Grupos protectores fotolábiles que contiene un esqueleto de diarilsulfuro.
Un compuesto con la fórmula**Fórmula**
en el que A se selecciona entre el grupo que consiste en -CH2-,
-CH2-CH2-, -CH(CH3)-, -CH(CH3)-CH2-, y R1 es un grupo heteroarilo o arilo sustituido o no sustituido, y R3 es H, un grupo metilo o un grupo etilo, y**Fórmula**
en el que R2 es**Fórmula**
o en el que R2 es**Fórmula**
en el que R4 es H, forma una fosforamidita, H fosfonato o triéster de fosfato y
en el que R5 es H, OH, un halógeno o XR6, en el que X es O o S y R6 es H, un grupo alquilo, grupo arilo, o OR6 forma una porción fosforamidita, fosfodiéster, fosfotriéster, H-fosfonato o un acetal o porción de silicona y en el que B se selecciona entre el grupo que consiste en adenina, citosina, guanina, timina, uracilo, 2,6- diaminopurina-9-ilo, hipoxantina-9-ilo, 5-metilcitosinil-1-ilo, 1-ilo ácido 5-amino-4-imidazolcarboxílico o amida-3-ilo ácido 5-amino-4-imidazolcarboxílico, en el que cuando B es adenina, citosina o guanina el grupo amino primario tiene opcionalmente un grupo protector o cuando B es timina o uracilo en la posición O4 es opcionalmente un grupo protector, o
en el que R2 es**Fórmula**
en el que R7 es un aminoácido natural, un aminoácido no natural o un derivado de aminoácido formando un enlace uretano de fórmula Ia, o
cuando la fórmula IV representa la función carboxi de un aminoácido natural, un aminoácido no natural o un derivado de aminoácido, formando un enlace éster con la fórmula Ia.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/055918.
Solicitante: F. HOFFMANN-LA ROCHE AG.
Inventor/es: STENGELE, KLAUS-PETER.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C07H19/02 QUIMICA; METALURGIA. › C07 QUIMICA ORGANICA. › C07H AZUCARES; SUS DERIVADOS; NUCLEOSIDOS; NUCLEOTIDOS; ACIDOS NUCLEICOS (derivados de ácidos aldónicos o sacáricos C07C, C07D; ácidos aldónicos, ácidos sacáricos C07C 59/105, C07C 59/285; cianohidrinas C07C 255/16; glicales C07D; compuestos de constitución indeterminada C07G; polisacáridos, sus derivados C08B; ADN o ARN concerniente a la ingeniería genética, vectores, p. ej. plásmidos o su aislamiento, preparación o purificación C12N 15/00; industria del azúcar C13). › C07H 19/00 Compuestos que contienen un heterociclo que comparten un heteroátomo del ciclo con un radical sacárido; Nucleósidos; Mononucleótidos; Sus anhidro-derivados. › que comparten nitrógeno.
- C07K2/00 C07 […] › C07K PEPTIDOS (péptidos que contienen β -anillos lactamas C07D; ipéptidos cíclicos que no tienen en su molécula ningún otro enlace peptídico más que los que forman su ciclo, p. ej. piperazina diones-2,5, C07D; alcaloides del cornezuelo del centeno de tipo péptido cíclico C07D 519/02; proteínas monocelulares, enzimas C12N; procedimientos de obtención de péptidos por ingeniería genética C12N 15/00). › Péptidos con un número indeterminado de aminoácidos; Sus derivados.
PDF original: ES-2547917_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Grupos protectores fotolábiles que contiene un esqueleto de diarilsulfuro Antecedentes de la invención
La presente invención se refiere a grupos protectores fotoactivables que contienen un cromóforo de diarilsulfuro, un método para la síntesis de los mismos y su uso como grupos protectores fotoactivables utilizando la síntesis de array basada en la fotolitografía sin máscara.
Los grupos protectores fotolábiles (PLPG) juegan un papel importante en el bloqueo de los grupos funcionales presentes en los nucleósidos, nucleótidos, azúcares y aminoácidos, que se utilizan para la síntesis de biomoléculas, por ejemplo, ácidos nucleicos y sus derivados, proteínas, péptidos y carbohidratos. Además, los PLPG tienen la ventaja de que la desprotección del grupo funcional protegido puede realizarse simplemente a través de exposición a la luz. Por lo tanto, los PLPG proporcionan la base para la fotolitografía basada en la síntesis espacialmente resuelta de oligonucleótidos o péptidos sobre soportes sólidos. La principal ventaja de esta técnica es que pueden producirse microarrays de alta resolución. Tales microarrays de alta resolución son de gran importancia para el análisis de biomoléculas en la medicina y la investigación farmacéutica, ya que proporcionan la posibilidad de realizar análisis de alto rendimiento y coste-efectivos de múltiples muestras en una sola matriz.
El uso de PLPG para la síntesis de microarrays es bien conocido en la técnica. Los PLPG que se utilizan habitualmente en la en la síntesis de oligonucleótidos basada en fotolitografía son, por ejemplo a-metil-6- nitropiperonil-oxicarbonilo (MeNPOC) (Pease, et al., Proc. Nati. Acad. Sci. USA. 91 (1994) 5022-5026), 2-(2- n¡trofen¡l)-propoxicarbonilo (NPPOC) (Hasan, et al., Tetrahedron 53 (1.997) 4247-4264). Los PLPG que se utilizan comúnmente para la síntesis de péptidos basada en fotolitografía son, por ejemplo nitroveratriloxicarbonilo (NVOC) (Fodor, et al., Science 251 (1991) 767-773) y 2-nitrobenciloxicarbonilo (NBOC) (Patchornik, et al., J. Am. Chem. Soc. 92 (1970) 6333-6335).
El principal inconveniente de los PLPG en la técnica anterior es que tiene que utilizarse luz de una longitud de onda de aproximadamente 365 nm o inferior para la desprotección de los grupos funcionales protegidos. Las fuentes de luz, que son adecuadas para generar tales longitud de onda, son por ejemplo, lámparas de arco de mercurio, láser excímero, LED UV y láseres de estado sólido de frecuencia multiplicada. Estas fuentes de luz se caracterizan por los altos costos de compra, proporcionan energía luminosa limitada y tienen un tiempo de vida corto que conduce a altos costos generales de operación. Dado que algunas de las fuentes de luz antes mencionadas contienen sustancias peligrosas, por ejemplo, mercurio, las medidas apropiadas para asegurar la seguridad y la eliminación adecuada son necesarios aumentando aún más los costos.
Los dispositivos ópticos utilizados para la síntesis de oligonucleótidos o péptidos basados en fotolitografía, tales como dispositivos de microespejo (WO 03/065038), están diseñados principalmente para el rango de longitud de onda visible de aproximadamente 380 a 780 nm, es decir, estos dispositivos llevan un antirreflejo o recubrimiento antirayado protector optimizado para la transparencia de las respectivas longitudes de onda visibles. Por lo tanto, la longitud de onda UV cercana de 365 nm, necesaria para la desprotección de los grupos funcionales protegidos con el PLPG conocido en el estado de la técnica, requieren dispositivos ópticos que están optimizados para las longitudes de onda de UV cercano. Dado que la mayoría de los dispositivos ópticos están optimizados para el uso con luz visible, tal optimización a menudo comprende la eliminación de la capa destinada al uso con la luz visible de los dispositivos ópticos y / o recubriendo el dispositivo óptico con materiales destinados a ser utilizados con luz UV o UV cercana.
Además, algunas de las fuentes de luz mencionadas anteriormente producen un amplio espectro de longitudes de onda, por ejemplo, lámparas de arco de mercurio que emiten luz desde el UV a la gama-IR, los cuales tienen efectos desventajosos en relación con la síntesis de biomoléculas. La luz UV, por ejemplo, puede ser absorbida por el DNA sintetizado que conduce a roturas al azar dentro de la cadena por escisión de radicales fosfato del esqueleto, la oxidación de la base guanina y la posterior rotura de la cadena o fotodimerización, en especial de las bases de timina. Además, la luz UV puede conducir también a la destrucción de ciertos aminoácidos, tales como triptófano por oxidación del radical o cisterna y metionina por la oxidación de azufre. Como resultado los microarrays de DNA o de péptidos pueden ser de baja calidad debido a longitudes indefinidas de las cadenas de DNA y péptidos sintetizados, respectivamente.
Por contra, la luz IR conduce al calentamiento de los dispositivos ópticos que se traduce en la deformación del dispositivo óptico. En el caso de la utilización de un dispositivo de microespejo, por ejemplo, un aumento de la temperatura de 1 °C del dispositivo conduce a una deriva de la luz reflejada de aproximadamente 10 pm y por lo tanto a una pérdida de enfoque en la característica correspondiente en el microarray. En vista de la precisión necesaria en la fotolitografía basada en la síntesis de oligonucleótidos o péptidos sobre soportes sólidos, tales aberraciones darían lugar a una menor calidad de los arrays. En consecuencia, son necesarios esfuerzos y costes adicionales para eliminar las longitudes de onda de rayos UV e IR no deseados (por ejemplo, filtros) producidas por
las fuentes de luz necesarias para una desprotección a 365 nm con el fin de asegurar la calidad de los arrays de oligonucleótidos o de péptidos.
