a compound having a group represented by the formula (IV) bonded thereto.
  • R 3 wherein R 2 is the same or different alkyl group, or R 1 and R 2 may be bonded to each other to contain a hetero atom!
  • R 3 represents a phosphate group, and R 3 represents a phosphate group Represents a protecting group.
  • R 2 include an isopropyl group, and examples of R 3 include a 2-cyanoethyl group, but are not limited thereto.
  • Oligo DNA and oligo RNA include those that have undergone chemical modification.
  • Y in the general formulas (II) and (III) represents an electron-withdrawing group.
  • the electron-withdrawing group may include a substituent, may be an aryl group, may have a substituent! /, May have a arylsulfonyl group, and the like, more specifically.
  • Examples thereof include 4--trophenyl group, 3--trophenyl group, 2--phenol group, and phenylsulfol group.
  • a 2-trophenyl group and a phenolsulfol group can be mentioned as particularly suitable groups.
  • the compound represented by the general formula (III) is novel. It is a compound.
  • the reaction of the compound represented by the general formula (I) with the isocyanate derivative represented by the general formula (II) is carried out by a known method (for example, Tetrahedron Letters 45 ⁇ P9365-9368 2004). Described method).
  • the compound represented by the general formula (I) and the isocyanate derivative represented by the general formula ( ⁇ ) should not inhibit the reaction! ⁇
  • Organic solvent a plurality of organic solvents can be mixed at any volume ratio.
  • the compound represented by the general formula (III) can be obtained by mixing in a mixed organic solvent in step 2) and stirring for a certain period of time.
  • the deprotection step involves heating or microwave irradiation of the compound represented by the general formula (III). And a step of obtaining a compound represented by the general formula (I).
  • the heating temperature is not particularly limited as long as it can be deprotected, but it is preferably 40 to 100 ° C, more preferably 50 to 90 ° C.
  • Heating time is a force that varies depending on the type of substituent of the force rubamoyl group.For example, if the substituent is 2--phenol group, the caloric heat time is preferably 1 to 30 hours. 3 to 20 hours Is more preferable.
  • the frequency of the microwave to be irradiated is not limited as long as it can be deprotected, but it is preferably 1000 to 10,000 MHz, and more preferably 1000 to 5000 MHz.
  • the irradiation time of the microwave required for deprotection varies depending on the type of substituent of the force rubamoyl group. For example, if the substituent is a 2-trophenyl group, the irradiation time is preferably 1 to 30 hours. More preferably, it is 20 hours.
  • the above-described heat treatment or the like is usually performed in a solvent.
  • a solvent a solvent obtained by mixing an organic solvent that does not inhibit the reaction and an aqueous solvent at an arbitrary volume ratio of 0: 100-100: 0 can be used.
  • the organic solvent the deprotection reaction is not inhibited.
  • a mixed organic solvent obtained by mixing a plurality of organic solvents at an arbitrary volume ratio may be used.
  • the aqueous solvent not only water but also any buffer solution can be used, and a mixed buffer solution obtained by mixing a plurality of buffer solutions at an arbitrary concentration may be used.
  • Additives that do not inhibit the reaction include, for example, ammonia, primary amine, secondary amine, tertiary amine, amidine compound, guanidine compound, tetra (n-butyl) ammonium fluoride, carbonate , Carboxylates, metal alkoxides, metal hydroxides, metal hydrides and the like can be used in combination.
  • the nucleic acid synthesis method of the present invention can be carried out in the same manner as a general nucleic acid synthesis method (for example, phosphoramidite method) except for the protecting group introduction step and the deprotection step described above.
  • An example of a synthesis method using the phosphoramidite method is shown below.
  • a nucleoside phosphoramidite complex containing a nucleobase having an amino group is synthesized.
  • a protecting group is introduced into the amino group of this nucleoside phosphoroamidaitoi compound according to the protecting group introduction step described above.
  • a nucleoside phosphoramidite complex having a protecting group introduced is sequentially ligated to synthesize an oligonucleic acid containing a protecting group.
  • the oligonucleic acid containing this protecting group is removed according to the deprotection step described above to obtain an oligonucleic acid.
  • nucleic acid to be synthesized in the synthesis method of the present invention includes a non-natural PNA or the like. Types of nucleic acids are also included.
