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CN1311630A - 具有双环糖部分的新核苷类 - Google Patents

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CN1311630A
CN1311630A CN99809057A CN99809057A CN1311630A CN 1311630 A CN1311630 A CN 1311630A CN 99809057 A CN99809057 A CN 99809057A CN 99809057 A CN99809057 A CN 99809057A CN 1311630 A CN1311630 A CN 1311630A
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dioxabicyclo
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王广义
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ICN Pharmaceuticals Inc
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Abstract

本文论述了构象限制的2’,4’-桥核苷类似物。这些化合物可以通过核苷的C2’和C4’位经由一个链或链分子的环化来制备。这些新型核苷具有所需的锁定糖折叠并且被有效地用作药物成分。由这些新型核苷组成的低聚核苷酸被用于低聚核苷酸治疗和诊断化合物。

Description

具有双环糖部分的新核苷类
发明领域
本发明领域是核苷和低聚核苷酸类似物及其制备方法。
背景技术
核苷和核苷酸类似物已经长期被用作抗各种病毒和癌症的药物成分。目前,许多核苷和核苷酸类似物正在进行几种疾病的临床试验。
在细胞中,核苷和核苷酸被磷酰化或进一步磷酰化为相应的核苷三磷酸酯。核苷三磷酸酯用作DNA或RNA聚合酶抑制剂。核苷三磷酸酯也可以被引入DNA或RNA来干扰DAN或RNA的延长。
活性核苷类似物通常容易在靶细胞中磷酰化。相应的核苷三磷酸酯对于聚合酶的催化部位具有高亲和力并且与作为聚合酶底物的天然核苷三磷酸酯竞争。
某些核苷类似物在核苷或其单磷酸酯水平作用。一类有希望的核苷类似物是具有构象锁定糖部分的核苷类。已经报道某些构象锁定碳环核苷类似物证明具有有效的抗HCMV,HSV和EBV的活性(Siddiqui等人,Nucleosides Nucleotides 1996,15,235-250;Marquez等人,J.Med.Chem.1996,39,3739-3747)。已经报道构象锁定的碳环AZT 5’-三磷酸酯是HIV逆转录酶的等效抑制剂(Marquez等人,J.Med.Chem.1998,120,2780-2789)。已经发现或报道,也被制备的具有双环糖部分的其它核苷类甚至没有活性(Chao等人,Tetrahedron 1997,53,1957-1970;Okabe等人,Tetrahedron lett.1989,30,2203-2206,Hong等人,Tetrahedron lett.1998,39,225-228)。
有利地,构象锁定的核苷类预期对反义低聚核苷酸具有积极地影响。低聚核苷酸作为有效的反义治疗剂已经被认可并且已经研究20年。低聚核苷酸类能够与互补DNA或RNA形成双螺旋或三螺旋并且在病毒和癌症基因组中靶向特定序列。低聚核苷酸类与感兴趣的DNA或RNA靶的特定结合将使相关的DNA或RNA的功能如复制,转录和翻译失活。因此,可以阻断病毒循环或癌症过程而不影响正常细胞的循环。
由于天然低聚核苷酸类易变为细胞和细胞外核酸酶,因此已经在研究低聚核苷酸修饰,特别是这些修饰以帮助改进核酸酶抗性和结合亲和力方面作出巨大努力。已经证明含有某些双环核苷的低聚核苷酸类改进了核酸酶稳定性(Leumann等人,Bioorg.Med.Chem.Letts.1995,5,1231-4;Altmann等人,Tetrahedron,Lett.1994,35,2331-2334,7625-7628)。最近合成了具有锁定3’-内型糖折叠的2’-0,4’-C-亚甲基核糖核苷并且被引入低聚核苷酸类。杂交研究表面构象锁定的核苷类可以显著提高修饰的低聚核苷酸类与互补RNA和DNA的杂交(Obika等人,Tetrahedron,Lett.1997,38,8735-8738;Koshkin等人,Tetrahedron 1998,54,3607-3630)。
需要新的具有双环糖部分的构象锁定的核苷类。希望这些新核苷类应用于抗病毒,抗癌症和其它治疗。另外,希望由这些新的修饰的核苷组成的低聚核苷酸类对细胞核酸酶具有稳定性并且对核酸靶具有强的亲和力。
发明概述
本发明涉及具有普通几何形状的构象锁定的双环-糖核苷类及制备构象锁定的双环-糖核苷类的方法。提供具有双环糖部分核苷类和含有下式的低聚核苷酸类:
其中X,Y和Z各自选自O,S,CH2,NR,C=O,C=CH2或者不存在,其中R选自氢,烷基,烯基,炔基,酰基;R1选自腺嘌呤,胞嘧啶,鸟嘌呤,次黄嘌呤,尿嘧啶,胸腺嘧啶,杂环类,H,OCH3,OAc,卤素,磺酸根;
R2,R3各自选自H,OH,DMTO,TBDMSO,BnO,THPO,AcO,BzO,OP(NiPr2)O(CH2)2CN,OPO3H,PO3H,二磷酸根,三磷酸根;R2和R3一起可以是PhCHO2,TIPDSO2或DTBSO2
这里所述新核苷类预期被用于抗病毒,抗癌和其它治疗中。由这些修饰的核苷类组成的低聚核苷酸类希望具有生理稳定性和结合亲和力,使其能够用于治疗和诊断中。
详细说明
本发明提供具有3’-内型糖折叠的构象锁定的核苷类及其制备方法。以前报道的双环核苷的制备方法不能用于这里所述的新核苷类似物的制备。所述类似物是由于在核苷类似物中核糖C2’和C4’位之间的成功连接而获得。
这里所用缩写“Ac”指乙酰基;缩写“Bn”指苄基;缩写“Bz”指苯甲酰基;缩写“DMT”指二甲氧基三苯甲基;缩写“THP”指四氢吡喃基;缩写“TBDMS”指叔丁基二甲基甲硅烷基;缩写:“TIPDS”指四异丙基二甲硅烷基;及缩写“DTBS”指二(叔丁基)甲硅烷基。
2,4-桥-呋喃核糖衍生物的合成
用1,1,3,3-四异丙基二硅氧烷基(TIPS)保护根据已发表方法(Tejima等人,《有机化学杂志》(J.Org.Chem),28,2999-3003(1963))制备的Ⅰ-α-甲基阿拉伯糖1的03和05位,得到2,经DMSO/DCC/TFA处理变成酮3。接下来经过Wittig反应并除去TIPS以非常高的产率得到烯4。化合物4的05位由叔丁基二甲基甲硅烷基保护,03位用苄基(Bn)保护,得到5。用9-BBN对5进行硼氢化反应,以极高的产率唯一得到2-脱氧-2-羟甲基衍生物6。用4,4’-O-二甲氧基三苯甲基(DMT)氯对2-脱氧-2-羟甲基衍生物6进行三苯甲基化反应并用四丁基氟化铵(TBAF)除去TBS,得到7。
流程Ⅰ
Figure A9980905700051
将化合物7氧化得到醛8,再用甲醛和氢氧化钠处理8,以极高的产率得到4-羟甲基衍生物9。9经过甲磺酰基化反应,然后除去DMT,得到10。用NaH的THF对其进行环化反应,然后除去甲磺酰基,得到双环糖11。在DMAP存在下用乙酸酐处理化合物11得到12,然后在磺酸存在下用乙酸酐/乙酸处理,得到13,其中C1位的乙酰氧基相对于11的甲氧基为反转取向(1-β)。
流程2
Figure A9980905700061
2’,4’-桥-双环核苷的合成
如下所示,具有2’,4’-桥-糖部分的双环核苷由甲硅烷基化核苷与双环糖缩合而成。13与双(三甲基甲硅烷基)胸腺嘧啶缩合以极高的产率得到14为α-端基异构体。用BCl3处理14同时除去乙酰基和苄基,得到双环α-胸苷15。
13与6-氯-9-三甲基甲硅烷基嘌呤缩合得到α-和β-嘌呤核苷16和17的混合物(α∶β=1∶1至2∶3),用色谱法可将其分离。