PE 1589024A1 y W02004074300A2 también describen grupos protectores fotoescindibles.
Por consiguiente, el objeto de la presente invención es la provisión de PLPG, que no muestran los inconvenientes de la técnica anterior mencionados anteriormente. Por lo tanto, se presentan en este documento PLPG, que son adecuadas para la desprotección de los grupos funcionales utilizando la luz visible. En consecuencia, se pueden utilizar fuentes de luz inofensivas y rentables, así como elementos ópticos habituales para la fotolitografía basada en la síntesis de oligonucleótidos y péptidos.
Breve descripción de la invención
En un primer aspecto, la invención se refiere a grupos protectores fotolábiles que contienen un cromóforo diarilsulfuro que tiene la fórmula general
[Fórmula Ib]
R1
**(Ver fórmula)**O-----R2
R3
**(Ver fórmula)**no2
en el que Y es S y
A se selecciona entre el grupo que consiste en -CH2-, -CH2-CH2-, -CH(CH3)-, -CH(CH3)-CH2-, y R1 es un grupo heteroarilo o arilo sustituido o no sustituido, y R3 es H, un grupo metilo o un grupo etilo, y en el que R2 es H, forma una fosforamidita, H-fosfonato o triéster fosfato, o en el que R2 es
[Fórmula II]
**(Ver fórmula)**o en el que R2 es
[Fórmula III]
h2
**(Ver fórmula)**0=
En el que R4 es H, o OR4 forma una fosforamidita, H-fosfonato o triéster de fosfato y en el que R5 es H, OH, un halógeno o XR6, en donde X es O o S y R6 es H, un grupo alquilo, grupo arilo, o OR6 forma una fosforamidita, fosfodiéster, fosfotriéster o H-fosfonato o una porción de acetal o de silicona, y en el que B se selecciona entre el grupo que consiste en adenina, citosina, guanina, timina, uracilo, 2,6-diaminopurina-9-ilo, hipoxantina-9-ilo, 5-
metilcitosinil-1 -ilo, 1-ilo del ácido 5-am¡no-4-im¡dazolcarboxfl¡co amida-3-ilo del ácido 5-amino-4-imidazolcarbox[lico, en el que cuando B es adenina, cltoslna o guanina el grupo amino primario tiene opcionalmente un grupo protector o cuando B es timina o uracllo en la posición 04 es opcionalmente un grupo protector, o en el que R2 es
[Fórmula IV]
O
^R7
en el que R7 es un aminoácido natural, un aminoácido no natural o un derivado de aminoácido formando un enlace uretano con la fórmula Ib o en el que la fórmula IV representa la función carboxi de un aminoácido natural, un aminoácido no natural o un derivado de aminoácido, formando un enlace áster en la fórmula Ib.
R1 es preferiblemente un grupo fenilo, un grupo terc-butil-fenilo, un grupo 1- o 2-naftilo, un grupo 2-piridilo un grupo amlnofenllo, un grupo N -alqullaminofenilo, un grupo N-acilaminofenilo, un grupo carboxifenilo, un áster o una amida fenilcarboxílico, y / o preferiblemente A es -CH(CH3)-CH2- y / o R2 es una fosforamidita o - P (OCH2CH2CN) (NiPr2) y / o R4 preferiblemente es H y / o R5 es preferiblemente... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un compuesto con la fórmula
[Fórmula la]
**(Ver fórmula)**R2
en el que A se selecciona entre el grupo que consiste en -CH2-, -CH2-CH2-, -CH(CH3)-, -CH(CH3)-CH2-, y R1 es un grupo heteroarilo o arilo sustituido o no sustituido, y R3 es H, un grupo metilo o un grupo etilo, y en el que R2 es
[Fórmula II]
**(Ver fórmula)**o en el que R2 es
[Fórmula III]
H2
**(Ver fórmula)**en el que R4 es H, forma una fosforamidita, H fosfonato o triéster de fosfato y
en el que R5 es H, OH, un halógeno o XR6, en el que X es O o S y R6 es H, un grupo alquilo, grupo arilo, o OR6 forma una porción fosforamidita, fosfodiéster, fosfotriéster, H-fosfonato o un acetal o porción de silicona y
en el que B se selecciona entre el grupo que consiste en adenina, citosina, guanina, timina, uracilo, 2,6- diaminopurina-9-ilo, hipoxantina-9-ilo, 5-met¡lc¡tos¡n¡l-1-ilo, 1-ilo ácido 5-amino-4-imidazolcarboxílico o amida-3-ilo ácido 5-amino-4-imidazolcarboxílico, en el que cuando B es adenina, citosina o guanina el grupo amino primario tiene opcionalmente un grupo protector o cuando B es timina o uracilo en la posición O4 es opcionalmente un grupo protector, o
en el que R2 es
[Fórmula IV]
o
-----W R7
en el que R7 es un aminoácido natural, un aminoácido no natural o un derivado de aminoácido formando un enlace uretano de fórmula la, o
cuando la fórmula IV representa la función carboxl de un aminoácido natural, un aminoácido no natural o un derivado de aminoácido, formando un enlace áster con la fórmula la.
