用于亚磷酰胺和寡核苷酸合成的组合物和方法技术

本公开内容尤其提供了用于寡核苷酸合成的技术。在一些实施方案中，本公开内容提供了亚磷酰胺及其合成方法。在一些实施方案中，所提供的方法提供了更高的产率和/或纯度。在一些实施方案中，所提供的方法在不与水溶液接触的情况下除去副产物。

Compositions and methods for synthesis of phosphite and oligonucleotides

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于亚磷酰胺和寡核苷酸合成的组合物和方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年11月23日提交的美国临时申请No.62/426,079的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
寡核苷酸可用于许多目的，包括治疗多种疾病。需要寡核苷酸的高效合成方法。
技术实现思路
亚磷酰胺(phosphoramidite)是用于寡核苷酸合成的重要试剂。用于制备亚磷酰胺的许多技术具有低产率和/或纯度，这可显著地提高寡核苷酸制备的成本。在一些实施方案中，本公开内容涵盖对用于亚磷酰胺制备的许多技术的问题来源的认识。用于亚磷酰胺制备的许多常规方法使用显著量(amaterialamount)(例如，含有等于或大于期望的亚磷酰胺产物之摩尔(当量)的2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100倍的量的水；水与期望的亚磷酰胺产物(当量)之间的摩尔比通常大于2、5、10、50或100)的水性溶剂(任选地含有一种或更多种溶质)以洗涤亚磷酰胺产物的粗制制备物，以便例如淬灭某些未反应的试剂(例如，氯代亚磷酸酯)(phosphorochloridite)(Cl-P(-O-)-N-))，以除去一种或更多种未反应的试剂(例如，碱)，以除去在合成亚磷酰胺合成过程中形成的一种或更多种反应副产物(例如，一种或更多种盐)等。在许多常规方法中，在洗涤之后，通常使用有机溶剂(通常是卤化溶剂，例如氯仿)提取水性溶剂/溶液，以便回收期望的亚磷酰胺产物。本公开内容尤其认识到暴露于显著量的水性溶剂和/或提取过程可降低期望的亚磷酰胺产物的产率和/或纯度。在一些实施方案中，本公开内容涵盖某些出乎意料的发现，包括用过滤代替暴露于水性洗涤和/或提取以除去固体反应产物可出乎意料地提高亚磷酰胺产物的产率和/或纯度。在一些实施方案中，相对于水性洗涤/提取，过滤可使产率提高10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或更多。在一些实施方案中，可在真空下和/或惰性气体下进行过滤。在一些实施方案中，观察到与接触水性洗涤和提取相比，使用过滤极大降低了亚磷酰胺的分解。在一些实施方案中，去除提取过程(特别是那些使用卤化溶剂(例如氯仿)的提取过程)额外避免了有机废物的产生，提供了显著的环境和经济益处。在一些实施方案中，本公开内容提供了用于制备亚磷酰胺的方法，其包括以下步骤：a)提供包含亚磷酰胺产物和产物合成的一种或更多种反应副产物的制备物；以及b)对所述制备物进行过滤步骤以提供滤液，其中与过滤步骤之前制备物中存在的水平相比，滤液包含相对于产物降低水平的一种或更多种反应副产物。在一些实施方案中，在包括使亚磷酰胺产物与产物合成的一种或更多种反应副产物分离的步骤的亚磷酰胺制备方法中，本公开内容提供了改进，其包括：在已经形成亚磷酰胺产物之后，对包含亚磷酰胺产物和一种或更多种反应副产物的制备物进行过滤，而不向制备物添加显著量的水。在一些实施方案中，在包括使亚磷酰胺产物与产物合成的一种或更多种反应副产物分离的步骤的亚磷酰胺制备方法中，本公开内容提供了改进，其包括：在已经形成亚磷酰胺产物之后，对包含亚磷酰胺产物和一种或更多种反应副产物的制备物进行过滤，而不向制备物添加显著量的任何水性或卤化溶剂。在一些实施方案中，在包括使亚磷酰胺产物与产物合成的一种或更多种反应副产物分离的步骤的亚磷酰胺制备方法中，本公开内容提供了改进，其包括：在已经形成亚磷酰胺产物之后，对包含亚磷酰胺产物和一种或更多种反应副产物的制备物进行过滤，而不添加显著量的任何水性溶剂或进行从水性溶剂的任何提取。在一些实施方案中，本公开内容中提供的技术(化合物、组合物、方法等)极大降低了在形成之后其分离过程中期望的亚磷酰胺产物的分解。在一些实施方案中，本专利技术提供的方法出乎意料地产生了高产率和纯度的亚磷酰胺，其通过包括使用显著量的水性溶剂的常规方法不能以令人满意的产率和/或纯度制备。