[go: up one dir, main page]

WO2002062747A1 - Fotolabile schutzgruppen für die synthese von biopolymeren - Google Patents

Fotolabile schutzgruppen für die synthese von biopolymeren Download PDF

Info

Publication number
WO2002062747A1
WO2002062747A1 PCT/EP2002/001187 EP0201187W WO02062747A1 WO 2002062747 A1 WO2002062747 A1 WO 2002062747A1 EP 0201187 W EP0201187 W EP 0201187W WO 02062747 A1 WO02062747 A1 WO 02062747A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
synthon
group
optionally substituted
synthesis
biopolymers
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2002/001187
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Beier
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.)
Febit AG
Original Assignee
Febit AG
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 Febit AG filed Critical Febit AG
Priority to US10/470,939 priority Critical patent/US20040116680A1/en
Priority to EP02702345A priority patent/EP1358152A1/de
Publication of WO2002062747A1 publication Critical patent/WO2002062747A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C245/00—Compounds containing chains of at least two nitrogen atoms with at least one nitrogen-to-nitrogen multiple bond
    • C07C245/02—Azo compounds, i.e. compounds having the free valencies of —N=N— groups attached to different atoms, e.g. diazohydroxides
    • C07C245/06—Azo compounds, i.e. compounds having the free valencies of —N=N— groups attached to different atoms, e.g. diazohydroxides with nitrogen atoms of azo groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • C07C245/08—Azo compounds, i.e. compounds having the free valencies of —N=N— groups attached to different atoms, e.g. diazohydroxides with nitrogen atoms of azo groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings with the two nitrogen atoms of azo groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings, e.g. azobenzene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H19/00—Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof
    • C07H19/02—Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof sharing nitrogen
    • C07H19/04—Heterocyclic radicals containing only nitrogen atoms as ring hetero atom
    • C07H19/06—Pyrimidine radicals
    • C07H19/10—Pyrimidine radicals with the saccharide radical esterified by phosphoric or polyphosphoric acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H19/00—Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof
    • C07H19/02—Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof sharing nitrogen
    • C07H19/04—Heterocyclic radicals containing only nitrogen atoms as ring hetero atom
    • C07H19/16—Purine radicals
    • C07H19/20—Purine radicals with the saccharide radical esterified by phosphoric or polyphosphoric acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H21/00—Compounds containing two or more mononucleotide units having separate phosphate or polyphosphate groups linked by saccharide radicals of nucleoside groups, e.g. nucleic acids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/0059—Sequential processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00596—Solid-phase processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00709—Type of synthesis
    • B01J2219/00711—Light-directed synthesis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00718—Type of compounds synthesised
    • B01J2219/0072—Organic compounds
    • B01J2219/00722—Nucleotides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B40/00—Libraries per se, e.g. arrays, mixtures
    • C40B40/04—Libraries containing only organic compounds
    • C40B40/06—Libraries containing nucleotides or polynucleotides, or derivatives thereof
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/55—Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups

Definitions

  • the present invention relates to photolabile protective groups for the synthesis of biopolymers, in particular nucleic acids.
  • Biochips have become significantly more important for research and diagnostics because they allow complex biological issues to be dealt with quickly and in parallel. However, chips of the highest quality are required for this, so that there is a high level of interest in new effective methods of synthesis.
  • Photolabile nucleoside derivatives are used in the light-controlled synthesis of nucleic acid chips.
  • the chain structure of the nucleic acid fragments usually takes place by means of phosphoramidite synthons.
  • the modules each have a temporary photo protection group that can be removed by exposure to light.
  • the synthesis principle provides for a cyclical sequence of condensation and deprotection steps (by light).
  • the efficiency with which such a light-controlled synthesis can take place is essentially determined by the photolabile protective groups used, in particular by the efficiency with which these can be removed in the irradiation step.
  • the photo-protecting groups hitherto used for light-controlled synthesis are the NVOC (SPA Fodor et al., Science 251 (1 991), 767 ff.), MeNPOC (AC Pease et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 91 (1 994), 5022 ff.), DMBOC (MC Pirrung, J. Org. Chem. 60 (1 995), 1 1 1 6 ff.) And the NPPOC protecting groups (A. Hassan et al., Tetrahedron 53 ( 1 997), 4247 ff.).
  • NVOC SPA Fodor et al., Science 251 (1 991), 767 ff.
  • MeNPOC AC Pease et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 91 (1 994), 5022 ff.
  • DMBOC MC Pirrung, J. Org. Chem. 60 (1 995), 1 1 1 6 ff.
  • NPPOC protecting groups
  • the photolabile protective groups currently used for the light-controlled synthesis of nucleic acids are generally characterized by a comparatively low absorption coefficient at the wavelength of the light radiation.
  • the photolabile nucleoside derivatives are usually irradiated with mercury high-pressure lamps at a wavelength of 365 nm.
  • the low absorption coefficient of the photolabile protective groups used at this wavelength means that only a very small proportion of the incident light can be used to excite the molecule , Furthermore, the photolabile protective groups used are mostly colorless derivatives.
  • the object of the invention was to increase the utilization of the incident light by providing novel photolabile nucleoside derivatives and thus significantly increase the speed of the abstraction of the photo protection groups themselves.
  • photolabile protective groups which are distinguished by the fact that they have a chromophoric system of Include azo dye type.
  • the chromophore of the azo dye leads to a significantly higher absorption coefficient of the photolabile protective group at the irradiated wavelength. Accordingly, a much higher proportion of the incident light can be used to put the photo-protective group molecule into the excited state. This leads to the abstraction of the derivatives according to the invention taking place particularly quickly.
  • the color of the photo protection groups according to the invention serves the purpose of being able to track and monitor the abstraction process particularly easily on-line.
  • the invention relates to a compound of the general formula (I)
  • Aryl radical it being possible for a number of adjacent R 'groups to form a ring system, R "each independently being an optionally substituted C 1 -C 4 alkyl radical or an optionally substituted aryl radical, I is an integer from 0 to 5, m is an integer from Is 0 to 3, n is an integer from 0 to 4, P is 0 or 1,
  • X a group selected from: O S O
  • O and Y is a leaving group.
  • Substituents of alkyl, alkenyl, alkynyl or aryl groups are preferably selected from halogen, e.g. B. F, Cl, Br or J, OH, SH, -O-, -S (O) -, -S (O) 2 -, NO 2 or CN. the substituents can be present one or more times on the radical in question.
  • Aryl groups can also include ring systems with heteroatoms such as O, N or / and S.
  • R can be, for example, CH 3 and n can be 0 or 1.
  • I and m are preferably integers from 0 to 3, particularly preferably 0 to 1.
  • n is preferably an integer from 0 to 2.
  • the leaving group Y is a group which can be split off when the compound (I) reacts with another compound.
  • Y is one by reaction with a nucleophile, optionally in the presence of an auxiliary base, e.g. Pyridine, removable leaving group.
  • auxiliary base e.g. Pyridine
  • suitable leaving groups are:
  • the compounds (I) are suitable for the preparation of protected synthons for the light-controlled synthesis of biopolymers, such as peptides, peptide nucleic acids (PNA) or carbohydrates, and in particular of nucleic acids, such as DNA or RNA.
  • biopolymers such as peptides, peptide nucleic acids (PNA) or carbohydrates
  • nucleic acids such as DNA or RNA.
  • Monomeric biopolymer building blocks for example nucleotides or nucleotide derivatives, but also oligomeric building blocks, in particular dimers or trimers, can be used as synthesis.
  • suitable synthons for nucleic acids are protected phosphates, H-phosphonates or phosphoramidites, with phosphoramidites being particularly preferred.
  • linker or spacer units e.g. B. phosphoramidites can be used.
  • Yet another object of the invention is therefore a protected synthon for the light-controlled synthesis of biopolymers, which carries one or more photolabile protective groups Z, which have arisen from the reaction of the synthon with a compound (I), as indicated above, by substitution of Y.
  • the synthon is preferably a synthon for the synthesis of nucleic acids and particularly preferably a phosphoramidite building block.
  • Synthones according to the invention can have, for example, the general formulas (IIA), (IIB), (IIC) or (IIID):
  • B is hydrogen or an organic radical, e.g. B. an optionally substituted CC 10 alkyl radical such as CH 3 and preferably a heterocyclic base, in particular a nucleobase, for example a pyrimidine base such as cytosine, thymine, uracil or a non-natural
  • Pyrimidine base such as 5-methylcytosine, or a purine base such as adenine, guanine or a non-natural purine base such as 2,6-diaminopurine, hypoxanthine or xanthine, where the nucleobase can optionally carry protective groups, Z formed from the compound (I) by substitution of Y.
  • R 1 is H, OH, R or OR, where R is as previously defined for the compound (I), or is a protective group (for example an acid- or base-labile protective group other than Z), one of R 2 and R 3 is an optionally protected phosphate, phosphonate or phosphoramidite group and the other is H or one
  • Protecting group e.g. an acid or base labile different from Z.
  • the protected synthons according to the invention can be used for the light-controlled synthesis of biopolymers. Due to the high absorption coefficient, a high light input and consequently more efficient cleavage is ensured and optical monitoring of the cleavage of the protective group Z due to its color, for. B. is possible during the synthesis.
  • the compounds (I) and synthons according to the invention can be prepared essentially analogously by the methods described in WO96 / 1 8634, WO97 / 44345 or WO 00/61 594.
  • Figure 2 shows the production of protected nucleoside derivatives.
  • the compound (I) is coupled to the 5'-OH group of a nucleoside using pyridine as auxiliary base.
  • a phosphoramidite function is then introduced into the 3'-OH group of the nucleoside.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft fotolabile Schutzgruppen für die Synthese von Biopolymeren, insbesondere Nukleinsäuren.