2. El compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza en que R1 es un grupo fenilo, un grupo terc- butil-fenilo, un grupo 1- o 2-naftilo o un grupo 2-piridilo.
3. El compuesto de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza en que A es -CH(CH3)-CH2-
4. El compuesto de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, que se caracteriza en que R3 es H o un grupo etilo.
5. El compuesto de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, que se caracteriza en que R4 es H y R5 es H.
6. El compuesto de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, que se caracteriza en que B se selecciona del grupo que consiste de adenina, citosina, guanina, timina o uracilo.
7. El compuesto de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque, cuando B es adenina, citosina o guanina el grupo protector es fenoxiacetilo-, 4-terc-butil-fenoxiacetilo-, residuos 4-isopropil-fenoxiacetilo- o dimetilformamidino-, cuando B es adenina el grupo protector es benzoilo o residuos p-nitro-fenil-etoxi-carbonilo (p- NPPOC), cuando B es guanina el grupo protector es isobutiroilo-, p-nitrofeniletilo (p-NPE) o residuos p-NPEOC- y cuando B es citosina el grupo protector es benzoilo, isobutirilo- o residuos p-NPEOC.
8. El compuesto de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, que se caracteriza en que R7 es un aminoácido natural.
9. El uso del compuesto de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 8 como grupo protector fotoactivable utilizando fotolitografía sin máscara.
10. El uso del compuesto de acuerdo con la reivindicación 7 para la síntesis de array de DNA basado en fotolitografía sin máscara como grupo protector de OH intermedio o permanente en derivados de nucleósidos en el extremo 3'-OH o el extremo 5'-OH.
11. El uso del compuesto de acuerdo con la reivindicación 8 para la síntesis de array de péptidos basado en fotolitografía sin máscara como el grupo NH-protector en aminoácidos.
12. El uso del compuesto de acuerdo con la reivindicación 8 para la síntesis de array de péptidos basado en fotolitografía sin máscara como el grupo COOH-protector en aminoácidos.
13. El uso del compuesto de acuerdo con la reivindicación 8 para la síntesis basada en la fotolitografía sin máscara de hidratos de carbono como el grupo protector de OH.
14. El uso del compuesto de acuerdo con la reivindicación 8 para protectores ortogonales estrategia de grupo como grupo SH-protector.
15. El uso del compuesto de acuerdo con las reivindicaciones 8 a 13, caracterizado en que la luz se utiliza para la fotolitografía sin máscara que tiene una longitud de onda de 374 a 405 nm, preferiblemente de 390 nm.
16. Un método para preparar un esqueleto diarilsulfuro que contiene un grupo protector fotolábil de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende los pasos de
a) Provisión de p-dietilbenceno como material de partida
b) La bromación del anillo de fenilo
c) La nitración del compuesto obtenido en ácido sulfúrico y nítrico en la posición para- del Bromo
d) Purificación y cristalización
e) La hidroximetilación del compuesto en la posición bencílica
f) La conversión del grupo bromo aromático al arilsulfuro usando tiofenol
g) Purificación
h) Conversión del alcohol en clorocarbonato
i) La reacción del clorocarbonato con un nucleósldo y la reacción del nucleósldo con un agente de fosfitilaclón, o reacción del clorocarbonato con un derivado de aminoácido.
17. El método de acuerdo con la reivindicación 16, que se caracteriza en que R1 es un grupo fenilo, un grupo terc- butil-fenilo, un grupo 1- o 2-naftilo o un grupo 2-piridilo.
18. El método de acuerdo con la reivindicación 16 o 17, que se caracteriza en que A es -CH(CH3)-CH2-
19. El método de acuerdo con la reivindicación 16 a 18, que se caracteriza en que R3 es H o un grupo etilo.
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