  • Deoxycytidine hydrochloride (264 mg, 1.0 mmol) was suspended in dimethylformamide (10 ml), and triethylamine (141 n 1.0 mmol) was stirred for 5 minutes. Subsequently, 4-trophenyl isocyanate (164 mg, 1.0 mmol) was added and stirred for 30 minutes, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The precipitate formed by adding isopropyl alcohol was dried to obtain the title compound (334 mg, yield 88%).
  • Deoxyadenosine (502 mg, 2.0 mmol) was suspended in pyridine (20 mL), and trimethinoresilinorechloride (758 L, 6.0 mmol) was calored and stirred for 30 minutes. Then, 2-nitrophenol isocyanate (361 mg, 2.2 mmol) was stirred for 90 minutes. After diluting with pyridine (20 mL), concentrated aqueous ammonia (20 mL) was added and stirred for 2 hours. Chloroform (50 mL) and aqueous sodium chloride solution (50 mL) were added, and the mixture was extracted 3 times with black mouth form-pyridine (1: 1, v / v, 30 mL). The organic layer was recovered, the solvent was distilled off under reduced pressure, and water was added. The resulting precipitate was collected and dried to obtain the title compound (740 mg, yield 89%).
  • Deoxycytidine protected with various substitution force rubamoyl groups was heat-treated, and the time until deprotection was measured.
  • Table 1 shows the time (T) until deoxycytidine is deprotected.
  • the amount of protected nucleoside was 1 OmM, and the volume ratio of D 2 0 to DMSO d 6 was 1: 3.
  • the amount of c-protected nucleoside was 7 mM, and the volume ratio of D 20 to DMS O—d 6 was 1: 5.

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Abstract

 一般式(I): 【化1】 〔式中、Xはアミノ基を持つ核酸塩基などのアミノ基以外の部分を表す。〕 で表される化合物を、一般式(II): 【化2】 〔式中、Yは電子吸引性基を表す。〕 で表されるイソシアナート誘導体と反応させ、一般式(III): 【化3】 〔式中、X及びYは前記と同意義を示す。〕 で表される化合物を得る工程、及び一般式(III)で表される化合物を、加熱又はマイクロウェーブ照射し、一般式(I)で表される化合物を得る工程を含むことを特徴とする核酸の合成方法を提供する。

Description

明 細 書
置換力ルバモイル基を保護基とした核酸の合成方法
技術分野
[0001] 本発明は、置換力ルバモイル基を保護基として利用した核酸の合成方法、及び前 記保護基の脱保護方法に関する。
背景技術