Description

Fotolabile Schutzgruppen für die Synthese von Biopolymeren
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft fotolabile Schutzgruppen für die Synthese von Biopolymeren, insbesondere Nukleinsäuren.
Die Technologie der lichtgesteuerten Synthese von Biopolymeren unter Verwendung fotolabiler Schutzgruppen eröffnet die Möglichkeit, Biochips in situ durch Synthese aus Monomer- oder Oligomerbausteinen zu erzeugen. Biochips haben für die Forschung und Diagnostik ganz erheblich an Bedeutung gewonnen, da sie eine schnelle und hochparallele Bearbeitung komplexer biologischer Fragestellungen erlauben. Hierzu werden jedoch Chips von höchster Qualität benötigt, sodass ein hohes Interesse an neuen effektiven Syπthesemethoden besteht.
Bei der lichtgesteuerten Synthese von Nukleinsäure-Chips finden fotolabile Nukleosid-Derivate Verwendung. Hierbei findet der Kettenaufbau der Nukleinsäure-Fragmente üblicherweise mittels Phosphoramidit-Synthonen statt. Die Bausteine tragen jeweils eine temporäre Fotoschutzgruppe, die durch Lichteinstrahlung entfernt werden kann. Das Syntheseprinzip sieht eine zyklische Abfolge von v.a. Kondensations- und Deprotektions- Schritten (durch Licht) vor. Die Effizienz, mit der eine solche lichtgesteuerte Synthese erfolgen kann, wird im Wesentlichen durch die verwendeten fotolabilen Schutzgruppen, insbesondere durch die Effizienz, mit der diese im Bestrahlungsschritt entfernt werden können, bestimmt. Bei den bislang zur lichtgesteuerten Synthese verwendeten Fotoschutzgruppen handelt es sich um die NVOC (S.P.A. Fodor et al., Science 251 ( 1 991 ), 767 ff.), MeNPOC (A.C. Pease et al., Proc. Natl. Acad. Sei. 91 ( 1 994), 5022 ff.), DMBOC (M.C. Pirrung, J. Org. Chem. 60 ( 1 995), 1 1 1 6 ff.) und die NPPOC-Schutzgruppen (A. Hassan et al., Tetrahedron 53 ( 1 997), 4247 ff.) . Weitere bekannte fotolabile Schutzgruppen in der Nukleosid- bzw. Nukleotidchemie sind o-Nitrobenzyl-Gruppen und ihre Derivate (vgl. z.B. Pillai, Org. Photochem. 9 ( 1 987) , 225; Walker et al., J. Am. Chem. Soc. 1 1 0 ( 1 988), 71 70) . Als weitere fotolabile Schutzgruppe ist die 2-(o- Nitrophenyl)ethyl-Gruppe (Pfleiderer et al., In: "Biophosphates and their Analogues - Synthesis, Structure, Metabolism and Activity", ELSEVIER Science Publishers B.V. Amsterdam ( 1 987), 1 33 ff.) sowie Derivate davon (WO97/44345 und WO96/18634) vorgeschlagen.
Die gegenwärtig für die lichtgesteuerte Synthese von Nukleinsäuren verwendeten fotolabilen Schutzgruppen (z.B. NVOC, MeNPOC, NPPOC) zeichnen sich im Allgemeinen durch einen vergleichsweise niedrigen Absorptionskoeffizienten bei der Wellenlänge der Lichteinstrahlung aus. Die Bestrahlung der fotolabilen Nukleosid-Derivate erfolgt üblicherweise mit Hg- Hochdrucklampen bei einer Wellenlänge von 365 nm. Der niedrige Absorptionskoeffizient der verwendeten fotolabilen Schutzgruppen bei dieser Wellenlänge hat zur Folge, dass nur ein sehr geringer Anteil des eingestrahlten Lichts zur Anregung des Moleküls verwertet werden kann. Des Weiteren handelt es sich bei den verwendeten fotolabilen Schutzgruppen zumeist um farblose Derivate. Das wiederum hat zur Folge, dass es während der Synthese nicht möglich ist, mit einfachen spektroskopischen Methoden zu detektieren, ob die fotolabile Schutzgruppe sich noch am Nukleosid-Derivat befindet oder bereits teilweise oder vollständig durch den Lichteintrag abstrahiert worden ist. Es lässt sich somit der Vorgang der Abstraktion nur schwer oder gar nicht verfolgen.