用氨的甲醇溶液处理17和16,然后进行氢解,分别得到腺苷类似物18和19。因为糖部分空间位阻增加,所以氢解过程需要大量催化剂和较长的反应时间。在甲醇钠存在下用巯基乙醇处理17和16,接着进行氢解,分别得到肌苷类似物20和21。18X=NH2          19X=NH220X=OH            21X=OH
13与甲硅烷基化N2-乙酰基鸟嘌呤缩合得到作为主要产物(30%)的α-鸟苷衍生物22以及少量β-异构体和N7偶合产物。用氨的甲醇溶液处理α-鸟苷衍生物,然后氢解,得到双环α-鸟苷23。
如上所述,缩合反应既可以只生成α-核苷,也可以生成α-和β-核苷混合物,但不优选产生β-端基异构体。为了增加β-核苷的比例,人们对不同的缩合反应条件进行了研究。温度对α-和β-端基异构体的比例没有多少影响,但偶合剂和糖的C1位的官能团对α-和β-端基异构体的比例有显著影响。
12与双-或三-(三甲基甲硅烷基)嘧啶在氯化锡(Ⅳ)存在下进行缩合会以很高的产率得到作为主要产物的β-核苷。因此,12与甲硅烷基化胸腺嘧啶反应得到胸苷衍生物24,β∶α约为4∶1。12与甲硅烷基化尿嘧啶和N4-苯甲酰基胞嘧啶缩合分别得到对应的核苷25和26,两个反应的结果β∶α约为9∶1。用三氯化硼处理24-26分别得到嘧啶双环核苷27-29。对于胞嘧啶核苷衍生物情况,用氨处理后29的苯甲酰基被除去,得到30。另一种制备30的途径(没有画出)是从28开始,将其03’和05’位乙酰基化,然后与三唑反应,接着用氨处理。采用这种方法可以中等产率获得30。24X=OHY=Me        27X=OHY=Me25X=OH,Y=H        28X=OH,Y=H26X=NHBz,Y=H      29X=NHBz,Y=H
                  30X=NH2,Y=H
人们还研究了在使用氯化锡(Ⅳ)作为偶合剂情况下12与甲硅烷基化嘌呤的缩合反应。不象与嘧啶的反应,甲硅烷基化的6-氯嘌呤与12的缩合反应不仅生成α-和β-核苷16和17,而且生成N7-偶合产物(没有给出)。类似地,甲硅烷基化N2-乙酰基鸟嘌呤与12的缩合反应生成三种产物的混合物:N7-偶合的β-核苷31(42%),所要的β-核苷32(10%)和α-核苷22(6%)。但是,当在三甲基甲硅烷基三氟甲磺酸酯存在下与甲硅烷基化N2-乙酰基鸟嘌呤一起加热时,N7-偶合的β-核苷31会部分转变成N9-偶合的α-和β-双环核苷22(约22%)和32(约25%)。将分离的32进行与22同样的处理得到双环β-鸟苷33。
Figure A9980905700092
Figure A9980905700101
由甲硅烷基化核苷碱与双环糖缩合形成的双环核苷和2,6-二氧六环并[3,2,1]辛烷衍生物11的立体化学排布,可以由NOE质子NMR确定。正如棒-球模型所示,刚性二氧杂双环[3,2,1]辛烷环系迫使α-双环核苷的C1’和C2’位的质子(H1’和H2’)变得几乎平行,而β-双环核苷上的质子H1’和H2’却朝向相反的一面。例如,双环α-胸苷15上H1’-C1’-C2’-H2’的扭转角在几何优化之后是37°,与此相一致,在质子NMR上观察到偶合常数3.9Hz。双环β-胸苷27上H1’-C1’-C2’-H2’的扭转角在几何优化之后是96°,而且不出所料,H1’和H2’之间没有发现偶合现象。事实上,在所有测量的β-双环核苷中C1’位的质子都是单峰。相反,所有测量的α-双环核苷中C1’位的质子都是双峰,且偶合常数约为4.0Hz。
双环核苷的立体化学排布由双环胸苷15和27的X射线晶体结构进一步证实。两个化合物中二氧杂双环[3,2,1]辛烷糖部分的核糖环采取典型的C3’-内糖折叠形式,而该糖部分中的6员环采取椅式。两种化合物中的胸腺嘧啶碱具有相反取向。
2,4-桥-双环核苷的氨基磷酸酯的合成
双环β-胸苷27,双环β-N4-苯甲酰基胞苷29和双环β-N4-乙酰基胞苷29可用DMT保护,然后被分别转化成相应的氨基磷酸酯。由于位阻的存在,需要较长的反应时间。34X=OH,Y=Me      37X=OH,Y=Me35X=NHAc,Y=H     38X=NHAc,Y=H36X=NHBz,Y=H     39X=NHBz,Y=H
实施例
用来制备上述化合物的合成方法也可以用来合成权利要求的其他化合物。本发明包括但不限于通过下列实施例制备的化合物。下列实施例中化合物名称旁括号内的数字对应于详细说明部分中结构式中的数字。
                      实施例1
1-α-甲基-3,5-O-(1,1,3,3-四异丙基-1,3-二硅氧烷二基)-D-呋喃核糖(2)的制备
根据已发表的方法(Tejima,S.;Fletcher,Jr.H.G,《有机化学杂志》,28,2999-3003(1963))制备α-甲基阿拉伯糖,并用硅胶色谱法将其与β-端基异构体(副产物)分离。向于0℃搅拌的α-甲基阿拉伯糖(19.27g,119.9mmol)的无水吡啶溶液(200ml)中加入1,3-二氯-1,1,3,3-四异丙基二硅氧烷(38.4ml,119.9mmol)。将所得溶液在0℃搅拌1小时,然后在室温搅拌1.5小时。将溶液冷却到0℃,加水(20ml)。将混合物搅拌10分钟后用EtOAc稀释。水相用EtOAc萃取。干燥(Na2SO4)合并的有机相,浓缩至干。用硅胶色谱法分离,15%EtOAc的己烷洗脱,得到42.7g(88%)标题化合物为无色浆液。
                      实施例2
2-C,2-O-二脱氢-α-甲基-3,5-O-(1,1,3,3-四异丙基-1,3-二硅氧烷二基)-D-呋喃核糖(3)的制备
向0℃和氩气下搅拌的1-α-甲基-3,5-O-(1,1,3,3-四异丙基-1,3-二硅氧烷-二基)-D-呋喃核糖(42.6g,104.9mmol)和DCC(43.4g,209.8mmol)的无水DMSO(250ml)和乙醚(100mL)的溶液中加入三氟乙酸(4.04ml,52.5mmol)和吡啶(8.44mL,105mmol)的DMSO(30mL)溶液。将所得反应混合物温热至室温,搅拌5小时,然后冷却至0℃。加入草酸(21.3g,236mmol)的甲醇(60mL),接着加入水(30mL)。将所得混合物在室温搅拌1小时并过滤沉淀然后用己烷充分洗涤。用己烷再稀释滤液,用水洗涤5次,干燥(Na2SO4),浓缩至干。用硅胶色谱法分离,2%MeOH的二氟甲烷-己烷(1∶2)洗脱,得到37.6g(89%)标题化合物为无色浆液。1HNMR(CDCl3)δ1.00-1.12(m,28H,TIPDS),3.47(s,3H,OCH3),4.05-4.19(m,3H,H4,H5a,H5b),4.51(dd,J=9.3Hz,1.5Hz,1H,H3),4.89(t,J=1.5Hz,1H,H1).
                    实施例3
2-脱氧-2-亚甲基-1-α-甲基-3,5-O-(1,1,3,3-四异丙基-1,3-二硅氧烷二基)-D-呋喃核糖(3)的制备
在室温和氩气下向搅拌的甲基三苯基溴化磷(21.5g,60.1mmol)的无水乙醚(1380mL)悬浮液中加入叔戊醇钠(5.97g,54.0mmol)的无水苯(50mL)溶液。将所得淡黄色混合物在室温搅拌6小时并冷却至-10℃,然后加入2-C,2-O-二脱氢-α-甲基-3,5-O-(1,1,3,3-四异丙基-1,3-二硅氧烷二基)-D-呋喃核糖(12.1g,30.1mmol)的乙醚(35mL)溶液。将反应混合物在-10℃搅拌1小时,用盐水洗涤两次,干燥(Na2SO4)并浓缩。用硅胶色谱法分离,5%EtOAc的己烷洗脱,得到11.0g(91%)标题化合物为无色浆液。1HNMR(CDCl3)δ1.00-1.12(m,28H,TIPDS),3.45(s,3H,OCH3),3.73(dt,J=9.0Hz,3.0Hz,1H,H4),4.02,4.03(2s,2H,H5),4.62(dt,J=9.0Hz,2.7Hz,1H,H3),5.27(m,1H,H1),5.32-5.36(m,2H,H2’).