[0002] 核酸塩基部のアミノ基は反応性が高ぐ糖部などその他の核酸部位に化学修飾す る際や、 DNAや RNAオリゴマーの合成時には保護基が必要である。現在汎用され ている保護基としてはトリチル骨格、ァシル骨格、力ルバメート骨格、アミジン骨格 (力 レント プロトコールズ イン ヌクレイック アシッド ケミストリー, チャプター 2, ュニ ット 2. 1ジョン ワイリー アンド サンズ社)などを骨格にもつ保護基が挙げられる。 しかし、いずれの保護基も脱保護には酸性あるいは塩基性条件が必要であり、中性 条件下脱保護可能な新規保護基の開発が求められている。
[0003] DNAや RNAオリゴマーの合成時の核酸塩基アミノ基の保護基はァシル骨格、アミ ジン骨格をもつものが汎用されている。いずれの保護基もアンモニアゃメチルァミン を用いて脱保護する必要があり、塩基性条件下不安定な分子を含むオリゴマーを合 成することはできない。この問題を克服する方法として、核酸塩基アミノ基の保護基に 中性条件下脱保護可能なァリルォキシカルボ-ル基を用いる方法 (ザ ジャーナル ォブ オーガニック ケミストリー 51卷 P2400— 2402 1986年)力開発されてい るが、脱保護に遷移金属を用いる必要があり問題がある。一方、塩基部に保護基を 用いない塩基部無保護ホスホロアミダイト法 (ジャーナル ォブ ザ アメリカン ケミカ ノレ ソサイァティー 126卷 P10884— 10896 2004年)力 S本発明者らにより開発 されている。
[0004] また修飾塩基として、アデニン塩基アミノ基の修飾基として N—力ルバモイル基をも つ修飾核酸(ジャーナル ォブ ザ アメリカン ケミカル ソサイァティー 125卷 P 8086— 8087 2003年)、シトシン塩基アミノ基の修飾基として N—力ルバモイル基 をもつ修飾核酸(ヌクレイック ァシッズ リサーチ サプリメント 2卷 P161— 162 2002年)が報告されている。更に、修飾ヌクレオシドとして、本発明者らによって 4— N—(N ァリール力ルバモイル)デォキシシチジン (非特許文献 1)が報告されてい る。
[0005] 非特許文献 1 :テトラへドロン レターズ 45卷 P9365— 9368 2004年
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 上述したように、中性条件下で脱保護可能な核酸塩基のァミノ基の保護基は非常 に少なぐまた、脱保護可能な保護基も、遷移金属を使用しなければならないなど使 い難いものであった。本発明は、以上のような技術的背景の下になされたものであり 、核酸塩基のァミノ基の新規な保護手段を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、 4 N—(N ァリ 一ルカルバモイル)デォキシシチジン (非特許文献 1)などに含まれるァリール力ルバ モイル基が、中性条件下で脱離させることができ、核酸塩基のァミノ基の保護基とし て好適な性質を持つことを見出し、この知見に基づき、本発明を完成するに至った。
[0008] 即ち、本発明は、以下の(1)〜(7)を提供するものである。
[0009] (1)ー般式(1):
[0010] [化 1]
NH2— X (I)
〔式中、 Xはアミノ基を持つ核酸塩基を含むヌクレオシド又はその類似化合物のァミノ 基以外の部分を表す。〕
で表される化合物を、一般式 (Π):
[0011] [化 2]
0=C=N-Y (I I )
〔式中、 Yは電子吸引性基を表す。〕 で表されるイソシアナ一ト誘導体と反応させ、一般式 (ΠΙ):
[0012] [化 3]
Figure imgf000004_0001
〔式中、 X及び γは前記と同意義を示す。〕
で表される化合物を得る工程、及び一般式 (in)で表される化合物を、加熱又はマイ クロウェーブ照射し、一般式 (I)で表される化合物を得る工程を含むことを特徴とする 核酸の合成方法。
[0013] (2)一般式 (II)及び (III)における Yが、置換基を有して!/、てもよ 、ァリール基又は置 換基を有して 、てもよ 、ァリールスルホ-ル基であることを特徴とする(1)記載の核酸 の合成方法。
[0014] (3)—般式(Π)及び(III)における Y力 4 -トロフエ-ル基、 3 -トロフエ-ル基、 2
-トロフエ-ル基、又はフエ-ルスルホ-ル基であることを特徴とする(1)記載の核 酸の合成方法。
[0015] (4)一般式 (III) :
