Синтез олигорибонуклеотидов и их фотоактивируемых перфторарилазидных производных

• Автор: Репкова, Марина Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 140 с.

ВВЕДЕНИЕ

1. НФОСФОНЛТНЫЙ МЕТОД СИНТЕЗА ОЛИГОНУКЛЕОТИДОВ Обзор литературы

1.1. Синтез и свойства нуклеозидНфосфонатов

1.2. Механизм реакции конденсации в Нфосфонатном методе синтеза

1.3. Твердофазный Нфосфонатный синтез олигонуклеотидов

1.3.1. Используемые полимерные носители

1.3.2. Используемые конденсирующие реагенты

1.3.3. Окисление

1.3.4. Возможные побочные реакции и способы их предотвращения

1.3.5. Синтез олигорибонуклеотидов

1.4. Твердофазное химическое 3 и 5 фосфорилирование в сочетании с Нфосфонатным методом синтеза олигонуклеотидов
2. СИНТЕЗ ОЛИГОРИБОНУКЛЕОТИДОВ И ИХ ПРОИЗВОДНЫХ Результаты и обсуждение
2.1. Твердофазный Нфосфонатный синтез олигорибонуклеотидов и их 5фосфатов с использованием тетрагидропиранильной защитной группы
2.1.1. Синтез и свойства защищенных рибонуклеозидНфосфонатов
2.1.2. Автоматический Нфосфонатный синтез олигорибонуклеотидов
2.1.3. Твердофазный Нфосфонатный синтез олигорибонуклеотидов в ручном варианте
2.1.4. Твердофазный Нфосфонатный синтез олигорибонуклеотидов, содержащих 5концевой фосфат
2.2. Фотоактивирусмыс яазидотетрафторбензамидные производные олигорибонуклеотидов синтез и свойства
2.2.1. Синтез фотоактивируемых производных олигорибонуклеотидов,
содержащих яазидотстрафторбензамидную группировку на 5концевом фосфате
2.2.2. Сравнительное изучение термической стабильности дуплексов, образованных иазидотетрафторбензамидными производными олигорибонуклеотидов и их дезоксирибоаналогов с РНК и ДКмишенями
2.2.3. Сайтспсцифичсская фотомодификация нуклеиновых кислот пазидотетрафторбензамидными производными олигорибонуклеотидов
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Исходные материалы
3.2. Основные методы работы
3.3. Методики эксперимента
3.3.1. МЛцилбОдиметокситритилОтетрагидроииранилрибонуклеозиды
3.3.2. Защищенные рибонуклеозидНфосфонаты
3.3.3. Исследование реакционной способности защищенных рибонуклеозидНфосфонатов
3.3.4. Твердофазный Ифосфонатный синтез олигорибонуклеотидов
3.3.4.1. Автоматический синтез олигорибонуклеотидов
3.3.4.2. Твердофазный синтез олигорибонуклеотидов в ручном варианте
3.3.4.3. Удаление защитных групп и выделение олигорибонуклеотидов
3.3.5. Твердофазный Нфосфонатный синтез олигорибонуклеотидов, содержащих 5 концевой фосфат
3.3 .6. Синтез олигорибонуклеотидов, содержащих
иазидотетрафторбензамидную группу на 5концевом фосфате
3.3.7. Сайтспецифическая фотомодификация НК дазидотетрафторбензамидными
производными олигорибонуклеотидов в составе модельных дуплексов 7 ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Выход целевых дезоксирибонуклсозидЗНфосфонатов при этом был достаточно высок . Уб тем, что имел меньшее количество стадий и был совместим с использованием кислотолабильных защитных групп по 5гидроксилам рибозы. Данным методом были синтезированы дезоксирибонуклеозидЗНфосфонаты с выходом время реакции 5 мин. Было также показано, что данным методом можно получать ЗНфосфонаты дезоксирибонуклеозидов без защиты гетероциклических оснований . Богачевым Б. С. был предложен экономичный и удобный способ получения тимидин3 Нфосфоната, основанный на проведении реакции защищенного нуклеозида с РС1з в ацетонитриле при пониженной температуре 0 С в присутствии низкоосновного амина пиридина, хинолина, 2,6лутидина, 2,4,6коллидина, К,Ыдиметиланилина. Выход целевого продукта достигал при этом . Время на основных стадиях процесса было сведено до нескольких мин. К сожалению, метод не был распространен на другие нуклеозиды, возможно, по причине побочных продуктов по гетероциклическому основанию. Альтернативный подход к синтезу нуклеозидЗНфосфонатов предполагает взаимодействие защищенного нуклеозида с фосфористой кислотой в присутствии различных конденсирующих реагентов. В качестве конденсирующих реагентов были опробованы пивалоилхлорид, мезитилендисульфохлорид, дифенилхлорфосфат, 2,4,6триизопрогжлбензолсульфохлорид . Реакцию проводили в пиридине. Основным недостатком такого типа реакции являлось образование в заметных количествах симметричного ЗЗдинуклеозидНфосфоната VIII. Было найдено несколько вариантов решения этой проблемы. Замена фосфористой кислоты на фосфонистую Н3РО2 позволила избежать образования ЗЗизомсра. IX. Нфосфоната. МеО 2ТгО
возд. В качссгве конденсирующих реагентов для реакции окислительного фосфоиилирования были опробованы пивалоилхлорид и мезигилсндисульфохлорид. Лучшие результаты были получены при использовании мезитилендисульфохлорида, и выход целевого продукта после хроматографии на силикагеле составил около . Данный метод был разработан для всех четырех дезоксирибонуклеозидов. Сравнительно низкий выход нуклеозидЗНфосфонатов при этом объяснялся экзотермическим характером данной реакции и потерями целевого продукта при хроматографии на силикагеле. Добавление триазола 1. Н3РО2 к реакционной смеси на первой стадии синтеза позволило проводить эту реакцию в более мягких условиях и получать чистый целевой продукт с выходом более . Вторым вариантом решения проблемы сведения к минимуму образования побочного димера VIII при реакции защищенного нуклеозида с фосфористой кислотой в присутствии конденсирующего реагента является подход, предложенный в работах ii . Нпирофосфонатом X, полученным i i из Н3РО3 и конденсирующего реагента например, пи валои л хлорида или 2хлор5,5диметил 1,3,2диоксофосфорин2оксида XI. ОрОРОН К н
н3с
х0
О ЧС
Изучение взаимодействия фосфористой кислоты с конденсирующим реагентом показало, что при использовании ограниченного количества конденсирующего реагента 0. X мягкого монофункционального фосфитилирующего реагента, который при реакции с защищенным дезоксирибонуклеозидом дает соответствующий нуклеозидЗНфосфонат с выходом около . При этом образование симметричного димера VIII не происходит. Работы ii . Нфосфонатов, полно представлены в обзоре . Еще один пример использования фосфористой кислоты для синтеза нуклеозидНфосфонатов дан в работе . В качестве конденсирующего реагента авторы использовали стабильный, твердый кристаллический реагент трифосген бистрихлорметилкарбонат. Реакцию проводили в ацетонитриле. Возможным промежуточным соединением, детектируемым в спектрах РЯМР, является Нпирофосфонат X. Метод использован для синтеза ЗНфосфонатов всех четырех защищенных дезоксирибонуклеозидов, а также метилированных рибонуклеозидов, выходы которых составляли . К достоинствам метода относится его одностадийность , коммерческая доступность реагентов, использование в качестве растворителя ацетонитрила вместо пиридина. К недостаткам длительное несколько часов время реакции и невысокий возможно, неоптимизированный выход нуклеозид3Нфосфоиатов.