                         实施例42-脱氧-2-亚甲基-1-α-甲基-D-呋喃核糖(4)的制备向搅拌的2-脱氧-2-亚甲基-1-α-甲基-3,5-O-(1,1,3,3-四异丙基-1,3-二硅氧烷二基)-D-呋喃核糖(35.0g,87.1mmol)的THF(200mL)溶液中加入1.0MTBAF的THF(180mL)。将所得溶液在室温放置1小时。蒸发THF并用硅胶色谱分离剩余物,用10%EtOH的二氯甲烷洗脱得到14.6g(88%)标题化合物,为浆液。
                  实施例5
3-O-苄基-5-O-(叔丁基二甲基甲硅烷基)-2-脱氧-2-亚甲基-1-α-甲基-D-呋喃核糖(5)的制备
向2-脱氧-2-亚甲基-1-α-甲基-D-呋喃核糖(13.7g,85.5mmol)和TBDMS-Cl(13.5g,89.6mmol)的无水吡啶(130mL)溶液在室温放置15小时。冷却至0℃后,加入水(2mL),将所得混合物在室温搅拌1小时,浓缩至一半体积,用EtOAc稀释,用盐水洗涤,干燥(Na2SO4)并浓缩至干。将充分干燥的粗产物溶解在THF(70mL)中并在0℃加到搅拌的NaH(60%的矿物油,5.6g,140mmol)的THF(350mL)混合物中。室温搅拌40分钟后,加入苄基溴(10.75mL,90.5mmol)。将反应混合物搅拌4小时并冷却至0℃,接着慢慢加入水(2mL)然后加入10%AcOH的水直到pH为7。用EtOAc稀释混合物,用盐水洗涤,然后用碳酸氢钠稀释,干燥(Na2SO4)并浓缩至干。硅胶色谱分离,用0-10%EtOAc的己烷洗脱得到23.8g(76%)标题化合物,为无色液体。1HNMR(CDCl3)δ0.01(s,3H,SiCH3),0.02(s,3H,SiCH3),0.85(s,9H,t-Bu),3.41(s,3H,OCH3),3.60-3.72(m,2H,H5a,H5b),4.20(dd,J=8.7Hz,4.5Hz,1H,H3),4.57,4.66(AB,J=12.0Hz,2H,Bn),5.22(t,J=12Hz,1H,H1),5.38(t,J=1.5Hz,1H,H2a’),5.43(m,J=1.2Hz,1H,H2b’),7.23-7.37(m,5H,Bn);元素分析C20H32O4Si:C,65.89;H,8.85.实测C,65.92;H,9.22.
                  实施例6
3-O-苄基-5-O-(叔丁基二甲基甲硅烷基)-2-脱氧-2-羟基甲基-1-α-甲基-D-呋喃核糖(6)的制备
在氩气下,向搅拌的3-O-苄基-5-O-(叔丁基二甲基甲硅烷基)-2-脱氧-2-亚甲基-1-α-甲基-D-呋喃核糖(5.28g,14.50mmol)溶液中加入9-BBN(0.5M的THF,87mL)。将所得溶液在室温搅拌1小时,然后在40℃搅拌过夜,冷却至室温,并转移至含有过硼酸钠四水合物(13.39g,87mmol)的水(85mL)和乙醇(85mL)的烧瓶中。将所得混合物在50℃剧烈搅拌4小时,冷却至0℃,用AcOH中和至pH为8,并浓缩至少量体积。将剩余体积用水(20mL)小时并用二氯甲烷萃取三次。用盐水洗涤合并的有机相两次,干燥(Na2SO4),并浓缩至干。硅胶色谱分离,用EtOAc-己烷(1∶2)洗脱得到5.17g(93%)标题化合物,为无色浆液。1H NMR(CDCl3)δ0.03(s,6H,SiCH3),0.87(s,9H,t-butyl),2.34-2.43(m,1H,H2),3.39(s,3H,OCH3),3.48(dd,J=10.5Hz,6.0Hz,1H,H5a),3.60(dd,J=10.5Hz,3.6Hz,1H,H5b),3.88(d,J=7.2Hz,2H,H2′),3.98(dd,J=7.2Hz,2.7Hz,1H,H3),4.17(m,1H,H4),4.44,4.66(AB,J=12.3Hz,2H,Bn),4.95(d,J=5.4Hz,1H,H1),7.23-7.36(m,5H,Bn);元素分析C20H34O5Si:C,62.79;H,8.96.实测:C,62.92;H,9.21.
                    实施例7
3-O-苄基-2-脱氧-2-(4,4’-二甲氧基三苯甲氧基甲基)-1-α-甲基-D-呋喃核糖(7)的制备
将3-O-苄基-5-O-(叔丁基二甲基甲硅烷基)-2-脱氧-2-羟基甲基-1-α-甲基-D-呋喃核糖(6.60g,17.28mmol)的无水吡啶(50mL)溶液在室温放置过夜并通过加入水(8mL)淬灭反应。将所得溶液放置10分钟并用EtOAc稀释,用盐水洗涤三次,干燥(Na2SO4),并浓缩得到粗产物9,将其溶解在THF(52mL)中,加入TBAF(1.0M的THF,26mL)并将所得溶液在室温放置30分钟。蒸发THF并用硅胶色谱法分离剩余物,用EtOAc-己烷(1∶1)洗脱得到9.28g(94%)标题化合物,为白色泡沫。1H NMR(CDCl3)δ2.33-2.42(m,1H,H2),3.26-3.63(m,7H,H5a,H5b,H2a′,H2b′,OCH3),3.79(d,J=1.2Hz,6H,DMT),3.91(dd,J=7.5Hz,2.4Hz,1H,H3),4.13(m,1H,H4),4.41,4.50(AB,J=12.9Hz,2H,Bn),5.05(d,J=5.1Hz,1H,H1),6.78-6.85(m,4H,DMT),7.14-7.47(m,14H,Bn,DMT);元素分析C35H38O7:C,73.66;H,6.71实测C,73.57;H,6.76.实施例8
3-O-苄基-2-脱氧-2-(4,4’-二甲氧基三苯甲氧基甲基)5-C,5-O-二脱氢-1-α-甲基-D-呋喃核糖(8)的制备
在10℃向搅拌的3-O-苄基-2-脱氧-2-(4,4’-二甲氧基三苯甲氧基甲基)-1-α-甲基-D-呋喃核糖(9.18g,16.16mmol)和DCC(10.0g,48.49mmol)的无水DMSO(60mL)溶液中加入三氟乙酸(0.622mL,8.08mmol)和吡啶(1.95mL,24.24mmol)的DMSO(15mL)溶液。将所得反应混合物在10℃搅拌1小时,室温搅拌6小时,然后冷却至0℃。加入水(8mL)后,将混合物搅拌过夜并用EtOAC稀释。过滤沉淀并用EtOAc充分洗涤。用盐水洗涤合并的滤液5次,干燥(Na2SO4),并浓缩至干。硅胶色谱法分离,用EtOAc-己烷(1∶1)洗脱得到8.26g(90%)标题化合物,为白色泡沫。
                     实施例9
3-O-苄基-2-脱氧-2-(4,4’-二甲氧基三苯甲氧基甲基)-4-C-羟基甲基-1-α-甲基-D-呋喃核糖(9)的制备
在0℃及15分钟内向搅拌的3-O-苄基-2-脱氧-2-(4,4’-二甲氧基三苯甲氧基甲基)5-C,5-O-二脱氢-1-α-甲基-D-呋喃核糖(8.0g,14.08mmol)和甲醛(37%的水,85mL)的二恶烷(420mL)溶液中滴加NaOH溶液(2.0M,210mL)。将所得浑浊溶液在室温搅拌2天直到变为澄清溶液。冷却至0℃后,用10%乙酸中和溶液至pH为8,浓缩至少量体积,用水稀释(100mL),并用二氯甲烷萃取三次。用盐水洗涤合并的有机相,干燥(Na2SO4),并浓缩至干。硅胶色谱法分离,用乙醇的二氯甲烷洗脱得到8.11g(94%)标题化合物,为白色泡沫。1H NMR(CDCl3)δ2.46-2.57(m,1H,H2),3.23-3.73(m,9H,H5,H4′,H2′,OCH3),3.79(d,J=1.8Hz,6H;DMT),4.14(d,J=6.9Hz,1H,H3),4.43,4.47(AB,J=12Hz,2H,Bn),4.97(d,J=4.8Hz,1H,H1),6.77-6.85(m,4H,DMT),7.11-7.46(m,14H,Bn,DMT).
                       实施例10
3-O-苄基-2-脱氧-2-羟基甲基-5-O-甲磺酰基-4-甲磺酰氧基甲基-1-α-甲基-D-呋喃核糖(10)的制备
在0℃及氩气下向搅拌的3-O-苄基-2-脱氧-2-(4,4’-二甲氧基三苯甲氧基甲基)-4-C-羟基甲基-1-α-甲基-D-呋喃核糖(7.80g,13.0mmol)的无水吡啶(60mL)溶液中滴加甲磺酰氯(3.03mL,39mmol)。将所得反应混合物在室温搅拌45分钟,冷却至0℃,并用水(5mL)稀释。将所得混合物在室温搅拌15分钟,用EtOAc稀释,用盐水洗涤三次,干燥(Na2SO4),并浓缩得到白色泡沫状粗产物,将其溶解在AcOH-水(80∶20,400mL)中。将所得溶液在室温放置2小时并用水(200mL)稀释,并浓缩至约体积的1/4。加入水(100mL)并将混合物浓缩至干。硅胶色谱分离,用EtOAc-己烷(1∶3)洗脱得到5.32g(90%)标题化合物,为半固体。1HNMR(CDCl3)δ2.43-2.54(m,1H,H2),3.01(s,3H,OMs),3.03(s,3H,OMs),3.41(s,3H,OCH3),3.81(d,J=4.8Hz,2H,H2′),4.01,4.04(AB,J=10.5Hz,2H,H4′),4.21(d,J=7.5Hz,1H,H3),4.30,4.50(AB,J=1.8Hz,2H,H5),4.56,4.63(AB,J=12.0Hz,2H,Bn),4.99(d,J=5.1Hz,1H,H1),7.30-7.42(m,5H,Bn);元素分析C17H27O10S2:C,44.82;H,5.97.实测C,44.68;H,6.00.