[0016] [化 4]
Figure imgf000004_0002
〔式中、 Xはアミノ基を持つ核酸塩基を含むヌクレオシド又はその類似化合物のァミノ 基以外の部分を表し、 Yは電子吸引性基を表す。〕
で表される化合物を、加熱又はマイクロウェーブ照射し、一般式 (I):
[0017] [化 5]
Figure imgf000004_0003
〔式中、 Xは前記と同意義を示す。〕 で表される化合物に変換することを特徴とする核酸塩基中のアミノ基の脱保護方法。
[0018] (5)一般式 (III)における Yが、置換基を有して!/、てもよ 、ァリール基又は置換基を有 して 、てもよ 、ァリールスルホ-ル基であることを特徴とする(4)記載の核酸塩基中 のァミノ基の脱保護方法。
[0019] (6)—般式(III)における Y力 4 -トロフエ-ル基、 3 -トロフエ-ル基、 2 -トロ フエニル基、又はフエ-ルスルホ-ル基であることを特徴とする(4)記載の核酸塩基 中のアミノ基の脱保護方法。
[0020] (7)—般式 (m,):
[0021] [化 6]
0
HNへ ΝζΥ, (H I')
〔式中、 Xはアミノ基を持つ核酸塩基を含むヌクレオシド又はその類似化合物のァミノ 基以外の部分を表し、 Y,は 4 -トロフエ-ル基、 3 -トロフエ-ル基、 2 -トロフ ェニル基、又はフエ-ルスルホ-ル基を表す。〕
で表される化合物。
発明の効果
[0022] 本発明は、置換力ルバモイル基を核酸塩基のァミノ基の保護基として利用する新規 な核酸の合成方法を提供する。置換力ルバモイル基は、中性条件下で加熱等によつ て脱離させることができ、また、イソシアナ一ト誘導体によって容易に導入することが でき、保護基として非常に優れた性質を持っている。
発明を実施するための最良の形態
[0023] 以下、本発明を詳細に説明する。
[0024] 本発明の核酸の合成方法は、少なくとも以下の保護基導入工程と脱保護工程を含 むことを特徴とするものである。
[0025] 保護基導入工程は、一般式 (I)
[0026] [化 7] NH2— X で表される化合物を、一般式 (II)
[0027] [化 8]
0=C=N-Y (I I) で表されるイソシアナ一ト誘導体と反応させ、一般式 (III)
[0028] [化 9]
(I I I)
Figure imgf000006_0001
で表される化合物を得る工程である。
[0029] 一般式 (I)及び (III)における Xはアミノ基を持つ核酸塩基を含むヌクレオシド、又は その類似化合物のアミノ基以外の部分を表す。
[0030] ここで、「アミノ基を持つ核酸塩基を含むヌクレオシド」とは、リボース 1ーィルもしく は 2—デォキシリボース 1ーィル基とアミノ基を有する任意のへテロ芳香環とが結合 した物質全般を指し、例えば 2'—デォキシアデノシン、 2'—デォキシグアノシン、 2' デォキシシチジン、アデノシン、グアノシン、シチジン、などが挙げられるがこれらに 限定されるものではない。
[0031] 「ヌクレオシドの類似化合物」とは、ヌクレオシドと同様にその分子内に核酸塩基を 含む天然由来の又は人工的に合成されたィ匕合物をいい、少なくともヌクレオシド誘導 体、ヌクレオシドホスホロアミダイト化合物、オリゴ DNA、オリゴ RNA、 PNA、及び PN Aのモノマーは「ヌクレオシドの類似化合物」に含まれる。
[0032] 「ヌクレオシド誘導体」とは、ヌクレオシド分子中の一部が他の原子又は基で置き換 えられたィ匕合物をいい、例えば、ヌクレオシド中の糖部位に存在する水酸基の一部も しくは全部が適当な保護基で保護されたィ匕合物ゃデォキシリボースの 2位の水素原 子が水酸基以外の官能基によって置換されたィ匕合物などが含まれる。 [0033] 「ヌクレオシドホスホロアミダイトイ匕合物」とは、リボース又はデォキシリボースの 5位 の水酸基が適当な保護基で保護され、 3位が遊離の水酸基である化合物の 3位の酸 素原子上に式 (IV)で表わされる基が結合したィ匕合物である。
[0034] [化 10]
R1
P N、R2 (,V)
\
0、R3 ここで 、 R2は同一または異なるアルキル基、もしくは R1と R2が互いに結合してへ テロ原子を含んでもよ!ヽ環を形成した基を表わし、 R3はリン酸基の保護基をあらわす 。 R2としては例えば、イソプロピル基などがあげられ、 R3としては 2—シァノエチル 基などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
[0035] また、オリゴ DNA及びオリゴ RNAは、化学修飾を受けて 、るものも含む。
[0036] 一般式 (II)及び (III)における Yは電子吸引性基を表す。電子吸引性基としては、 置換基を有して 、てもよ 、ァリール基、置換基を有して!/、てもよ ヽァリールスルホ- ル基などを挙げることができ、より具体的には、 4— -トロフエ-ル基、 3— -トロフエ- ル基、 2— -トロフエ-ル基、フエ-ルスルホ-ル基を挙げることができる。これらの中 でも 2— -トロフエ-ル基、フエ-ルスルホ-ル基を特に好適な基として挙げることが できる。なお、 Yが 4— -トロフエ-ル基、 3— -トロフエ-ル基、 2— -トロフエ-ル基、 又はフ -ルスルホ-ル基の場合、一般式 (III)で表される化合物は新規ィ匕合物であ る。
[0037] 一般式 (I)で表される化合物と一般式 (II)で表されるイソシアナ一ト誘導体との反応 は、公知の方法(例えば、テトラへドロン レターズ 45卷 P9365— 9368 2004年 に記載の方法)に従って行うことができる。例えば、一般式 (I)で表される化合物と一 般式 (Π)で表されるイソシアナ一ト誘導体を、反応を阻害しな!ヽ有機溶媒 (複数の有 機溶媒同士を任意の体積比で混合した混合有機溶媒を用いてもょ ヽ)中で混合し、 一定時間撹拌処理を行うことにより、一般式 (III)で表される化合物を得ることができる
[0038] 脱保護工程は、一般式 (III)で表される化合物を、加熱又はマイクロウェーブ照射し 、一般式 (I)で表される化合物を得る工程である。
[0039] 加熱温度は脱保護可能な温度であれば特に限定されないが、 40〜100°Cとする のが好ましぐ 50〜90°Cとするのが更に好ましい。加熱時間は力ルバモイル基の置 換基の種類によって異なる力 例えば、置換基が 2— -トロフエ-ル基であれば、カロ 熱時間は 1〜30時間とするのが好ましぐ 3〜20時間とするのが更に好ましい。
[0040] 照射するマイクロウェーブの周波数は脱保護可能な範囲であれば限定されないが 、 1000〜10000MHzとするのが好ましぐ 1000〜5000MHzとするのが更に好ま L 、。脱保護に要するマイクロウエーブの照射時間は力ルバモイル基の置換基の種 類によって異なる力 例えば、置換基が 2— -トロフエニル基であれば、照射時間は 1 〜30時間とするのが好ましく 3〜20時間とするのが更に好ましい。
[0041] 上述した加熱処理等は、通常溶媒中で行う。溶媒は、反応を阻害しない有機溶媒 と水系溶媒とを 0: 100—100: 0の任意の体積比で混合したものを用いることができ る。有機溶媒としては脱保護反応を阻害しな ヽ複数の有機溶媒同士を任意の体積 比で混合した混合有機溶媒を用いてもよ!ヽ。また水系溶媒としては水だけでなく任意 の緩衝溶液を用いることができ、複数の緩衝溶液同士を任意の濃度で混合した混合 緩衝溶液を用いても良い。また反応を阻害しない添加剤として、たとえば、アンモ- ァ、一級ァミン、二級ァミン、三級ァミン、アミジン化合物、グァ-ジンィ匕合物、テトラ( n—ブチル)アンモ-ゥム フルオリド、炭酸塩、カルボン酸塩、金属アルコキシド、金 属ヒドロキシド、金属水素化物などを同時に複数用いることもできる。
[0042] 本発明の核酸合成方法は、上述した保護基導入工程と脱保護工程以外は、一般 的な核酸の合成方法 (例えば、ホスホロアミダイト法)と同様に行うことができる。ホス ホロアミダイト法を用いた場合の合成法の一例を以下に示す。まず、アミノ基を持つ 核酸塩基を含むヌクレオシドホスホロアミダイトイ匕合物を合成する。このヌクレオシドホ スホロアミダイトイ匕合物のアミノ基に、上述した保護基導入工程に従って保護基を導 入する。保護基の導入されたヌクレオシドホスホロアミダイトイ匕合物を順次連結し、保 護基を含むオリゴ核酸を合成する。この保護基を含むオリゴ核酸を、上述した脱保護 工程に従って保護基を除去し、オリゴ核酸を得る。
[0043] なお、本発明の合成方法にお!、て合成対象とする核酸には、 PNAなどの非天然 型の核酸も含まれる。
実施例
[0044] 〔実施例 1〕 4—N—[N—(4— -トロフエ-ル)カルノ
[0045] [化 11]
Figure imgf000009_0001
デォキシシチジン塩酸塩(264 mg, 1.0 mmol)をジメチルホルムアミド(10 ml)に懸濁させ、トリェチルァミン(141 n 1.0 mmol)をカ卩ぇ 5分間撹拌した。 ついで、 4 -トロフエ-ルイソシアナート(164 mg, 1.0 mmol)をカ卩え 30分撹 拌し、溶媒を減圧留去した。イソプロピルアルコールを加え生じた沈殿を乾燥させ、 表記化合物(334 mg, 収率 88%)を得た。
[0046] IH NMR (DMSO— d6) δ 2.01— 2.09(1H, m), 2.27— 2.33(1H, m ), 3.50— 3.64(1H, m), 3.84— 3.90(1H, m), 4.19—4.25(1H, m), 5. 07(1H, br), 5. 18(1H, br), 6.08 (IH, dd, J = 6. OHz, J = 5.9Hz), 6.37( IH, d, J = 7.6Hz), 7.74— 7.77 (2H, m), 7.92(1H, d, J = 7.6Hz), 8.12 —8.23 (3H, m)
〔実施例 2〕 4 N— [N—(3 -トロフエ-ル)力ルバモイル]デォキシシチジンの合 成
[0047] [化 12]
Figure imgf000010_0001
z塩酸塩(264 mg, 1.0 mmol)をジメチルホルムアミド(10 ml)に懸濁させ、トリェチルァミン(141 n 1.0 mmol)をカ卩ぇ 5分間撹拌した。 ついで、 3— -トロフエ-ルイソシアナート(164 mg, 1.0 mmol)をカ卩え 30分撹 拌し、溶媒を減圧留去した。イソプロピルアルコールを加え生じた沈殿を乾燥させ、 表記化合物(352 mg,収率 90%)を得た。
[0048] IH NMR (DMSO— d6) δ 1.98— 2.10(1H, m), 2.25— 2.35(1H, m ), 3.50— 3.64(1H, m), 3.84— 3.90(1H, m), 4.19—4.25(1H, m), 5. 08 (IH, br), 5.25 (IH, br), 6.08 (IH, dd, J = 6.3Hz, J = 5.9Hz), 6.36 ( IH, d, J = 7.2Hz), 7.55 (IH, m), 7.79(1H, m), 7.89 (IH, m), 8.18(1 H, d, J=7.2Hz), 8.56 (IH, m)
〔実施例 3〕 4— N— [N— (2— -トロフエ-ル)カル
[0049] [化 13]
Figure imgf000011_0001
z塩酸塩(264 mg, 1.0 mmol)をジメチルホルムアミド(10 ml)に懸濁させ、トリェチルァミン(141 n 1.0 mmol)をカ卩ぇ 5分間撹拌した。 ついで、 2— -トロフエ-ルイソシアナート(164 mg, 1.0 mmol)をカ卩え 30分撹 拌し、溶媒を減圧留去した。 60Nシリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー(クロ口 ホルム—メタノール)により精製し、表記化合物(352 mg,収率 90%)を得た。
[0050] IH NMR (DMSO— d6) δ 1.97— 2.08(1H, m), 2.25— 2.34(1H, m ), 3.50— 3.64(1H, m), 3.84— 3.89(1H, m), 4.16—4.21 (IH, m), 5. 05 (IH, br), 5.21 (IH, br), 6.07(1H, dd, J = 6.3Hz, J = 6.2Hz), 6.32( IH, d, J = 7.2Hz), 7.32(1H, m), 7.67(1H, m), 7.91 (IH, m), 8.02(1 H, m), 8.19 (IH, m, J = 7.2Hz)
〔実施例 4〕 3,, 5,— O—ビス— (tert -ブチルジメチルシリル)— 4— N— (N—フエ [0051] [化 14]
Figure imgf000012_0001
2.0 mmol)を塩化メチレン(20 mL)に懸濁させ、フエ-ルスルフォ-ルイソシァネ ート(271 μ 2.0 mmol)を加え 5分間撹拌した。クロ口ホルム(20 mL)で希 釈し、塩ィ匕ナトリウム水溶液ついで飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。有機 層を回収し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶媒を減圧下留去した。 C200シリカゲ ルを用いたカラムクロマトグラフィー(へキサン一クロ口ホルム)により精製し、表記化 合物(1. 1 g,収率 87%)を得た。