Aufgabe der Erfindung war es nun, durch Bereitstellung von neuartigen fotolabilen Nukleosid-Derivaten die Verwertung des eingestrahlten Lichtes zu erhöhen und damit die Geschwindigkeit der Abstraktion der Fotoschutzgruppen selbst signifikant zu steigern. Dies wird dadurch erreicht, dass fotolabile Schutzgruppen Verwendung finden, die sich dadurch auszeichnen, dass diese ein chromophores System vom Azofarbstoff-Typ beinhalten. Der Chromophor des Azofarbstoffes führt zu einem wesentlich höheren Absorptionskoeffizienten der fotolabilen Schutzgruppe bei der eingestrahlten Wellenlänge. Demnach kann ein wesentlich höherer Anteil des eingestrahlten Lichtes dazu verwandt werden, das Fotoschutzgruppen-Molekül in den angeregten Zustand zu versetzen. Dies führt dazu, dass die Abstraktion der erfindungsgemäßen Derivate besonders schnell erfolgt.
Des Weiteren dient die Farbe der erfindungsgemäßen Fotoschutzgruppen dem Zweck, den Vorgang der Abstraktion besonders leicht on-line verfolgen und überwachen zu können.
Gegenstand der Erfindung ist eine Verbindung der allgemeinen Formel (I)
Figure imgf000004_0001
worin R H, Halogen, CN, NO2, N(R")2, NH-COR", NR"-COR" oder ein gegebenenfalls substituierter C.-C^Alkyl-, Alkenyl-, . Alkinyl- oder Alkoxyrest oder ein gegebenenfalls substituierter Arylrest ist, R' jeweils unabhängig Halogen, CN, NO2, N(R")2, NH-COR", NR"- COR" oder ein gegebenenfalls substituierter CrC4-Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl- oder Alkoxyrest oder ein gegebenenfalls substituierter
Arylrest ist, wobei gegebenenfalls mehrere benachbarte R'-Gruppen ein Ringsystem bilden können, R" jeweils unabhängig ein gegebenenfalls substituierter C^C^Alkylrest oder ein gegebenenfalls substituierter Arylrest ist, I eine ganze Zahl von 0 bis 5 ist, m eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist, n eine ganze Zahl von 0 bis 4 ist, P 0 oder 1 ist,
X eine Gru ppe, ausgewählt aus: O S O
- O - C - , - O - C - oder - S - ist
O und Y eine Abgangsgruppe ist.
Substituenten von Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl- bzw. Arylgruppen sind vorzugsweise ausgewählt aus Halogen, z. B. F, Cl, Br oder J, OH, SH, -O-, -S(O)-, -S(O)2-, NO2 oder CN. die Substituenten können an dem betreffenden Rest einfach oder mehrfach vorliegen. Arylgruppen können auch Ringsysteme mit Heteroatomen wie O, N oder/und S umfassen.
R kann beispielsweise CH3 und n kann 0 oder 1 bedeuten. I und m sind vorzugsweise ganze Zahlen von 0 bis 3, besonders bevorzugt 0 bis 1 . n ist vorzugsweise eine ganze zahl von 0 bis 2.
Die Abgangsgruppe Y ist eine Gruppe, die bei Reaktion der Verbindung (I) mit einer anderen Verbindung abgespalten werden kann. Vorzugsweise ist Y eine durch Reaktion mit einem Nukleophil gegebenenfalls in Gegenwart einer Hilfsbase, z.B. Pyridin, abspaltbare Abgangsgruppe. Beispiele für geeignete Abgangsgruppen sind:
Cl, Br, J, Aryl, z.B. Phenyl, Mesylat, Tosylat oder Trifluorsulfonat,
Figure imgf000005_0001