                          实施例11
(1S,3S,4R,8S)-8-苄氧基-1-羟基甲基-3-甲氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(11)的制备
向搅拌的NaH(60%的矿物油,1.83g,22.90mmol)的无水THF(200mL)混合物中加入3-O-苄基-2-脱氧-2-羟基甲基-5-O-甲磺酰基-4-甲磺酰氧基甲基-1-α-甲基-D-呋喃核糖(5.20g,11.45mmol)的THF无水吡啶(30mL)溶液。将所得反应混合物在室温搅拌45分钟,冷却至0℃,并用水(5mL)稀释。将所得反应混合物在55℃搅拌42小时并通过在0℃加入水灭反应。蒸发THF并加入NaOH水溶液(0.5M,250mL)。将所得混合物加热回流24小时,冷却至0℃,用稀盐酸中和至pH为8,用二氯甲烷萃取四次。干燥(Na2SO4)合并的有机相并浓缩至干。硅胶色谱分离,用EtOAc-己烷(2∶1至1∶0)洗脱得到3.16g(98%)标题化合物,为无色浆液。                                         1HNMR(CDCl3)δ2.32(m,1H,H2),3.41(d,J=11.4Hz,1H,H4a′),3.46-3.60(m,2H,5H,H5,OCH3),3.91(d,J=11.1Hz,1H,H4b′),3.92(dd,J=10.8Hz,2.4Hz,1H,H2a′),4.01(d,J=5.4Hz, 1H, H3),4.04(d,J=10.5Hz,1H,H2b′),4.58,4.64(AB,J=12.0Hz,Bn),5.07(d,J=3.9Hz,1H,H1),7.28-7.40(m,5H,Bn).
                    实施例12
(1R,3S,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-甲氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(12)的制备
将(1S,3S,4R,8S)-8-苄氧基-1-羟基甲基-3-甲氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(1.60g,5.71mmol),乙酸酐(1.08ml,11.42mmol)和DMAP(2.09g,17.13mmol)的无水二氯甲烷溶液(10ml)在室温搅拌2小时,然后冷却到0℃,并用甲醇(4ml)稀释。将混合物在室温搅拌15分钟,用二氯甲烷稀释,先后用盐水和10%NaHCO3洗涤,干燥(Na2SO4),并浓缩至干。在硅胶上进行色谱分离,用乙酸乙酯-己烷(1∶1)洗脱,得到1.82g(99%)标题化合物为无色浆液;1HNMR(CDCl3)δ2.02(s,3H,OAc),2.33(m,1H,H2),3.50(d,J=10.8Hz,1H,H4a′),3.57(s,3H,OCH3),3.86-4.04(m,5H,H2a′,H2b′,H3,H4b′,H5a),4.14(d,J=12.0Hz,1H,H5b),4.50,4.64(AB,J=12.0Hz,1H,Bn),5.09(d,J=3.9Hz,1H,H1),7.29-7.42(m,5H,Bn);元素分析C17H22O6:C,63.34;H,6.88.实测C,63.41;H,6.94.
                      实施例13
(1R,3S,4R,8S)-3-乙酰氧基-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(13)的制备
在于0℃搅拌的(1S,3S,4R,8S)-8-苄氧基-1-羟基甲基-3-甲氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(600mg,2.14mmol)的乙酸(6.0ml)和乙酸酐(0.6ml)混合物溶液中滴加浓硫酸(57μl,1.07mmol)。将所得反应混合物在0℃搅拌10分钟,然后在室温搅拌2小时。冷却到0℃后用EtOAc稀释,用盐水洗涤三次,然后用10%NaHCO3洗涤,干燥(Na2SO4),并浓缩至干。在硅胶上进行色谱分离,用EtOAc-己烷(2∶3)洗脱,得到696mg(93%)标题化合物(β-端基异构体)和31mg(3%)α-端基异构体,二者均为无色浆液。在室温下放置几天后β-端基异构体变成固体;m.p.55-58℃;1H NMR(CDCl3)δ2.03(s,3H,OAc),2.08(s,3H,OAc),2.36-2.39(m,1H,H2),3.49(d,J=10.8Hz,H4a′),3.73(d,J=11.1Hz,2.7Hz,1H,H2a′),3.89(d,J=11.1Hz,1H,H4b′),4.01(d,J=11.1Hz,1H,H2b′),4.03(d,J=9.3Hz,1H,H5a),4.14(d,J=5.1Hz,1H,H3),4.55(d,J=9.6Hz,1H,H5b),4.55,4.64(AB,J=11.7Hz,2H,Bn),6.39(s,1H,H1),7.29-7.42(m,5H,Bn);元素分析C18H22O7:C,61.70;H,6.33.实测C,61.74;H,6.46.
                           实施例14
(1R,3S,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-(胸腺嘧啶-1-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(14)的制备
将胸腺嘧啶(189mg,1.5mmol)和无水硫酸铵(15mg)的HMDS(6ml)混合物加热回流过夜。除去HMDS,剩余物与无水间二甲苯共蒸发,真空下干燥30分钟,然后溶解于(1R,3S,4R,8S)-3-乙酰氧基-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(306mg,0.87mmol)的1,2-二氯乙烷(5ml)溶液。氩气下在搅拌的溶液中滴加三甲基甲硅烷基三氟甲磺酸酯(0.38ml)的1,2-二氯乙烷(2ml)。将所得溶液加热回流2小时,然后冷却到0℃。用氯仿稀释,然后用10%NaHCO3(10ml)中和。分离出有机相,水相用氯仿萃取两次。干燥(Na2SO4)合并的有机相,并浓缩至干。从EtOAc-CH2Cl2重结晶,得到标题化合物(303mg,83%)为无色固体;m.p.198-200℃;1HNMR(CDCl3)δ1.94(d,J=1.2Hz,1H,ArCH3),2.04(s,3H,OAc),2.93(m,1H,H2′),3.50(dd,J=11.8Hz,2.1Hz,1H,H2a″),3.59(d,J=11.4Hz,1H,H4a″),4.016(d,J=11.7Hz,1H,H4b″),4.022(d,J=12.6Hz,1H,H5a′),4.09(d,J=12.0Hz,1H,H2b″),4.11(d,J=4.5Hz,1H,H3′),4.27(d,J=12.6Hz,1H,H5b′),4.53,4.70(AB,J=11.7Hz,2H,Bn),5.88(d,J=3.6Hz,1H,H1′),7.30-7.42(m,5H,Bn),7.74(d,J=1.5Hz,1H,H6),8.79(s,1H,NH);元素分析C21H24N2O7:C,60.57;H,5.81;N,6.73.实测C,60.55;H,5.84;N,6.69.实施例15
(1R,3S,4R,8S)-8-羟基-1-羟基甲基-3-(胸腺嘧啶-1-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(15)的制备
在于10℃的(1R,3S,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-(胸腺嘧啶-1-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷的无水二氯甲烷(3ml)溶液中加入三氯化硼(1.0M的CH2Cl2,6ml)。将所得反应混合物在15℃至室温搅拌过夜,然后冷却到0℃。滴加甲醇(1.5ml),将所得混合物在0℃搅拌15分钟,接着加入三乙胺(2ml)。蒸发掉溶剂,沉淀物用温丙酮彻底萃取。干燥(Na2SO4)丙酮溶液,并浓缩至干。在硅胶上进行色谱分离,用10%甲醇的氯仿洗脱,得到99mg(化合物)20为白色泡沫。从丙酮结晶,得到95mg(93%)标题化合物为无色固体;1H NMR(DMSO-d6)δ1.76(d,J=0.9Hz,1H,ArCH3),2.45(m,1H,H2′),3.25(dd,J=11.4Hz,2.1Hz,1H,H2a″),3.32-3.52(m,2H,H5′),3.53(d,J=11.4Hz,1H,H4a″),3.72(d,J=11.1Hz,1H,H4b″),3.93(d,J=11.1Hz,1H,H2b″),4.16(m,1H,H3′),4.84(t,J=6.0Hz,1H,OH),5.74(d,J=4.2Hz,1H,H1′),5.84(d,J=3.9Hz,1H,OH),7.76(d,J=1.2Hz,1H,H6),11.32(s,1H,NH);MSm/z285(MH+);元素分析C12H16N2O6:C,50.70;H,5.67;N,9.85.实测C,50.85;H,5.68;N,9.75.
                        实施例16
(1R,3R,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-(6-氯嘌呤-9-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(17)和(1R,3S,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-(6-氯嘌呤-9-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(16)的制备
将6-氯嘌呤(246mg,1.6mmol)和HMDS(8.0ml)的混合物在氩气下回流2小时。蒸发除去HMDS,真空干燥剩余物30分钟,然后将剩余物溶解于(1R,3S,4R,8S)-3-乙酰氧基-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(302mg,0.83mmol)的无水1,2-二氯乙烷(5.0ml)溶液,随后加入三甲基甲硅烷基三氟甲磺酸酯(0.38ml,2.25mmol)的1,2-二氯乙烷(2.0ml)。将所得溶液在氮气下加热回流45分钟。用上述方法再进行一次处理。在硅胶上进行色谱分离,用EtOAc-己烷(1∶1)洗脱,得到(1R,3S,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-(6-氯嘌呤-9-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(122mg,α-端基异构体)和(1R,3R,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-(6-氯嘌呤-9-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(157mg,β-端基异构体)二者均为白色固体。总产率75%。α-异构体:1HNMR(CDCl3)δ2.05(s,3H,OAc),2.89(m,1H,H2′),3.23(dd,J=12.0Hz,2.4Hz,1H,H2a″),3.72(d,J=11.7Hz,H4a″),4.09(d,J=12.3Hz,2H,H4″,H5a′),4.13(d,J=13.2Hz,1H,H2b″),4.24(d,J=4.8Hz,H3′),4.29(d,J=12.3Hz,1H,H5b′),4.60,4.74(AB,J=11.7Hz,2H,Bn),6.50(d,J=4.2Hz,1H,H1′),7.32-7.44(m,5H,Bn),8.69(s,1H,H8),8.78(s,1H,H2).Theβ-异构体m.p.124+125℃(EtOAc-己烷);1HNMR(CDCl3)δ2.05(s,3H,OAc),2.90(m,1H,H2′),3.55(d,J=11.1Hz,H4a″),3.95-4.03(m,2H,H2a″,H4b″),4.18-4.24(m,3H,H5′,H2b″),4.32(d,J=4.8Hz,H3′),4.47,4.63(AB,J=11.7Hz,2H,Bn),6.52(s,1H,H1′),7.24-7.35(m,5H,Bn),8.40(s,1H,H8),8.72(s,1H,H2);元素分析C21H21N4O5Cl:C,56.70;H,4.76;N,12.59实测C,56.36;H,4.56;N,12.37.
                        实施例17
(1R,3S,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-3-(N2-乙酰基鸟嘌呤-9-基)-8-苄氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(22)的制备
将N2-鸟嘌呤(193mg,1.0mmol)和硫酸铵(20mg)的吡啶(1.0ml)和HMDS(5.0ml)的混合物在氩气下回流3小时。浓缩所得清澈溶液,并与二甲苯(10ml,钠干燥)共蒸发。剩余物在50℃真空干燥1小时,然后溶解于(1R,3S,4R,8S)-3-乙酰氧基-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(175mg,0.5mmol)的无水1,2-二氟乙烷(5.0ml)溶液,随后加入三甲基甲硅烷基三氟甲磺酸酯(0.27ml,1.5mmol)的1,2-二氯乙烷(1.0ml)。将所得溶液在室温氩气下搅拌30分钟,然后在70-75℃加热2小时。冷却到0℃,用10%碳酸氢钠(10ml)中和。将所得混合物搅拌15分钟,分离有机相。水相用氯仿萃取两次。将合并的有机相干燥并蒸发至干。在硅胶上进行色谱分离,用10%乙醇的CHCl3-EtOAc(1∶1)洗脱,得到标题化合物(72mg,30%)为无色固体;                                                          m.p.249℃(分解,EtOAc);1HNMR(CDCl3)δ2.01(s,3H,OAc),2.29(s,3H,NAc),2.75(m,1H,H2′),3.29(dd,J=11.7Hz,1.8Hz,1H,H2a″),3.66(d,J=11.4Hz,1H,H4a″),4.03(d,J=11.4Hz,1H,H4b″),4.05(d,J=11.7Hz,1H,H2b″),4.70(d,J=12.3Hz,1H,H5a′),4.13(d,J=4.8Hz,H3′),4.23(d,J=12.3Hz,1H,H5b′),4.53,4.67(AB,J=11.7Hz,2H,Bn),6.17 (d,J=4.2Hz,1H,H1′),7.28-7.40(m,5H,Bn),8.32(s,1H,H8),9.80(s,1H,NH),12.12(s,1H,NH).
                       实施例18
(1S,3R,4R,8S)-3-(腺嘌呤-9-基)-8-羟基-1-羟基甲基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(18)的制备
将(1R,3R,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-(6-氯嘌呤-9-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(100mg,0.225mmol)的二恶烷(20ml)和30%氢氧化铵水溶液(20ml)的混合物的溶液在钢瓶中于100℃加热16小时。蒸发掉溶剂,剩余物溶解于甲醇,随后加入20%氢氧化钯的活性炭(约50%水,3×250mg,每天加一次)。室温下在55psi氢气中氢解4天。滤出晶体用甲醇洗涤。浓缩合并的甲醇溶液,剩余物进行硅胶色谱分离,用20%甲醇的二氯甲烷洗脱,得到标题化合物(39mg,59%)为无色固体,将其从甲醇结晶;m.p.250℃(分解);1HNMR(DMSO-d6+D2O):δ2.53(m,1H,H2′),3.33(d,J=11.1Hz,1H,H2a″),3.40(d,J=12.3Hz,1H,H5a′),3.50(d,J=12.6 Hz,1H,H5b′),3.69-3.76(m,2H,H2b″,H4a″),4.05(d,J=10.2Hz,H4b″),4.45(d,J=5.1Hz,1H, H3′),6.26(s,1H,H1′),7.28(m,2H,NH2),8.12(s,1H,H8),8.33(s,1H,H2);MS:294(MH+);元素分析C12H15N5O4:C,49.14;H,5.16;N,23.88.实测C,49.01;H,4.97;N,23.92.
                       实施例19
(1S,3S,4R,8S)-3-(腺嘌呤-9-基)-8-羟基-1-羟基甲基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(19)的制备
用类似实施例18所述方法,由(1R,3S,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-(6-氯嘌呤-9-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(100mg)得到标题化合物(43mg,65%)为无色固体。                          1H NMR(CD3OD):δ2.71(m,1H,H2′),3.13(dd,J=11.7Hz,2.4Hz,1H,H2a″),3.57(d,J=12.6Hz,1H,H5a′),3.64(d,J=11.1Hz,H4a″),3.68(d,J=12.3Hz,1H,H5b′),3.96(d,J=11.1Hz,1H,H4b″),4.14(d,J=11.7Hz, 1H, H2b″),6.39(d,J=4.2Hz,1H,H1′),8.04(s,1H,H8),8.44(s,1H,H2);MS m/z294(MH+).
                      实施例20
(1S,3R,4R,8S)-8-羟基-1-羟基甲基-3-(次黄嘌呤-9-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(20)的制备
在(1R,3R,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-(6-氯嘌呤-9-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(150mg,0.34mmol)和巯基乙醇(0.19ml,2.7mmol)的甲醇(20ml)溶液中加入甲醇钠(0.37ml 5.4M的甲醇溶液,2.0mmol)。将所得溶液加热回流6小时,然后冷却到室温,用10%AcOH中和至pH7。蒸发掉甲醇,剩余物用1.0M NaHCO3(15ml)稀释,然后用10%甲醇的氯仿萃取,直到水相中不再含有产物。干燥(Na2SO4)合并的有机相并浓缩至干。经硅胶色谱分离,10-15%甲醇的氯仿洗脱,得到109mg(84%)肌苷衍生物(没有表示出)为无色固体。将其中100mg(0.26mmol)溶解于甲醇,然后加入20%氢氧化钯的活性炭(50%水,600mg)。室温下在50psi氢气中氢解3天。滤出晶体用甲醇洗涤。浓缩合并的甲醇溶液,剩余物进行硅胶色谱分离,用20-25%甲醇的二氯甲烷洗脱,得到61mg(61%)标题化合物为无色固体,将其从甲醇-乙酸乙酯结晶;m.p.228℃(分解);1H NMR(DMSO-d6):δ2.52(m,1H,H2′),3.30-3.55(m,3H,H5′,H4a″),3.69(dd,J=11.1Hz,2.7Hz,1H,H2a″),3.73(d,J=10.8Hz,H4b″),4.05(d,J=10.8Hz,1H,H2b″),4.40(m,1H,H2b″),5.03(t,J=6.0Hz,1H,OH),5.74(d,J=4.2Hz,1H,OH),6.24(s,1H,H1′),8.06(s,1H,H8),8.30(s,1H,H2),12.40(s,1H,NH);MS m/z295(MH+).实施例21
(1S,3S,4R,8S)-8-羟基-1-羟基甲基-3-(次黄嘌呤-9-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(21)的制备
在(1R,3S,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-(6-氯嘌呤-9-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(120mg,0.27mmol)和巯基乙醇(0.15ml,2.1mmol)的甲醇(16ml)溶液中加入甲醇钠(1.6mmol,0.30ml5.4M的甲醇溶液)。用类似实施例20所述方法得到37mg(47%)标题化合物为吸湿固体;1HNMR(DMSO-d6)δ2.52(m,1H,H2′),3.06(dd,J=11.7Hz,2.4Hz,1H,H2a″),3.34-3.53(m,2H,H5′),3.56(d,J=11.1Hz,1H,H4a″),3.79(d,J=11.4Hz,1H,H4b″),3.98(d,J=11.4Hz,1H,H2b″),4.31(d,J=4.5Hz,1H,H3′),4.89(br,1H,OH),5.99(br,1H,OH),6.28(d,J=4.2Hz,1H,H1′),8.03(s,1H,H8),8.27(s,1H,H2),12.30(br,1H,NH).
                       实施例22
(1S,3S,4R,8S)-3-(鸟嘌呤-9-基)-8-羟基-1-羟基甲基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(23)的制备
用类似实施例18所述方法,由(1R,3S,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-3-(N2-乙酰基鸟嘌呤-9-基)-8-苄氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(100mg)得到标题化合物(41mg,66%)为米色固体。1HNMR(DMSO-d6+D2O)δ2.42(m,1H,H2′),3.15(dd,J=11.4Hz,2.1Hz,1H,H2a″),3.34(d,J=11.4Hz,1H, H5a′),3.47(d,J=12.6Hz,1H,H5b′),3.51(d,J=12.0Hz,1H,H4a″),3.77(d,J=10.8Hz,1H, H4b″),3.98(d,J=11.7Hz,1H,H2b″),4.23(d,J=4.8Hz,1H,H3′),4.80(br,1H,OH),5.90 (br,1H,OH),6.05(d,J=4.2Hz,1H,H1′),6.52(br,2H,NH2),7.93(s,1H,H8),12.30(br,1H, NH);MSm/z310(MH+).实施例23
(1R,3R,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-(胸腺嘧啶-1-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(24)的制备
该反应用实施例14所述相同方法进行,但偶合剂用的是氯化锡(Ⅳ)(0.45ml),而糖底物是(1R,3S,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-甲氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(202mg,0.63mmol)。进行硅胶色谱分离,用5%EtOH的CH2Cl2洗脱,得到标题化合物(β-端基异构体)及其α-端基异构体(β∶α约为4∶1)的混合物(233mg,89%)为无色固体。β-端基异构体的1H NMR(CDCl3)(选自α-和β-端基异构体混合物的共振谱):δ1.93(d,J=0.9Hz,1H,ArCH3),2.05(s,3H,OAc),2.66(m,1H,H2′),3.48(d,J=11.1Hz,H4a″),3.86-4.12(m,5H,H2a″,H2b″,H3’,H4b″,H5a′),4.26(d,J=12.6 Hz, H5b′),4.44,4.64(AB,J=11.4Hz,2H,Bn),6.06(s,1H,H1′),7.26-7.42(m,5H,Bn),7.59(d,J=1.2Hz,1H,H6),8.94(s,1H,NH).
                        实施例24
(1R,3R,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-(尿嘧啶-1-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(25)的制备
用类似实施例23所述方法,从(1R,3S,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-甲氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(230mg,0.71mmol)和甲硅烷基化尿嘌呤(2.0mmol)开始,经硅胶色谱分离并用5%EtOH的二氯甲烷洗脱之后,得到标题化合物及其α-端基异构体(β∶α约为9∶1)的混合物(267mg,87%)为无色固体。经硅胶色谱单单分离出标题化合物(β-端基异构体);
m.p.145-147℃(EtOAc-己烷);1HNMR(CDCl3)δ2.02(s,3H,OAc),2.67(m,1H,H2′),3.49(d,J=11.4Hz,1H,H4a″),3.86-3.97(m,3H,H2a″,H3′,H4b″),4.08(d,J=12.3Hz,1H,H5a′),4.09(d,J=10.5Hz,1H,H2b″),4.25(d,J=12.3Hz,1H,H5b′),4.44,4.64(AB,J=11.7Hz,2H,Bn),6.05(s,1H,H1′),7.26-7.40(m,5H,Bn),5.69(d,J=8.1Hz,1H,H5),7.79(d,J=8.4Hz,1H,H6),8.92(s,1H,NH);元素分析C20H22N2O7:C,59.69;H,5.51;N,6.96.实测:C,59.45;H,5.56;N,6.91.
                        实施例25
(1R,3R,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-(N4-苯甲酰基胞嘧啶-1-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(26)的制备
用类似实施例23所述方法,通过(1R,3S,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-甲氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(645mg,2.0mmol)与甲硅烷基化N4-苯甲酰基胞嘧啶(4.0mmol)反应,经硅胶色谱分离并用5%EtOH的二氯甲烷洗脱之后,得到910mg(90%)标题化合物(β-端基异构体)为无色固体;m.p.173-174℃(EtOAc);1HNMR(CDCl3)δ2.07(s,3H,OAc),2.83(m,1H,H2′),3.51(d,J=11.1Hz,H4a″),3.86(d,J=5.4Hz,1H,H3′),3.97(d,J=11.1Hz,1H, H4b″),3.99-4.13(m,3H,H2a″,H2b″,H5a′),4.27(d,J=12.3Hz,1H,H5b′),4.38,4.61(AB,J=11.4Hz,2H,Bn),6.15(s,1H,H1′),7.24-7.38(m,5H,Bn),7.50-7.66(m,4H,H5,Bz),7.90(m,2H,Bz),8.28(d,J=7.5Hz,1H,H6),8.84(br,1H,NH);元素分析C27H27N3O7:C,64.15;H,5.38;N,8.31.实测:C,64.10;H,5.20;N,8.43.
                      实施例26
(1S,3R,4R,8S)-8-羟基-1-羟基甲基-3-(胸腺嘧啶-1-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(27)的制备
向0℃的(1R,3S,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-(胸腺嘧啶-1-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷及其α-端基异构体的混合物(约4∶1,200mg,0.48mmol)的无水二氯甲烷溶液(4ml)中加入三氯化硼(1.0M的CH2CH2,8ml)。将所得反应混合物在室温搅拌8小时,在15℃搅拌过夜,然后冷却到0℃。滴加甲醇(5.0ml),接着加入1.0M NaOMe的MeOH,将pH调至8。分离溶液,用20%甲醇的二氯甲烷彻底萃取沉淀物。干燥(Na2SO4)合并的滤液并浓缩至干。在硅胶上进行色谱分离,用10-15%甲醇的乙酸乙酯洗脱,得到标题化合物(78mg),标题化合物与其α-端基异构体的混合物(24mg),及α-端基异构体(23mg),全都是无色固体,总产率为91%。从甲醇-乙酸乙酯结晶得到标题化合物为晶状固体;m.p.217-218℃;1HNMR(DMSO-d6):δ1.75(d,J=1.2Hz,1H,ArCH3),2.24(m,1H,H2′)3.20(d,J=10.8Hz,1H,H4a″),3.33-3.58(m,3H,H2a″,H5′),3.66(d,J=10.8Hz,H4b″),3.97(d,J=10.5Hz,1H,H2b″),4.14(m,1H,H3′),5.24(t,J=5.1Hz,1H,OH),5.67(d,J=2.4Hz,1H,OH),5.82(s,1H,H1′),7.95(d,J=0.9Hz,1H,H6),11.32(s,1H,NH);MSm/z285(MH+);元素分析C12H16N2O6:C,50.70;H,5.67;N,9.85实测C,50.65;H,5.57;N,9.73.
                   实施例27
(1S,3R,4R,8S)-8-羟基-1-羟基甲基-3-(尿嘧啶-1-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(28)的制备
用类似实施例26所述方法,从(1R,3R,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-(尿嘧啶-1-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(215mg,0.53mmol)开始,经过硅胶色谱分离并用10%甲醇的二氯甲烷洗脱后,得到110mg(76%)标题化合物为白色固体。这时,标题化合物与少量其α-端基异构体混杂在一起。经过从丙酮-乙酸乙酯重结晶得到纯的标题化合物;m.p.218-219℃;1HNMR(丙酮-d6)δ2.42(m,1H,H2′),3.27(d,J=10.8 Hz,1H,H4a″),3.58-3.72(m,3H,H2a″,H5′,3.83(d,J=10.8Hz,1H,H4b″),4.13(d,J=10.5Hz,1H,HH2b″),4.37(t,J=5.1Hz,1H,OH),4.42(m,1H,H3′),4.88(d,J=3.9Hz,1H,OH),5.52(d,J=7.8Hz,1H,H5),5.9(s,1H,H1′),8.17(d,J=7.8Hz,1H,H6),10.02(s,1H,NH);MSm/z271(MH+);元素分析C11H14N2O6:C,48.89;H,5.22;N,10.37.实测C,48.60;H,5.64;N,10.21.
