[发明专利]C4′-三氟甲硫基修饰核苷和C4′-三氟甲硫基修饰核酸的制备方法

说明书

C4′‑三氟甲硫基修饰核苷和C4′‑三氟甲硫基修饰核酸的制备方法，公开C4′‑三氟甲硫基取代脱氧胸苷[式(1)]、C4′‑三氟甲硫基取代脱氧胸苷亚磷酰胺单体[式(2)]、C4′‑三氟甲硫基取代脱氧胸苷修饰的DNA、C4′‑三氟甲硫基取代尿苷[式(3)]、C4′‑三氟甲硫基取代尿苷亚磷酰胺单体[式(4)]、C4′‑三氟甲硫基尿苷修饰的RNA的制备方法。式(2)和(4)中“DMTr‑”为二甲氧基三苯甲基；式(4)中“R¹”为甲基或腈乙基，“R²”为乙基或异丙基,“TBDMS”为叔丁基二甲基氯硅烷。这些C4′‑三氟甲硫基取代核苷和核酸在核苷类药物和核酸的结构与功能研究方面有着广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及核苷、寡聚核苷酸的化学合成领域，具体涉及C4′-三氟甲硫基 取代脱氧胸苷、C4′-三氟甲硫基取代脱氧胸苷亚磷酰胺单体、C4′-三氟甲硫基取 代脱氧胸苷修饰的DNA、C4′-三氟甲硫基取代尿苷、C4′-三氟甲硫基取代尿苷亚 磷酰胺单体、C4′-三氟甲硫基尿苷修饰的RNA的制备方法。

背景技术

向核糖上引入卤代、甲基等取代基，能够通过立体电子效应改变糖环的构 象，进而调控核苷和核酸的结构和功能。这些修饰的核苷和核酸具有广泛的应 用价值。比如，2′,3′-二脱氧胞苷(扎西他宾)、去氧氟尿苷(Doxifluridine)等核苷 被用作抗病毒、抗肿瘤药物；2′-F，2′-OMe修饰的反义核酸和核酸适体被FDA 批准用以治疗一些罕见病；锁核酸(LNA)被广泛应用于核酸分子识别和核酸 纳米结构构筑；将2′-F，2′-SCF₃和2′-OCF₃取代的核苷定点引入RNA链，可以 基于¹⁹F NMR探测RNA的结构动态变化。C4′修饰位于核糖-磷酸骨架的外侧， 远离碱基和C2′-OH/H，对核苷和核酸的核心结构和功能扰动较小。因此，相对于C2′修饰，C4′修饰的核苷和核苷酸可能是更为优异的探针。但是，很多C4′ 修饰能够降低糖苷键的稳定性，导致C4′修饰的核苷和核苷酸报导较少。最近， 我们发展了分层次保护多羟基的策略，合成了C4′-氟代修饰尿嘧啶亚磷酰胺单 体，并基于固相合成策略化学合成了的C4′-氟代修饰尿嘧啶修饰的RNA，用于 基于¹⁹F NMR的RNA结构和功能研究[J.Am.Chem.Soc.2020,142,4739–4748]。 基于对提高灵敏度的需要，在C4′-位引入含有多个等价氟原子的氟代官能团(例 如三氟甲硫基)探测DNA和RNA的结构动态应该具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的是针对发展新型C4′-含氟官能团修饰核酸实际需要，提供一 种高选择性引入三氟甲硫基的策略，包括C4′-三氟甲硫基取代脱氧胸苷和C4′- 三氟甲硫基取代脱氧胸苷亚磷酰胺单体的制备方法，C4′-三氟甲硫基取代尿苷和 C4′-三氟甲硫基取代尿苷亚磷酰胺单体的制备方法，以及利用C4′-三氟甲硫基取 代脱氧胸苷亚磷酰胺单体制备C4′-三氟甲硫基取代脱氧胸苷修饰的DNA的方法， 和利用C4′-三氟甲硫基取代尿苷亚磷酰胺单体制备C4′-三氟甲硫基取代尿苷修 饰的RNA的方法。

本发明技术方案

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种C4′-三氟甲硫基取代脱氧 胸苷，其中，该C4′-三氟甲硫基取代脱氧胸苷的化学结构式为：

式(1)所示的化合物可以称为4′-C-(三氟甲硫基)-2′-脱氧-β-D-胸苷。

本发明第二方面提供了一种C4′-三氟甲硫基取代脱氧胸苷的制备方法，该 方法包括以下步骤：

(1)将N-(三氟甲硫基)邻苯二甲酰亚胺和三乙胺、无水二氯甲烷形成第一 混合溶液；15分钟后将所述第一混合溶液与3′-O-(叔丁基二甲基硅烷基)-5′-醛 -2′-β-D-苏糖脱氧胸苷进行反应，将反应后得到的溶液用二氯甲烷稀释后洗涤、 干燥、过滤、柱层析得到3′-O-(叔丁基二甲基硅烷基)-4′-C-(三氟甲硫基)-5′-醛-2′- 脱氧-β-D-苏糖胸苷；