[0052] 1H NMR (CDC13) δ 0.08— 0. 11(12H, m), 0.90— 0.92(18H, m), 2.07-2.17(1H, m), 2.59— 2.67(1H, m), 3.76— 3.95 (2H, m), 3.95 —4.03(1H, m), 4.34—4.42(1H, m), 6.26 (1H, dd, J = 5.9Hz, J = 5.6 Hz), 7.42-7.75 (4H, m), 8.09— 8.13 (2H, m), 8.32(1H, d, J = 7.6H z)
〔実施例 5〕 6-N- [N- (2— -トロフエ-ル)力ルバモイル]デォキシアデノシンの 合成
[0053] [化 15]
Figure imgf000013_0001
デォキシアデノシン(502 mg, 2.0 mmol)をピリジン(20 mL)に懸濁させ、トリ メチノレシリノレクロリド(758 L, 6.0 mmol)をカロえ 30分 撹拌した。つ \ /、で、 2— ニトロフエ-ルイソシアナート(361 mg, 2.2 mmol)をカ卩ぇ 90分撹拌した。ピリジ ン(20 mL)で希釈したのち、濃アンモニア水(20 mL)をカ卩え、 2時間撹拌した。ク ロロホルム(50 mL)、塩化ナトリウム水溶液(50 mL)をカ卩えたのち、クロ口ホルム一 ピリジン(1:1, v/v, 30 mL)を用いて 3回抽出した。有機層を回収し溶媒を減圧 下留去し、水を加えた。生じた沈殿を回収し乾燥させ、表記化合物(740 mg,収率 89%)を得た。
[0054] 1H NMR (DMSO— d6) δ 2.31— 2.42(1H, m) , 2.71— 2.81 (1Η, m ), 3.50— 3.69 (2H, m), 3.88— 8.93(1H, m), 4.41—4.57(1H, m), 5. 03 (1H, t, J = 5.6Hz), 5.36 (1H, d, J=4.0Hz)6.45 (1H, dd, J=6, 6Hz, J =6.9Hz), 7.22-7.33(1H, m), 7.71— 7.80(1H, m), 8.10— 8.15(2H , m), 8.43-8.50(1H, m), 8.65(1H, s), 8.69(1H, s), 10.63(1H, br) , 13.09 (1H, br)
〔実施例 6〕 3,, 5,— O—ビス— (tert -ブチルジメチルシリル)— 6— N— (N—フエ [0055] [化 16]
Figure imgf000014_0001
1.0 mmol)を塩化メチレン(20 mL)に懸濁させ、フエ-ルスルフォ-ルイソシァ ネート(136 μ 1.0 mmol)を加え 5分間撹拌した。クロ口ホルム(20 mL)で 希釈し、塩化ナトリウム水溶液ついで飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。有 機層を回収し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶媒を減圧下隆去した。 C200シリカ ゲルを用いたカラムクロマトグラフィー(へキサン一クロ口ホルム)により精製し、表記化 合物(613 mg,収率 92%)を得た。
[0056] 1H NMR (CDC13) δ 0.05— 0. 12(12H, m) , 0.82— 0.97(18H, m) , 2.42-2.52(1Η, m), 2.61— 2.73(1Η, m), 3.73— 3.91 (2Η, m), 4.02 —4.07(1H, m), 4.60—4.67(1H, m), 6.46 (1H, dd, J = 6, 6Hz, J = 6.3 Hz), 7.51-7.67 (3H, m), 8.16— 8.21 (2H, m), 8.41 (1H, s), 8.61(1 H, br), 8.65(1H, s), 13.12(1H, br)
〔実施例 7〕 3,, 5,— O—ビス—(tert—ブチルジメチルシリル)— 2— N— (N—フエ [0057] [化 17]
Figure imgf000015_0001
1.0 mmol)をピリジン(20 mL)に懸濁させ、トリメチルシリルクロリド(631 μ 5.0 mL)をカ卩ぇ 30分間撹拌した。フエ-ルスルフォ-ルイソシァネート(136 L , 1.0 mmol)を加え 20分間撹拌した。溶媒を減圧下留去し、トルエンで 3回、クロ 口ホルムで 3回共沸した。酢酸ェチルをカ卩ぇ生じた沈殿を回収し、乾燥させることで 表記化合物(1.24 g,収率 91%)を得た。
[0058] 1H NMR (CDC13) δ 0.04— 0. 11 (12H, m) , 0.83— 0.96 (18H, m) , 2.26-2.57 (2H, m), 3.70— 3.80 (2H, m), 3.91— 3.94(1H, m), 4.49 —4.58(1H, m), 6.62(1H, dd, J = 6, 6Hz, J = 6.3Hz), 7.35— 7.60 (3H , m), 7.94(1H, s), 7.90— 8.01 (2H, m), 8.17(1H, br), 12.46 (1H, s) , 13.12(1H, br)
〔実施例 8〕 デォキシシチジンの脱保護
種々の置換力ルバモイル基で保護したデォキシシチジンを加熱処理し、脱保護さ れるまでの時間を測定した。
[0059] 脱保護反応は、 D OZDMSO— d6中で行い、加熱温度は 80°Cとした。
2
[0060] 保護デォキシシチジンの半分が脱保護されるまでの時間 (T )及び全ての保護
1/2
デォキシシチジンが脱保護されるまでの時間 (T )を表 1に示す。
comp
[0061] [表 1] 保護基 τ1/2 τ丄 c o m ϋ
N フエ二ルカルバモイル基 a 1 1時間 n dd
N (ナフトー 1 ィル) 力ルバモイル基" 2. 5時間 20時間
N (キノールー 5 ィル) 力ルバモイル基 a 1. 5時間 10時間
N— (2—二卜口フエノール) 力ルバモイル基 b 30分 3時間
N— (3—二トロフエノール) 力ルバモイル基 b 3時間 25時間
N— (4一二トロフエノール) 力ルバモイル基 b 2. 5時間 20時間
N フエニルスルホニルカルバモイル基 n d d 10分未満 a保護ヌクレオシドの量は 2 OmMとし、 D20と DMSO— d 6の容量比は 1: 1とした。 b保護ヌクレオシドの量は 1 OmMとし、 D2〇と DMSO d 6の容量比は 1: 3とした。 c保護ヌクレオシドの量は 7mMとし、 D20と DMS O— d 6の容量比は 1 : 5とした。 dnot determined 表 1に示すように、 N— (2— -トロフエノール)力ルバモイル基ゃ N フエ-ルスルホ 二ルカルバモイル基などの電子吸引性の高い基は、脱保護に要する時間が短かつ た。
本明細書は、本願の優先権の基礎である日本国特許出願 (特願 2005-64892号)の 明細書および Zまたは図面に記載されている内容を包含する。また、本発明で引用 した全ての刊行物、特許および特許出願をそのまま参考として本明細書にとり入れる ものとする。

Claims

請求の範囲 [1] 一般式 (I) :
[化 1]
Figure imgf000017_0001
〔式中、 Xはアミノ基を持つ核酸塩基を含むヌクレオシド又はその類似化合物のァミノ 基以外の部分を表す。〕
で表される化合物を、一般式 (Π):
[化 2]
0=C=N-Y (I I )
〔式中、 Yは電子吸引性基を表す。〕
で表されるイソシアナ一ト誘導体と反応させ、一般式 (ΠΙ):
[化 3]
Figure imgf000017_0002
〔式中、 X及び γは前記と同意義を示す。〕
で表される化合物を得る工程、及び一般式 (in)で表される化合物を、加熱又はマイ クロウェーブ照射し、一般式 (I)で表される化合物を得る工程を含むことを特徴とする 核酸の合成方法。
[2] 一般式 (II)及び (in)における γが、置換基を有していてもよいァリール基又は置換 基を有して 、てもよ 、ァリールスルホニル基であることを特徴とする請求項 1記載の核 酸の合成方法。
[3] 一般式(Π)及び(ΙΠ)における Y力 4 二トロフエ-ル基、 3 -トロフエ-ル基、 2
-トロフエ-ル基、又はフエニルスルホ-ル基であることを特徴とする請求項 1記載 の核酸の合成方法。 一般式 (m)
[5]
[6]
[7]
Figure imgf000018_0001
〔式中、 Xはアミノ基を持つ核酸塩基を含むヌクレオシド又はその類似化合物のァミノ 基以外の部分を表し、 Υ,は 4— -トロフエ-ル基、 3— -トロフエ-ル基、 2— -トロフ ェニル基、又はフエ-ルスルホ-ル基を表す。〕 で表される化合物。
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