例如，在一些实施方案中，本公开内容提供了用于寡核苷酸合成的不具有O6保护的G亚磷酰胺单体。尤其是去除了O6保护和去保护步骤的这些提供的技术显著降低了寡核苷酸制备的成本，包括可提供强大的治疗但是可能是昂贵的立体选择性寡核苷酸制备。在一些实施方案中，本公开内容提供了下文中描述的式I化合物。在一些实施方案中，所提供的化合物是可用于寡核苷酸制备(包括手性控制的寡核苷酸组合物的立体选择性制备)的亚磷酰胺。在一些实施方案中，本公开内容提供了使用所提供的亚磷酰胺(例如式I的那些)进行寡核苷酸合成的方法。在一些实施方案中，所提供的方法可用于制备手性控制的寡核苷酸组合物。在一些实施例中，本公开内容提供了以下示例性实施方案：1.用于制备亚磷酰胺的方法，其包括以下步骤：a)提供包含亚磷酰胺产物和产物合成的一种或更多种反应副产物的制备物；以及b)对所述制备物进行过滤步骤以提供滤液，其中与所述过滤步骤之前所述制备物中存在的水平相比，所述滤液包含相对于所述产物降低水平的所述一种或更多种反应副产物。2.实施方案1所述的方法，其中所述制备物包含溶液和一种或更多种固体。3.实施方案2所述的方法，其中所述溶液包含所述亚磷酰胺产物。4.前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述溶液包含一种或更多种反应副产物。5.前述实施方案中任一项所述的方法，其中一种或更多种固体包含一种或更多种反应副产物。6.前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述制备物通过包括使用碱的反应形成。7.前述实施方案中任一项所述的方法，其中反应副产物是所述碱的盐。8.前述实施方案中任一项所述的方法，其中一种或更多种固体包含反应产物，所述反应产物是所述碱的盐。9.前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述碱是N(R)3，其中每个R独立地是氢，或任选地经取代的选自以下的基团：C1-30脂族，具有1至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子的C1-30杂脂族，C6-30芳基，具有1至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子的5-30元杂芳基环，以及具有1至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子的3-30元杂环。10.前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述碱是Et3N。11.实施方案1至9中任一项所述的方法，其中所述碱是DIEA。12.前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述制备物通过包含核碱基部分的化合物与包含氨基醇部分的化合物之间的反应形成。13.前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述制备物通过包含核苷和氯代亚磷酸酯的反应形成。14.前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述核苷被保护。15.前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述核苷被短暂地保护。16.前述实施方案中任一项所述的方法，其包括提供甲硅烷基化试剂(silylatingreagent)。17.前述实施方案中任一项所述的方法，其包括提供具有(R)3SiCl结构的甲硅烷基化试剂，其中每个R是任选地经取代的烷基或芳基。18.前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述甲硅烷基化试剂选自氯三甲基硅烷、氯三乙基硅烷、叔丁基二甲基甲硅烷基氯、氯-癸基-二甲基硅烷和氯二甲基苯乙基硅烷。19.前述实施方案中任一项所述的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于制备亚磷酰胺的方法，其包括以下步骤：a)提供包含亚磷酰胺产物和产物合成的一种或更多种反应副产物的制备物；以及b)对所述制备物进行过滤步骤以提供滤液，其中与所述过滤步骤之前所述制备物中存在的水平相比，所述滤液包含相对于所述产物降低水平的所述一种或更多种反应副产物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.23 US 62/426,0791.用于制备亚磷酰胺的方法，其包括以下步骤：a)提供包含亚磷酰胺产物和产物合成的一种或更多种反应副产物的制备物；以及b)对所述制备物进行过滤步骤以提供滤液，其中与所述过滤步骤之前所述制备物中存在的水平相比，所述滤液包含相对于所述产物降低水平的所述一种或更多种反应副产物。2.权利要求1所述的方法，其中所述制备物包含溶液和一种或更多种固体。3.权利要求2所述的方法，其中所述溶液包含所述亚磷酰胺产物。4.权利要求3所述的方法，其中一种或更多种固体包含一种或更多种反应副产物。5.权利要求4所述的方法，其中所述亚磷酰胺具有式I的结构：其中：BA是任选地经取代的选自以下的基团：C1-30环脂族，C6-30芳基，具有1至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子的C3-30杂环基，具有1至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子的C5-30杂芳基，天然核碱基部分和经修饰核碱基部分；SU是-L-O-或其中SU通过氧原子与式I中的磷原子连接；L是共价键，或二价的、任选地经取代的直链或支链基团，该基团选自C1-30脂族和具有1至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子的C1-30杂脂族基团，其中一个或更多个亚甲基单元任选地且独立地被以下替代：任选地经取代的C1-6亚烷基、C1-6亚烯基、-C≡C-、-C(R’)2-、-Cy-、-O-、-S-、-S-S-、-N(R’)-、-C(O)-、-C(S)-、-C(NR’)-、-C(O)N(R’)-、-N(R’)C(O)N(R’)-、-N(R’)C(O)-、-N(R’)C(O)O-、-OC(O)N(R’)-、-S(O)-、-S(O)2-、-S(O)2N(R’)-、-N(R’)S(O)2-、-SC(O)-、-C(O)S-、-OC(O)-、或-C(O)O-；R5s是R’或-OR’；R2s是-F、-CN、-N3、-NO、-NO2、-R’-OR’、-SR’、-N(R’)2、-O-L-OR'、-O-L-SR'、或-O-L-N(R’)2，或者R2s是连接C2与C1、C2、C3、C4或C5的L；-Cy-是任选地经取代的二价环，其选自3-30元亚碳环基，6-30元亚芳基，具有1至10个独立地选自氧、氮和硫的杂原子的5-30元亚杂芳基，以及具有1至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子的3-30元亚杂环基；R1、R2和R3各自独立地是R’，或者R1、R2和R3中的两个或三个与其间插原子一起形成：环A是任选地经取代的多价的单环、双环或多环的饱和、部分不饱和或芳香的3-30元环，其除了间插原子之外还具有0至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子；每个Rs独立地是R’或-L-R’；t是0至5；每个R’独立地是-R、-C(O)R、-CO2R或-SO2R，或者：两个或更多个R’与其间插原子一起形成任选地经取代的单环、双环或多环的饱和、部分不饱和或芳香的3-30元环，其除了间插原子之外还具有0至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子；并且每个R独立地是氢，或任选地经取代的选自以下的基团：C1-30脂族，具有1至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子的C1-30杂脂族，C6-30芳基，具有1至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子的5-30元杂芳基环，以及具有1至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子的3-30元杂环。6.权利要求5所述的方法，其中SU是7.权利要求6所述的方法，其中R2s是-H。8.权利要求6所述的方法，其中R2s是-F。9.权利要求6所述的方法，其中R2s是-OMe。10.权利要求6所述的方法，其中R2s是-OCH2CH2OMe。11.权利要求6所述的方法，其中R2s是连接C2与C4的L，其中L是(C2)-O-(任选地经取代的亚甲基)-(C4)。12.权利要求6所述的方法，其中R2s是连接C2与C4的L，其中L是(C2)-O-(未经取代的亚甲基)-(C4)。13.权利要求6至12中任一项的方法，其中R1、R2和R3与其间插氮、磷和氧原子一起形成14.权利要求13所述的方法，其中环A包含具有的骨架结构的环体系。15.权利要求14所述的方法，其中是16.权利要求14所述的方法，其中不使包含所述亚磷酰胺产物的溶液与大于100、90、80、70、60、50、40、30、20或10摩尔当量所述亚磷酰胺的水接触。17.权利要求16所述的方法，其包括使用硅胶柱色谱法纯化所述亚磷酰胺产物，其中用无水乙腈处理硅胶。18.在包括使亚磷酰胺产物与产物合成的一种或更多种反应副产物分离的步骤的亚磷酰胺制备方法中，改进包括：在已经形成所述亚磷酰胺产物之后，对包含所述亚磷酰胺产物和所述一种或更多种反应副产物的制备物进行过滤，而不向所述制备物添加显著量的水。19.在包括使亚磷酰胺产物与产物合成的一种或更多种反应副产物分离的步骤的亚磷酰胺制备方法中，改进包括：在已经形成所述亚磷酰胺产物之后，对包含所述亚磷酰胺产物和所述一种或更多种反应副产物的制备物进行过滤，而不向所述制备物添加显著量的任何水性或卤化溶剂。20.在包括使亚磷酰胺产物与产物合成的一种或更多种反应副产物分离的步骤的亚磷酰胺制备方法中，改进包括：在已经形成所述亚磷酰胺产物之后，对包含所述亚磷酰胺产物和所述一种或更多种反应副产物的制备物进行过滤，而不添加显著量的任何水性溶剂或进行从水性溶剂的任何提取。21.具有式I结构的化合物或其盐：其中：BA是被保护的其中O6未被保护；SU是-L-O-或其中SU通过氧原子与式I中的磷原子连接；L是共价键，或二价的、任选地经取代的直链或支链基团，该基团选自C1-30脂族和具有1至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子的C1-30杂脂族基团，其中一个或更多个亚甲基单元任选地且独立地被以下替代：任选地经取代的C1-6亚烷基、C1-6亚烯基、-C≡C-、-C(R’)2-、-Cy-、-O-、-S-、-S-S-、-N(R’)-、-C(O)-、-C(S)-、-C(NR’)-、-C(O)N(R’)-、-N(R’)C(O)N(R’)-、-N(R’)C(O)-、-N(R’)C(O)O-、-OC(O)N(R’)-、-S(O)-、-S(O)2-、-S(O)2N(R’)-、-N(R’)S(O)2-、-SC(O)-、-C(O)S-、-OC(O)-、或-C(O)O-；R5s是R’或-OR’；R2s是-F、-CN、-N3、-NO、-NO2、-R’-OR’、-SR'、-N(R’)2、-O-L-OR’、-O-L-SR’、或-O-L-N(R’)2，或者R2s是连接C2与C1、C2、C3、C4或C5的L；-Cy-是任选地经取代的二价环，其选自3-30元亚碳环基，6-30元亚芳基，具有1至10个独立地选自氧、氮和硫的杂原子的5-30元亚杂芳基，以及具有1至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子的3-30元亚杂环基；R1、R2和R3各自独立地是R’，其中R1、R2和R3中的两个或三个与其间插原子一起形成：环A是任选地经取代的多价的单环、双环或多环的饱和、部分不饱和或芳香的3-30元环，其除了间插原子之外还具有0至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子；每个Rs独立地是R’或-L-R’；t是0至5；每个R’独立地是-R、-C(O)R、-CO2R或-SO2R，或者：两个或更多个R’与其间插原子一起形成任选地经取代的单环、双环或多环的饱和、部分不饱和或芳香的3-30元环，其除了间插原子之外还具有0至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子；并且每个R独立地是氢，或任选地经取代的选自以下的基团：C1-30脂族，具有1至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子的C1-30杂脂族，C6-30芳基，具有1至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子的5-30元杂芳基环，以及具有1至10个独立地选自氧、氮、硫、磷和硅的杂原子的3-30元杂环。22.具有式I结构的化合物或其盐：其中：BA是经取代的其中O6...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·查尔斯·唐奈·巴特勒，帕查穆图·坎德萨米，苏布拉马尼安·马拉潘，白益铉，贾亚坎森·库马拉萨米，戈帕尔·雷迪·博米涅尼，
申请(专利权)人：波涛生命科学有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG