Ácido 3''-desoxipentopiranosil-nucleico y su preparación.

Eslabones de 3'-desoxipentopiranosil-nucleósidos de la fórmula (I),

en la que

R1 es igual a OH, Hal con Hal igual a Br o Cl, un radical escogido entre

con i-Pr igual a isopropilo, o -O-PH-(≥O)(-O'),

R2, R3 y R4, independientemente entre sí, iguales o diferentes, significan en cada caso H, NR5R6, OR7, SR8, ≥O, CnH2n+1 siendo n un número entero de 1-12, de manera preferida 1-8, en particular 1-4, un grupo eliminable en la posición ß de la fórmula -OCH2CH2R18 con R18 igual a ciano o un radical p-nitrofenilo o un radical fluorenilmetiloxicarbonilo (Fmoc), o (CnH2n)NR10R11, con R10R11 igual a H, CnH2n+1 o R10R11 unidos a través de un radical de la fórmula

en la que R12, R13, R14 y R15, independientemente entre sí, iguales o diferentes, significan en cada caso H, OR7, ó CnH2n+1 ó CnH2n-1, teniendo n el significado arriba mencionado, y

en la que R5, R6, R7 y R8 independientemente entre sí, iguales o diferentes, significan en cada caso H, CnH2n+1 ó CnH2n-1, teniendo n el significado arriba mencionado, -(CO)R9 con R9 igual a un radical alquilo lineal o ramificado, eventualmente sustituido, arilo, de manera preferida fenilo.

Ácido 3'-desoxipentopiranosil-nucleico y su preparación. El presente invento se refiere a 3'-desoxipentopiranosil-nucleósidos de la fórmula (I) o de la fórmula (II) , a su preparación y a su utilización para la preparación de ácidos 3'-desoxipentopiranosil-nucleicos.

Los ácidos piranosil-nucleicos (p-NA’s) son, por lo general, unos tipos estructurales isómeros con respecto al ARN natural, en los cuales las unidades de pentosa se presentan en la forma de piranosa y están unidas de manera repetitiva por medio de grupos fosfodiéster entre las posiciones C-2' y C-4'. Por el concepto de "nucleobase" se entienden en este caso las nucleobases canónicas A, T, U, C, G, pero también los pares de isoguanina e isocitosina y de 2, 6-diaminopurina y xantina, y en el sentido del presente invento también otras purinas y pirimidinas. Los pNA’s, y ciertamente los p-RNA’s derivados de la ribosa fueron descritos por primera vez por Eschenmoser y colaboradores (véanse las citas bibliográficas de Helv. Chim. Acta 1993, 76, 2126; Helv. Chim. Acta 1995, 78, 1621; Angew. Chem. 1996, 108, 1619-1623; el documento de solicitud de patente internacional WO 98/25943, y las citas de Helv. Chim. Acta, 1996, 79, 2316, Helv. Chim. Acta, 1997, 80, 1901) . Ellos forman exclusivamente los denominados duplicados emparejados según Watson-Crick, es decir unos duplicados emparejados como purinapirimidina y purina-purina, antiparalelos, que se "fusionan" reversiblemente, casi lineales y estables. Las cadenas homoquirales de p-ARN con un sentido opuesto de quiralidad, se emparejan asimismo de un modo controlable y en el duplicado formado son estrictamente no helicoidales. Esta especificidad, valiosa para la constitución de unidades supramoleculares, está relacionada con la relativamente pequeña flexibilidad del entramado de ribopiranosa-fosfato así como con la fuerte inclinación del plano de base con respecto al eje de la cadena, y de la tendencia, que resulta de esto, al apilamiento intercatenario de bases en el duplicado resultante, y se puede atribuir a fin de cuentas a la participación de un anillo de ribopiranosa disustituido en las posiciones 2', 4´-cis en la constitución del entramado. Estas propiedades de emparejamiento, esencialmente mejores, hacen que los p-NA’s sean un sistema preferido de emparejamiento en comparación con los ADN’s y ARN’s para el uso en la constitución de unidades supramoleculares. Ellos forman un sistema ortogonal de emparejamiento con respecto a ácidos nucleicos naturales, es decir que no se emparejan con los ADN’s y ARN’s que se presentan en la forma natural, lo que es importante en particular en el sector del diagnóstico.

El p-ARN muestra, sin embargo, las siguientes desventajas, que se deben de atribuir a la presencia de la función hidroxilo en la posición 3':

1. La protección necesaria del grupo hidroxilo en las posición 3’ con un grupo protector benzoílo dificulta y prolonga considerablemente la ruta de síntesis para formar los eslabones monómeros.

2. Debido a la utilización del radical alilo como grupo protector de bases y fosfatos, se tienen que realizar la desprotección y la separación del oligonucleótido mediante dos etapas dispuestas una tras otra. Primeramente, se eliminan los radicales alilo según el método de Noyori (R. Noyori, J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1691-6) . A continuación, se tienen que separar los grupos acilo inestables frente a bases y eliminar el oligonucleótido con respecto del soporte.

3. Después de haberse terminado la síntesis de un oligonucleótido, la separación de los radicales 3'-benzoílo con respecto del oligonucleótido plantea dificultades. Con el fin de eliminar eficazmente estos radicales, es necesaria la utilización de hidrazina, lo que puede conducir a aperturas del anillo de las bases de pirimidina, sobre todo uracilo y timina.

4. En el caso de la síntesis de los oligonucleótidos, se emplea 5- (4-nitrofenil) -1H-tetrazol como reactivo de acoplamiento en la síntesis automatizada de p-ARN’s. La concentración de este reactivo en la solución de tetrazol en acetonitrilo es en este caso tan alta, que por lo general el 5- (4-nitrofenil) -1H-tetrazol se separa por cristalización en las delgadas mangueras del aparato sintetizador y, por consiguiente, la síntesis finaliza prematuramente. Además, se observó que los oligómeros estaban impurificados con el 5- (4-nitrofenil) -1H-tetrazol. También el triflato de bencimidazolio utilizado alternativamente, presenta aspectos negativos: se cristaliza, si bien más raramente, en las mangueras, es caro y además tiene que ser recristalizado antes de su utilización.

En las citas de Doboszweski B. y colaboradores, J. Org. Chem., 1995, tomo 60, página 7909; Diekmann E. y colaboradores J. Prak. Chem, 1993, tomo 335, página 415, Kripach N.B. y colaboradores Khim. Geterotskil. Soedin, 1982, página 111; Watanabe K.A. y colaboradores, Can. J. Chem., 1981, página 468; Watanabe K.A. y colaboradores, Am. Chem. Soc., 1974, página 2482; Seto H. y colaboradores, Biosynthesis of Blasticidin (Biosíntesis de blasticidina) , 1973, página 2421; Böhringer M. y colaboradores, Helv. Chim. Act., 1992, tomo 75, página 1416; Doboszewski y colaboradores, Tetrahedron, 1995, tomo 51, página 12319, y en el documento WO 96/40711 se describen especiales pent-2'-enopiranosil-, didesoxirribo-nucleósidos, nucleósidos o respectivamente pentopiraninas glicosilados/as.

Por lo tanto, fue una misión del presente invento poner a disposición nuevos pentopiranosil-nucleósidos para sistemas ortogonales de emparejamiento y oligomerizarlos, con lo que se pueden evitar las desventajas arriba descritas.

Sorprendentemente, se encontró, por fin, que los ácidos 3'-desoxipentopiranosil-nucleicos (p-DANN) no tienen las desventajas descritas y poseen no obstante las ventajosas propiedades de emparejamiento ortogonal (véase la Fig. 3) .

Un objeto del presente invento son, por lo tanto, unos 3'-desoxipentopiranosil-nucleósidos de la fórmula (I) , en la que R1 es igual a OH, Hal con Hal igual a Br o Cl, un radical escogido entre el conjunto que se compone de con i-Pr igual a isopropilo, ó -O-PH- (=O) (-O-) , R2, R3 y R4 independientemente entre sí, iguales o diferentes, significan en cada caso H, NR5R6, OR7, SR8, =O, CnH2n+1 siendo n un número entero de 1-12, de manera preferida 1-8, en particular 1-4, un grupo eliminable en la R18

posición β de la fórmula -OCH2CH2R18 con igual a un radical ciano o p-nitrofenilo o un radical fluorenilmetiloxicarbonilo (Fmoc) , o (CnH2n) NR10R11 con R10R11 igual a H, CnH2n+1 o R10R11 unidos a través de un radical de la fórmula , R13, R14

en la que R12 y R15 independientemente entre sí, iguales o diferentes, significan en cada caso H, OR7, ó CnH2n+1 ó CnH2n-1, teniendo n el significado arriba mencionado, y R5, R6, R7 y R8 independientemente entre sí, iguales o diferentes, significan en cada caso H, CnH2n+1 ó CnH2n-1, 5 teniendo n el significado arriba mencionado, - (CO) R9 con R9 igual a un radical alquilo lineal o ramificado, o arilo eventualmente sustituido, de manera preferida fenilo, X, Y y Z independientemente entre sí, iguales o diferentes, significan en cada caso =N, =C (R16) - o -N (R17) , en que R16

y R17 independientemente entre sí, iguales o diferentes, significan en cada caso H o CnH2n+1 ó (CnH2n) NR10R11 con los significados arriba mencionados, y Sc1 es hidrógeno o un grupo protector escogido entre un grupo protector acilo, tritilo, aliloxicarbonilo, inestable frente a la luz, de manera preferida un grupo benzoílo, fluorenilmetiloxicarbonilo (Fmoc) o 4, 4'-dimetoxi-tritilo (DMT) , o de la fórmula (II)

en la que R1' es igual a OH, Hal con Hal igual a Br o Cl, un radical escogido entre

con i-Pr igual a isopropilo ó -O-PH- (=O) (-O-) R2'

, R3' y R4' independientemente entre sí, iguales o diferentes, significan en cada caso =O, CnH2n+1 ó CnH2n-1, un grupo eliminable en la posición β de la fórmula -OCH2CH2R18

con R18 igual a un radical ciano o p-nitrofenilo o un radical fluorenilmetiloxicarbonilo (Fmoc) , o (C2H2n) NR10'R11', 20 teniendo R10' y R11', independientemente entre sí, el significado arriba mencionado de R10 o respectivamente R11, y y R17'

X' significa =N, =C (R16') - ó =C (R17') -, teniendo R16' independientemente entre sí, el significado arriba mencionado de R16 o respectivamente R17, y teniendo Sc1' el significado arriba mencionado de Sc1.

Los 3'-desoxipentopiranosil-nucleósidos son por lo general 3'-desoxirribo-, 3'-desoxiarabino-, 3'-desoxilixo- y/o 3'desoxixilo-piranosil-nucleósidos,... [Seguir leyendo]

1. Eslabones d.

3. desoxipentopiranosil-nucleósidos de la fórmula (I) , en la que R1 es igual a OH, Hal con Hal igual a Br o Cl, un radical escogido entre con i-Pr igual a isopropilo, o -O-PH- (=O) (-O') , R2, R3 y R4, independientemente entre sí, iguales o diferentes, significan en cada caso H, NR5R6, OR7, SR8, =O, CnH2n+1 siendo n un número entero de 1-12, de manera preferida 1-8, en particular 1-4, un grupo eliminable en la R18

posición β de la fórmula -OCH2CH2R18 con igual a ciano o un radical p-nitrofenilo o un radical fluorenilmetiloxicarbonilo (Fmoc) , o (CnH2n) NR10R11, con R10R11 igual a H, CnH2n+1 o R10R11 unidos a través de un radical de la fórmula , R13, R14

en la que R12 y R15, independientemente entre sí, iguales o diferentes, significan en cada caso H, OR7, ó 15 CnH2n+1 ó CnH2n-1, teniendo n el significado arriba mencionado, y en la que R5, R6, R7 y R8 independientemente entre sí, iguales o diferentes, significan en cada caso H, CnH2n+1 ó CnH2n-1, teniendo n el significado arriba mencionado, - (CO) R9 con R9 igual a un radical alquilo lineal o ramificado, eventualmente sustituido, arilo, de manera preferida fenilo, X, Y y Z independientemente entre sí, iguales o diferentes, significan en cada caso =N-, =C (R16) - o -N (R17) en que R16

y R17 independientemente entre sí, iguales o diferentes, significan en cada caso H o CnH2n+1 ó (CnH2n) NR10R11 con los significados arriba mencionados, y Sc1 es hidrógeno o un grupo protector escogido entre un grupo protector escogido entre un grupo protector acilo, tritilo, fluorenilmetiloxicarbonilo o inestable frente a la luz, un grupo dansilo o aliloxicarbonilo, en particular un grupo benzoílo o 4, 4'-dimetoxitritilo (DMT) , o de la fórmula (II)

en la que R1' es igual a OH ó Hal, con Hal igual a Br o Cl, un radical escogido entre con i-Pr igual a isopropilo ó -O-PH- (=O) (-O') , R2'

, R3' y R4' independientemente entre sí, iguales o diferentes, significan en cada caso =O, CnH2n+1 ó CnH2n-1, un grupo eliminable en la posición β de la fórmula -OCH2CH2R18 con R18 igual a un radical ciano o p-nitrofenilo o un y R11

radical fluorenilmetiloxicarbonilo (Fmoc) , o (CnH2n) NR10R11, teniendo R10 independientemente entre sí el significado arriba mencionado de R10 o respectivamente R11, y 'y R17'

X' significa =N-, =C (R16') -, ó N (R17') -, teniendo R16 independientemente entre sí, el significado arriba mencionado de R16 o respectivamente R17, y teniendo Sc1' el significado arriba mencionado de Sc1.

2.

3. Desoxipentopiranosil-nucleósidos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizados porque el 3'desoxipentopiranosil-nucleósido es u.

3. desoxi-ribo-.

3. desoxiarabino-.

3. desoxilixo- y/.

3. desoxixilo-piranosilnucleósido, de manera preferida u.

3. desoxi-ribo-piranosil-nucleósido.

3.

3. Desoxipentopiranosil-nucleósidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizados porque la parte de.

3. desoxipentopiranosilo está configurada D o L.

4. 3'-Desoxipentopiranosil-nucleósidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-2, caracterizados porque e.

3. desoxipentopiranosil-nucleósido es una/u.

3. desoxipentopiranosil-purina, -2, 6-diaminopurina, -6-purinatiol, -adenina, -guanina, -isoguanina, -xantina, -hipoxantina, -timina, -indol, -triptamina, -N-ftaloíl-triptamina, -cafeína, -teobromina o -teofilina.

5.

3. Desoxipentopiranosil-nucleósidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-4, caracterizados porque R2, R3 y/o R4 significan un radical 2-ftalimidoetilo o aliloxi o un radical de la fórmula -N[C (O) R9]2, y/o R2', R3' y/o R4' significan un radical 2-ftalimidoetilo.

6.

3. Desoxipentopiranosil-nucleósidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-5, caracterizados porque el 3'desoxipentopiranosil-nucleósido es un