Die Verbindungen (I) sind zur Herstellung von geschützten Synthonen für die lichtgesteuerte Synthese von Biopolymeren, wie etwa Peptiden, Peptidnukleinsäuren (PNA) oder Kohlenhydraten und insbesondere von Nukleinsäuren, wie etwa DNA oder RNA, geeignet. Als Synthese können monomere Biopolymerbausteine, z.B. Nukleotide oder Nukleotid-Derivate, aber auch oligomere Bausteine, insbesondere Dimere oder Trimere, eingesetzt werden. Beispiele für geeignete Synthone für Nukleinsäuren sind geschützte Phosphate, H-Phosphonate oder Phosphoramidite, wobei Phosphoramidite besonders bevorzugt sind. Weiterhin können als Synthone auch Linker- oder Spacerbausteine, z. B. Phosphoramidite eingesetzt werden.
Noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist somit ein geschütztes Synthon für die lichtgesteuerte Synthese von Biopolymeren, das eine oder mehrere fotolabile Schutzgruppen Z trägt, die durch Reaktion des Synthons mit einer Verbindung (I), wie zuvor angegeben, durch Substitution von Y hervorgegangen sind. Vorzugsweise ist das Synthon ein Synthon für die Synthese von Nukleinsäuren und besonders bevorzugt ein Phosphoramiditbaustein.
Erfindungsgemäße Synthone können beispielsweise die allgemeinen Formeln (lla), (llb), (llc) oder (lld) aufweisen:
Figure imgf000006_0001
Figure imgf000006_0002
worin
B Wasserstoff oder ein organischer Rest, z. B. ein gegebenenfalls substituierter C C10 Alkylrest wie CH3 und vorzugsweise eine heterocyclische Base, insbesondere eine Nukleobase, z.B. eine Pyrimidinbase wie Cytosin, Thymin, Uracil oder eine nicht natürliche
Pyrimidinbase wie 5-Methylcytosin, oder eine Purinbase wie Adenin, Guanin oder eine nicht natürliche Purinbase wie 2,6-Diaminopurin, Hypoxanthin oder Xanthin bedeutet, wobei die Nukleobase gegebenenfalls Schutzgruppen tragen kann, Z aus der Verbindung (I) durch Substitution von Y gebildet ist,
R1 H, OH, R oder OR ist, wobei R wie zuvor für die Verbindung (I) definiert ist, oder eine Schutzgruppe (z.B. eine von Z verschiedene säure- oder basenlabile Schutzgruppe) bedeutet, einer von R2 und R3 eine gegebenenfalls geschützte Phosphat-, Phosphonat- oder Phosphoramiditgruppe ist und der andere H oder eine
Schutzgruppe (z.B. eine von Z verschiedene säure- oder basenlabile
Schutzgruppe) ist.
Die erfindungsgemäßen geschützten Synthone können zur lichtgesteuerten Synthese von Biopolymeren verwendet werden, wobei aufgrund des hohen Absorptionskoeffizienten ein hoher Lichteintrag und folglich eine effizientere Abspaltung gewährleistet ist und eine optische Überwachung der Abspaltung der Schutzgruppe Z aufgrund deren Farbe z. B. während der Synthese möglich ist.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen (I) und Synthone kann im Wesentlichen analog nach den in WO96/1 8634, W097/44345 oder WO 00/61 594 beschriebenen Methoden erfolgen.
Die Synthese der erfindungsgemäßen Verbindung (I) ist beispielsweise in Figur 1 gezeigt. (o-Nitro)ethylbenzol wird mittels Nitrierung zu (o,p- Dinitro)ethylbenzol umgesetzt. Anschließend wird am Ethylrest eine CH2OH-Gruppe durch Umsetzung mit Formaldehyd in Gegenwart von Kalium-t.-butoxylat eingeführt. Durch Reduktion, z.B. mit Pd/H wird die p- ständige Nitrogruppe zur Aminogruppe reduziert. Diese Aminogruppe wird wiederum mit Nitrosobenzol in einer Azokupplungsreaktion umgesetzt. Die OH-Gruppe wird wiederum mit Diphosgen zu einm Chlorkohlensäureester reagiert, wobei die Verbindung (I) erhalten wird.
Figur 2 zeigt die Herstellung von geschützten Nukleosid-Derivaten. Die Verbindung (I) wird hierzu mit Pyridin als Hilfsbase an die 5'-OH-Gruppe eines Nukleosids gekoppelt. Anschließend wird an die 3'-OH-Gruppe des Nukleosids eine Phosphoramiditfunktion eingeführt.

Claims

Patentansprüche
Verbindung der allgemeinen Formel
Figure imgf000009_0001
worin R H, Halogen, CN, NO2, N(R")2, NH-COR", NR"-COR" oder ein gegebenenfalls substituierter CrC4-Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl- oder Alkoxyrest oder ein gegebenenfalls substituierter Arylrest ist, R' jeweils unabhängig Halogen, CN, NO2, N(R")2, NH-COR", NR"-COR" oder ein gegebenenfalls substituierter C^^-Alky!-,
Alkenyl-, Alkinyl- oder Alkoxyrest oder ein gegebenenfalls substituierter Arylrest ist, wobei gegebenenfalls mehrere benachbarte R'-Gruppen ein Ringsystem bilden können, R" jeweils unabhängig ein gegebenenfalls substituierter C.-C4- Alkylrest oder ein gegebenenfalls substituierter Arylrest ist,
I eine ganze Zahl von 0 bis 5 ist, m eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist, n eine ganze Zahl von 0 bis 4 ist, p 0 oder 1 ist, X eine Gruppe, ausgewählt aus:
O S O
II II II
- O - C - , - O - C - oder - S - ist
II O und
Y eine Abgangsgruppe ist.
2. Verbindung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass R CH3 und n 0 oder 1 ist.
3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Y eine durch Reaktion mit einem Nukleophil gegebenenfalls in Gegenwart einer Hilfsbase abspaltbare Abgangsgruppe ist.
4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Y ausgewählt ist aus: Cl, Br, J, Aryl, Mesylat, Tosylat, Trifluorsulfonat,
-* > - ^ ~ -N
Figure imgf000010_0001
5. Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von geschützten Synthonen für die lichtgesteuerte
Synthese von Biopolymeren.
6. Verwendung nach Anspruch 5 für die Synthese von Nukleinsäuren, z.B. DNA oder RNA.
Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Synthon ein Phosphoramidit ist.
8. Geschütztes Synthon für die lichtgesteuerte Synthese von Biopolymeren, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine fotolabile Schutzgruppe Z trägt, die durch Reaktion des Synthons mit einer Verbindung nach einem der
Ansprüche 1 bis 4 durch Substitution von Y hervorgegangen ist.
9. Synthon nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Phosphoramiditbaustein ist.
1 0. Synthon nach Anspruch 8 oder 9 mit der allgemeinen Formel (lla), (llb), (llc) oder (lld)
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000011_0002
worin
B Wasserstoff oder ein organischer Rest, insbesondere eine heterocyclische Base ist, Z aus der Verbindung (I) durch Substitution von Y gebildet ist,
R1 H, OH, R oder OR ist, wobei R wie in Anspruch 1 definiert ist, oder eine Schutzgruppe bedeutet, einer von R2 und R3 eine gegebenenfalls geschützte Phosphat-,
Phosphonat- oder Phosphoramiditgruppe ist und der andere H oder eine Schutzgruppe ist.
1 . Synthon nach einem der Ansprüche 8 bis 1 9, dadurch gekennzeichnet, dass B eine natürliche oder nicht natürliche Nukleobase ist.
2. Synthon nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Z eine farbige Gruppe ist.
3. Verwendung eines geschützten Synthons nach einem der Ansprüche 8 bis 1 2 zur lichtgesteuerten Synthese von Biopolymeren.
4. Verwendung nach Anspruch 1 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Überwachung der Abspaltung der Schutzgruppe Z erfolgt.
PCT/EP2002/001187 2001-02-05 2002-02-05 Fotolabile schutzgruppen für die synthese von biopolymeren Ceased WO2002062747A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/470,939 US20040116680A1 (en) 2001-02-05 2002-02-05 Photolabile protective groups for the synthesis of biopolymers
EP02702345A EP1358152A1 (de) 2001-02-05 2002-02-05 Fotolabile schutzgruppen für die synthese von biopolymeren