                   实施例28
(1S,3R,4R,8S)-3-(胞嘧啶-1-基)-8-羟基-1-羟基甲基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(30)的制备
用类似实施例26所述方法,从(1R,3R,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-(N4-苯甲酰基胞嘧啶-1-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷开始,经过硅胶色谱分离并用10%MeOH的二氯甲烷洗脱后,得到364mg(65%)(1S,3R,4R,8S)-3-(N4-苯甲酰基胞嘧啶-1-基)-8-羟基-1-羟基甲基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(760mg),将其中120mg(0.32mmol)溶解于饱和氨的甲醇溶液,并将该溶液在室温搅拌24小时。蒸发除去氨和甲醇,将剩余物溶解于水,用氯仿彻底萃取5次,然后用甲苯萃取两次。蒸发掉水,从甲醇结晶,得到62mg标题化合物(45mg晶状固体和17mg非晶状固体);                               m.p.250℃(分解;1HNMR(CD3OD)δ2.33(m,1H,H2′),3.31(d,J=11.1Hz,1H,H4a″),3.57(d,J=12.3Hz,1H,H5a′),3.65(d,J=12.3Hz,1H,H5b′),3.78(dd,J=10.5Hz,2.7Hz,H2a″),3.84(d,J=11.1Hz,1H,H4b″),4.14(d,J=10.5Hz,1H,H2b″),4.20(d,J=5.1Hz,1H,H3′),5.86(d,J=7.5Hz,1H,H5),5.96(s,1H,H1′),8.22(d,J=7.8Hz,1H,H6);MS:m/z270(MH+);元素分析C11H15N3O5:C,49.07;H,5.62;N,15.61.实测C,48.93;H,5.55;N,15.64.
类似地制备(1S,3R,4R,8S)-3-(N4-乙酰基胞嘧啶-1-基)-8-羟基-1-羟基甲基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷。
另一种方法:将(1S,3R,4R,8S)-8-羟基-1-羟基甲基-3-(尿嘧啶-1-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(170mg,0.63mmol),乙酸酐(2.16ml,20.1mmol)和吡啶(0.29ml,3.5mmol)的无水DMF(2.5ml)混合物在室温搅拌过夜。用二氯甲烷稀释,盐水和10%NaHCO3洗涤,干燥(Na2SO4)并浓缩至干。经硅胶色谱分离,乙酸乙酯-己烷(2∶1)洗脱,得到117mg(77%)(1S,3R,4R,8S)-8-乙酰氧基-1-乙酰氧基甲基-3-(尿嘧啶-1-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷的3’,5’-二乙酰基衍生物。
将(1S,3R,4R,8S)-8-乙酰氧基-1-乙酰氧基甲基-3-(尿嘧啶-1-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(175mg,0.58mmol)溶解于无水吡啶(1.5ml),氩气下将所得溶液冷却到0℃,然后加入二氯磷酸4-氯苯基酯(0.29ml,1.775mmol)。将所得溶液升至室温,并转移到装有1,2,4-三唑(120mg,1.75mmol)的用隔膜封口的小瓶中。将反应混合物在室温搅拌3天,用CH2Cl2稀释,用盐水或5%NaHCO3洗涤,干燥(Na2SO4),并浓缩至干。将剩余物溶解于二噁烷(7ml)和30%氢氧化铵(10ml)。将溶液在室温下放置16小时,并蒸发溶剂。剩余物经硅胶色谱纯化,Et3N-MeOH-CHCl3(5∶30∶65)洗脱,得到74mg(55%)标题化合物为微黄色固体。
                       实施例29
(1R,3R,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-3-(N2-乙酰基鸟嘌呤-7-基)-8-苄氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(31)的制备
将根据实施例17所述方法由N2-乙酰基鸟嘌呤制得的甲硅烷基化碱(386mg,2.0mmol)溶解于(1R,3S,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-8-苄氧基-3-甲氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(477mg,1.48mmol)的无水1,2-二氯乙烷(10ml)溶液,接着加入氯化锡(Ⅳ)的1,2-二氯乙烷(2.0ml)。将所得混合物加热回流3小时,然后在70℃加热过夜,最后冷却到0℃。用2.0M碳酸钠中和该混合物,用硅藻土过滤,用氯仿彻底萃取。干燥(Na2SO4)合并的滤液并浓缩至干。硅胶色谱分离,5%EtOH的氯仿洗脱,得到297mg(42%)标题化合物,73mg(10%)标题化合物的N9-偶合的β-端基异构体,和46mg(6%)N9-偶合的α-端基异构体,所有这些均为白色固体。标题化合物:m.p.176-178℃(CH3Cl-EtOAc);1HNMR(CDCl3)δ2.09(s,3H,OAc),2.40(s,3H,NAc),2.78(m,1H,H2′),3.53(d,J=11.4Hz,1H,H4a″),3.99(d,J=11.1Hz,H4b″),4.03-4.18(m,4H,H2a″,H2b″,H3′,H5a′),4.26(d,J=12.6Hz,1H,H5b′),4.39,4.58(AB,J=11.7Hz,2H,Bn),6.62(s,1H,H1′),7.22-7.40(m,5H,Bn),8.21(s,1H,H8),10.60(s,1H,NH),12.34(s,1H,NH);元素分析C23H251N5O8:C,55.31;H,5.05;N,14.02.实测C,55.35:H.4.83;N,13.80.
                       实施例30
(1R,3R,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-3-(N2-乙酰基鸟嘌呤-9-基)-8-苄氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(32)的制备
将同样数量的实施例29所得甲硅烷基化N2-乙酰基鸟嘌呤溶解于(1R,3R,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-3-(N2-乙酰基鸟嘌呤-7-基)-8-苄氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(370mg,0.76mmol)的无水1,2-二氯乙烷(10ml)溶液,接着加入三甲基甲硅烷基三氟磺酸酯(TMSOTf)(0.54ml,3.0mmol)的1,2-二氯乙烷(3ml)。将所得溶液加热回流过夜。再加入TMSOTf(0.54ml),并将混合物再回流2天。经过实施例29同样的处理,在硅胶色谱纯化和5%乙醇的氯仿洗脱之后,得到104mg(28%)完整的起始原料,91mg(25%)标题化合物和80mg(22%)标题化合物的α-端基异构体,所有这些都是白色固体。标题化合物:m.p.128-131℃(CH3Cl-EtOAc);1HNMR(CDCl3)δ2.02(s,3H,OAc),2.30(s,3H,NAc),2.67(m,1H,H2′),3.50(d,J=10.8Hz,1H,H4a″),3.78(dd,J=10.8Hz,2.7Hz,1H,H2a″),3.99(d,J=10.8Hz,H4b″),4.12(d,J=12.3Hz,1H,H5a),4.14(d,J=10.gHz,1H,H2b″),4.27(d,J=12.3Hz,1H,H5b),4.33(d,J=5.1Hz,1H,H3′),4.49,4.62(AB,J=11.7Hz,2H,Bn),6.25(s,1H,H1′),7.26-7.38(m,5H,Bn),7.83(s,1H,H8),9.0(s,1H,NH),11.95(s,1H,NH);MS:m/z310(MH+);元素分析C23H25N5O8:C,55.31;H,5.05;N,14.02.实测C,55.70;H,5.00;N,13.95.实施例31
(1S,3R,4R,8S)-3-(鸟嘌呤-9-基)-8-羟基-1-羟基甲基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(33)的制备
用类似实施例22所述方法,从(1R,3R,4R,8S)-1-乙酰氧基甲基-3-(N2-乙酰基鸟嘌呤-9-基)-8-苄氧基-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(180mg)开始,经过色谱分离后,得到52mg(45%)标题化合物为无色固体。从水-乙醇(9∶1)结晶得到晶状固体;m.p.258℃(分解);1HNMR(DMSO):δ2.45(m,1H,H2′),3.31(d,J=10.8Hz,1H,H4a″),3.36-3.50(m,2H,H5a′,H5b′),3.60(dd,J=10.2Hz,2.7Hz,1H,H2a″),3.1(d,J=11.1Hz,H4b″),4.03(d,J=10.5Hz,1H, H2b″), 4.36(m,1H,H3′),4.95(t,J=5.7Hz,1H,OH),5.70(d,J=3.9Hz,1H,OH),6.06(s,1H,H1′),6.55(br,2H,NHz),7.90(s,1H,H8),10.68(s,1H,NH);MSm/z310(MH+).
                     实施例32
(1S,3R,4R,8S)-8-羟基-1-(4,4’-二甲氧基三苯甲氧基甲基)-3-(N4-乙酰基胞嘧啶-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(35)的制备
将(1S,3R,4R,8S)-8-羟基-1-羟基甲基-3-(N4-乙酰基胞嘧啶-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(200mg,0.64mmol)和4,4’-二甲氧基三苯甲基氯(548mg,0.61mmol)的无水吡啶(7ml)在室温下放置过夜。用乙酸乙酯稀释,用盐水和10%NaHCO3洗涤,硫酸钠干燥并浓缩。经过硅胶色谱分离,用10%乙醇的氯仿洗脱,得到342mg(87%)标题化合物为无色泡沫。
类似地制备(1S,3R,4R,8S)-8-羟基-1-(4,4’-二甲氧基三苯甲氧基甲基)-3-(N4-苯甲酰基胞嘧啶-1-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(36)和(1S,3R,4R,8S)-8-羟基-1-(4,4’-二甲氧基三苯甲氧基甲基)-3-(胸腺嘧啶-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(34)。
                   实施例33
(1S,3R,4R,8S)-8-羟基-1-(4,4’-二甲氧基三苯甲氧基甲基)-3-(N4-乙酰基胞嘧啶-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷8-O-(2-氰基乙基-N,N-二异丙基氨基磷酸酯(phosphoramidite))(38)的制备
氩气下向在0℃搅拌的(1S,3R,4R,8S)-8-羟基-1-(4,4’-二甲氧基三苯甲氧基甲基)-3-(N4-乙酰基胞嘧啶-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷(320mg,0.52mmol)和二异丙基乙胺(0.36ml,2.08mmol)的无水二氯甲烷(6ml)溶液中滴加2-氰基乙基-N,N-二异丙基氯氨基磷酸酯(0.23ml,1.04mmol)。将所得溶液在室温搅拌4小时,用冰冷却,乙酸乙酯稀释,冷10%NaHCO3洗涤,硫酸钠干燥,室温下浓缩。经过硅胶色谱分离,用5%三乙胺和5%丙酮的二氯甲烷洗脱,得到376mg(89%)标题化合物为无色泡沫。
类似地制备(1S,3R,4R,8S)-8-羟基-1-(4,4’-二甲氧基三苯甲氧基甲基)-3-(N4-苯甲酰基胞嘧啶-1-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷8-O-(2-氰基乙基-N,N-二异丙基氨基磷酸酯)(39)和(1S,3R,4R,8S)-8-羟基-1-(4,4’-二甲氧基三苯甲氧基甲基)-3-(胸腺嘧啶-1-基)-2,6-二氧杂双环[3,2,1]辛烷8-O-(2-氰基乙基-N,N-二异丙基氨基磷酸酯)(37)。
实施例34
含有2,4-双环核苷酸的低聚核苷酸的制备
本实施例解释双环核苷氨基磷酸酯37-39在合成含有2’-C,4’-C-桥双环核苷的低聚核苷酸方面的用途。本实施例中的低聚核苷酸是用氨基磷酸酯途径合成的。修饰的低聚核苷酸是用标准方法(符合1994年Perkin-Elmer的ABI 394 Synthesizer协议)合成的,区别仅在于使用了更浓的溶液和延长了偶合时间。用于修饰的氨基磷酸酯的溶液浓度为0.13M,比未修饰的氨基磷酸酯的浓度(0.1M)浓30%。修饰的氨基磷酸酯所用偶合时间为10分钟,而修饰的氨基磷酸酯旁的未修饰氨基磷酸酯所用偶合时间仅为5分钟。修饰的氨基磷酸酯的偶合产率可与未修饰的氨基磷酸酯的偶合产率相比美(98-99%)。修饰的ODN用反相HPLC纯化并用质谱仪定性。
下面所列是合成的(氨基酸)序列的例子:
5’-d(ATCTCTCCGCTTCCTTTC)-3’,
5’-d(ATCTCTCCGCTTCCTTTC)-3’,
5’-d(ATCTCTCCGCTTCCTTTC)-3’,
5’-d(ATCTCTCCGCTTCCTTTC)-3’,
5’-d(ATCTCTCCGCTTCCTTTC)-3’,
5’-d(CTTCCTGTCTGATGGCTTC)-3’,
5’-d(CTTCCTGTCTGATGGCTTC)-3’,
5’-d(CTTCCTGTCTGATGGCTTC)-3’,
5’-d(CTTCCTGTCTGATGGCTTC)-3’,
5’-d(CTTCCTGTCTGATGGCTTC)-3’,
5’-d(CTTCCTGTCTGATGGCTTC)-3’,
其中,A,C,G和T是未修饰的脱氧核糖核苷
T=2’,4’-C-桥胸腺嘧啶核苷
C=2’,4’-C-桥脱氧胞苷
                      实施例35
含有2,4-双环核苷酸的低聚核苷酸的杂交性
修饰的低聚核苷酸与补充的DNA和RNA的杂交过程是通过热力学熔点测量方法(Wang等人,《核苷核苷酸》(Nucleosides Nucleotides),16,445(1997))研究的。如表1所示,修饰作用明显提高了与RNA的杂交性。对于含有双环胸腺嘧啶核苷T的序列,Tm值为每次修饰增加2.2-3.3度。含有双环胞嘧啶核苷C的序列也具有比未修饰的低聚核苷酸更高的Tm值,例如,对于序列4,每次修饰要高出2.4°;而对于序列5,每次修饰高出1.9°。序列12含有一个不匹配的核苷(序列中间的G被T代替),其Tm值为11°,比序列10低,它揭露了该序列的特性。对于其中所有T和C被T和C替代的序列,Tm值(>90°)会被进一步提高,进而在此测量系统中无法得到精确值。
表1含有2’-C,4’-C-桥-双环核苷的低聚核苷酸的杂交性
序列     Tm℃RNA  ΔTm℃/Mod.
1.5′-d(ATCTCTCCGCTTCCTTTC)-3′2.5′-d(ATCTCTCCGCTTCCTTTC)-3′3.5′-d(ATCTCTCCGCTTCCTTTC)-3′4.5′-d(ATCTCTCCGCTTCCTTTC)-3′5.5′-d(ATCTCTCCGCTTCCTTTC)-3′6.5′-d(ATCTCTCCGCTTCCTTTC)-3′7.5′-d(CTTCCTGTCTGATGGCTTC)-3′8.5′-d(CTTCCTGTCTGATGGCTTC)-3′9.5′-d(CTTCCTGTCTGATGGCTTC)-3′10.5′-d(CTTCCTGTCTGATGGCTTC)-3′11.5′-d(CTTCCTGTCTGATGGCTTC)-3′12.5′-d(CTTCCTGTCTTATGGCTTC)-3′     64.478.1~8271.777.5>9063.069.576.281.4>9070.3 +2.8+2.2+2.4+1.9+3.3+3.3+2.3
T=2’,4’-C-桥胸腺嘧啶核苷,
C=2’,4’-C-桥胞嘧啶核苷。
用于Tm测量的样品是含有2.0μM修饰的低聚核苷酸和2.0μM补充的DNA或RNA的缓冲液(10mM磷酸钠,0.1mM EDTA和0.1氯化钠,pH7.0)。
至此,本文已经公开了带有双环糖部分的新核苷和低聚核苷酸的具体实例和申请内容的描述及其制备方法。显然,对于本领域技术人员来说,在不背离本发明观点的前提下,实际应用中可以对本文所述方法进行适当修改。因此,本发明的目的不是限制权利要求之外的东西。而且,在对说明书和权利要求书的解释中所有术语都将以最广泛的方式在全文中使用,尤其是术语“包括”和“包含”都应该解释为以不排斥方式涉及原理、组分或步骤,指可能出现或可以利用或可以与其他不明确涉及的原理,组分或步骤相结合的原理,组分或步骤。

Claims (4)

1.下式化合物,
Figure A9980905700021
其中X,Y和Z分别选自O,S,CH2,NR,C=O,C=CH2或者不存在,其中R选自氢,烷基,烯基,炔基,酰基;
R1选自腺嘌呤,胞嘧啶,鸟嘌呤,次黄嘌呤,尿嘧啶,胸腺嘧啶,杂环类,H,OCH3,OAc,卤素,磺酸根;
R2,R3分别自选自H,OH,DMTO,TBDMSO,BnO,THPO,AcO,BzO,OP(NiPr2)O(CH2)2CN,OPO3H,二磷酸根,三磷酸根;R2和R3一起可以是PhCHO2,TIPDSO2或DTBSO2
2.根据权利要求1的化合物,其中X是氧;Y是O,S,NH或亚甲基;Z是亚甲基。
3.至少含有一种根据权利要求1的单体的低聚核苷酸。
4.至少含有一种根据权利要求2的单体的低聚核苷酸。
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