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10105079A DE10105079A1 (de) 2001-02-05 2001-02-05 Fotolabile Schutzgruppen für die Synthese von Biopolymeren
DE10105079.8 2001-02-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2002062747A1 true WO2002062747A1 (de) 2002-08-15

Family

ID=7672861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2002/001187 Ceased WO2002062747A1 (de) 2001-02-05 2002-02-05 Fotolabile schutzgruppen für die synthese von biopolymeren

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20040116680A1 (de)
EP (1) EP1358152A1 (de)
DE (1) DE10105079A1 (de)
WO (1) WO2002062747A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004058392A3 (de) * 2002-12-23 2004-08-26 Febit Ag Intramolekular triplettsensibilisierte o-nitrophenylethyl-photoschutzgruppen
WO2004058393A3 (de) * 2002-12-23 2004-09-10 Febit Ag Verfahren zum validierten aufbau von arrays
WO2004074300A3 (en) * 2003-02-21 2004-12-29 Nigu Chemie Gmbh Novel photolabile protective groups for improved processes to prepare oligonucleotide arrays

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100801080B1 (ko) 2006-08-07 2008-02-05 삼성전자주식회사 광분해성 화합물 및 상기 화합물이 결합된 올리고머 프로브어레이용 기판
WO2018035380A1 (en) 2016-08-17 2018-02-22 Solstice Biologics, Ltd. Polynucleotide constructs
EP3645546A4 (de) 2017-06-30 2021-12-01 Solstice Biologics, Ltd. Chirale phosphoramidithilfsmittel und verfahren zu ihrer verwendung
EP4463188A4 (de) * 2022-01-14 2025-10-22 Univ Leland Stanford Junior Chemisch umkehrbare 2 ?-ohacylierung schützt rna vor hydrolytischem und enzymatischem abbau

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996018634A2 (de) * 1994-12-16 1996-06-20 Wolfgang Pfleiderer Nucleosid-derivate mit photolabilen schutzgruppen
WO1997044345A1 (de) * 1996-05-20 1997-11-27 Wolfgang Pfleiderer Nucleosid-derivate mit photolabilen schutzgruppen
WO2000061594A2 (de) * 1999-04-08 2000-10-19 Deutsches Krebsforschungszentrum Stiftung des öffentlichen Rechts Nucleosid-derivate mit photolabilen schutzgruppen

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2217053C (en) * 1995-04-07 2010-11-30 Mogens Havsteen Jacobsen Method of photochemical immobilization of ligands using quinones
ATE194990T1 (de) * 1995-05-23 2000-08-15 Hybridon Inc Synthon für stereoselektive oligonukleotid- synthese
DE19915867A1 (de) * 1999-04-08 2000-10-19 Deutsches Krebsforsch Nucleosid-Derivate mit photolabilen Schutzgruppen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996018634A2 (de) * 1994-12-16 1996-06-20 Wolfgang Pfleiderer Nucleosid-derivate mit photolabilen schutzgruppen
WO1997044345A1 (de) * 1996-05-20 1997-11-27 Wolfgang Pfleiderer Nucleosid-derivate mit photolabilen schutzgruppen
WO2000061594A2 (de) * 1999-04-08 2000-10-19 Deutsches Krebsforschungszentrum Stiftung des öffentlichen Rechts Nucleosid-derivate mit photolabilen schutzgruppen

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE CA [online] CHEMICAL ABSTRACTS SERVICE, COLUMBUS, OHIO, US; ATROSHCHENKO, YU. M. ET AL: "Reactions of aromatic nitro compounds: LXXIII. Reaction of anionic m-dinitrobenzene.sigma.-complexes with arenediazonium salts", XP002199704, retrieved from STN Database accession no. 134:71335 *
RUSSIAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY (TRANSLATION OF ZHURNAL ORGANICHESKOI KHIMII) (2000), 36(5), 684-692 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004058392A3 (de) * 2002-12-23 2004-08-26 Febit Ag Intramolekular triplettsensibilisierte o-nitrophenylethyl-photoschutzgruppen
WO2004058393A3 (de) * 2002-12-23 2004-09-10 Febit Ag Verfahren zum validierten aufbau von arrays
WO2004074300A3 (en) * 2003-02-21 2004-12-29 Nigu Chemie Gmbh Novel photolabile protective groups for improved processes to prepare oligonucleotide arrays
GB2414237A (en) * 2003-02-21 2005-11-23 Nigu Chemie Gmbh Novel photolabile protective groups for improved processes to prepare oligonucleotide arrays
GB2414237B (en) * 2003-02-21 2007-04-11 Nigu Chemie Gmbh Novel photolabile protective groups for improved processes to prepare oligonucleotide arrays
US7759513B2 (en) 2003-02-21 2010-07-20 Nigu Chemie Gmbh Photolabile protective groups for improved processes to prepare oligonucleotide arrays
US8445734B2 (en) 2003-02-21 2013-05-21 Nigu Chemie Gmbh Photolabile protective groups for improved processes to prepare oligonucleotide arrays

Also Published As

Publication number Publication date
US20040116680A1 (en) 2004-06-17
DE10105079A1 (de) 2002-08-08
EP1358152A1 (de) 2003-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2004058392A2 (de) Intramolekular triplettsensibilisierte o-nitrophenylethyl-photoschutzgruppen
DE3750080T2 (de) Deoxyribonucleosid-phosphoramidite und deren verwendung zur hertellung von oligonukleotiden.
DE3750792T2 (de) Alkynylamino-nukleotide.
DE69924930T2 (de) Synthese von Oligonukleotiden
DE69503129T2 (de) Pteridin-nukleotidderivate als fluoreszierende sonden
EP0663922B1 (de) Infrarot-farbstoff-markierte nucleotide und ihre verwendung in der nucleinsäure-detektion
EP0797580B1 (de) Nucleosid-derivate mit photolabilen schutzgruppen
DE112004000265B4 (de) Neuartige photolabile Schutzgruppen für verbesserte Verfahren zur Herstellung von Oligonukleotid-Arrays
DE69627314T2 (de) Kettenabbruchgruppen, ihre verwendung zur sequenzierung und synthese von nukleinsäuren und verfahren zu ihrer herstellung
EP0815117B1 (de) C-nukleosid-derivate und deren verwendung in der detektion von nukleinsäuren
DE3887273T2 (de) 2',3'-Dideoxy-2'-fluornucleoside.
DE69828080T2 (de) Pyrimidinderivate als markierte bindungspartner
EP1212338B1 (de) Nucleosid-Derivate mit photolabilen Schutzgruppen
EP0901501B1 (de) Nucleosid-derivate mit photolabilen schutzgruppen
WO2002062747A1 (de) Fotolabile schutzgruppen für die synthese von biopolymeren
DE69406943T2 (de) Konformationell festgelegte nukleosidanaloge
DE69401136T2 (de) Modifizierte Oligodeoxyribonukleotide, ihre Herstellung und ihre therapeutische Verwendung
EP1425417B1 (de) Detektion von wechselwirkungen auf sonden-arrays
EP1401851B1 (de) Zweistufige schutzgruppen für die synthese von biopolymeren
DE1795075A1 (de) Arabinofuranosyl-Nucleoside und Zwischenprodukte
DE602005001414T2 (de) Photolabile Schutzgruppen
WO2002062815A1 (de) Hybrid-schutzgruppe
DE19915867A1 (de) Nucleosid-Derivate mit photolabilen Schutzgruppen
EP1224198B1 (de) Nucleosid-derivate mit photolabilen schutzgruppen
DE10260592A1 (de) Intramolekular triplettsensibilisierte o-Nitrophenylethyl-Photoschutzgruppen

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ OM PH PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002702345

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2002702345

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10470939

Country of ref document: US

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 2002702345

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP