ES2223036T3

ES2223036T3 - Polimeros.

Info

Publication number: ES2223036T3
Application number: ES02710131T
Authority: ES
Inventors: Elizabeth A. Hall; Kawulia T. Hunter
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2022-01-30
Also published as: ATE272663T1; EP1368403B1; US7022808B2; GB0102388D0; JP2004531589A; CA2454215A1; US20040091896A1; US20060122289A1; DE60200886D1; EP1368403A1; WO2002060974A1; DE60200886T2; DK1368403T3; ZA200305833B

Abstract

Polímero que tiene una pluralidad de anillos insaturados de 5-6 miembros que pueden ser iguales o diferentes, enlazados conjuntamente mediante cadenas enlazantes para formar una cadena principal, al menos alguno de dichos anillos insaturados de 5-6 miembros siendo portador de un ligando.

Description

Polímeros.

La presente invención se refiere a polímeros, en particular polímeros que son útiles como miméticos de ácidos nucleicos o para su uso en síntesis en fase sólida de oligómeros.

El ADN tal como se encuentra en la naturaleza, se utiliza frecuentemente como una herramienta o sonda en la detección de analitos tales como sustancias biológicas, en particular en el diagnóstico y la detección de organismos microbiológicos tales como bacterias patógenas.

Recientemente se ha desarrollado un mimético de ácido nucleico que se sabe que interactúa con el ADN y que es conocido como ácido péptido-nucleico ("peptide nucleic acid", PNA). Es sabido que los ácidos péptido-nucleicos invaden las hebras de ADN en los sitios ricos en purinas para formar estructuras triplex. (P.E. Nielson et al., Science, 1991, 254, p1497-1506, Turney D.Y. et al,. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, 90, 1667-1670).

El PNA tiene un esqueleto de polímero o pseudopéptido sintetizado para imitar la configuración de una hebra de ADN mediante la presencia de seis enlaces entre las unidades de nucleótidos y tres enlaces entre la cadena principal y cada base nucleotídica. Las ventajas de utilizar miméticos de ADN en métodos de detección son generalmente que estos tienen límites de detección superiores al ADN natural. La cinética de hibridación puede ser más rápida y las estructuras pueden ser más robustas o estables que el ADN.

Los ácidos nucleicos miméticos tienen muchas aplicaciones en investigación biotecnológica y en aplicaciones terapéuticas, algunas de las cuales se resumen por ejemplo en EP-A-0839830, junto con una estructura acíclica nucleótido-mimética. En WO 92/07882 se describen otros polímeros útiles para la síntesis en fase sólida de oligómeros.

Los solicitantes han encontrado que los anillos insaturados de 5-6 miembros constituyen buenos elementos de cadena principal para los miméticos de ácidos nucleicos y otros polímeros.

La presente invención proporciona un polímero que tiene una pluralidad de anillos insaturados de 5-6 miembros que pueden ser iguales o diferentes, enlazados conjuntamente mediante cadenas enlazantes para formar una cadena principal, al menos alguno de dichos anillos insaturados de 5-6 miembros siendo portador de un ligando.

En particular, la presente invención proporciona un compuesto de fórmula general (I)

1

donde n es un entero superior a 1, cada A es igual o diferente y es un anillo insaturado de 5 ó 6 miembros, cada R^{1} es igual o diferente a cualquier otro de dicho grupo y se selecciona entre hidrógeno o un ligando, cada R^{2} es igual o diferente y es un grupo enlazante opcionalmente substituido, R^{3} es hidrógeno o un grupo de bloqueo, R^{4} es al menos una parte de un grupo enlazante, p es 0 ó 1, y R^{5} es un grupo saliente o un derivado bloqueado del mismo.

Anillos A insaturados de 5-6 miembros adecuados son C_{5-6}cicloalquenilo, C_{5-6}cicloalquinilo, fenilo o anillos heterocíclicos insaturados. Los anillos heterocíclicos pueden contener uno o más heteroátomos. Heteroátomos adecuados son oxígeno, nitrógeno o azufre. Así, ejemplos de anillos heterocíclicos adecuados incluyen triazina, piridina, pirimidina, pirazina, imidazol, imidazolina, pirazol, pirrol, furano, tiazina y tiofeno.

Preferentemente los anillos insaturados de 5-6 miembros son generalmente planos bajo condiciones normales y, por lo tanto, los anillos preferidos son anillos aromáticos tales como fenilo, o anillos heteroaromáticos tales como triazina, piridina, pirimidina, pirazina, imidazol, pirazol, pirrol, furano, tiazina y tiofeno.

Más preferentemente, el anillo A insaturado es un grupo aromático de 6 miembros de sub-fórmula (i)

2

donde X_{1}, X_{2} y X_{3} se seleccionan independientemente entre C o N.

En particular, los grupos de sub-fórmula (i) son anillos que contienen nitrógeno tales como triazina, piridina y pirimidina, y entre estos, la triazina es el grupo más preferido.

Los grupos enlazantes R^{2} adecuados variarán dependiendo de la exacta naturaleza del polímero requerido y del objetivo a la que vayan a ser destinados. Sin embargo, generalmente R^{2} comprenderá cadenas de 2-8 átomos opcionalmente sustituidas o un anillo de 3-8 átomos opcionalmente sustituido, donde los átomos se seleccionan entre átomos de carbono o hetoroátomos tales como nitrógeno, oxígeno y azufre.

Cuando R^{2} es un anillo, éste puede ser aromático o no aromático. Un ejemplo particular de un enlazante de tipo anillo aromático es bencilo y un ejemplo particular de un enlazante R^{2} de tipo anillo no aromático es ciclohexilo.

En particular el enlazante R^{2} comprende una cadena de 2-8 átomos opcionalmente sustituida y preferentemente de 3-8 átomos.

Cuando los grupos R^{2} incluyan átomos de carbono o nitrógeno, estos estarán sustituidos con otros grupos para satisfacer las restricciones de valencia y dichos grupos pueden ser hidrógeno aunque alternativamente pueden ser un sustituyente opcional.

Sustituyentes opcionales apropiados para los grupos R^{2} enlazantes incluyen alquilo (tal como C_{1-4}alquilo), hidroxilo, hidroxialquilo (tal como hidroxiC_{1-4}alquilo y en particular hidroximetilo) alcoxilo (tal como C_{1-4}alcoxilo), alcanoilo (tal como C_{1-4}alcanoilo), carboxilo o sales o ésteres del mismo (tales como ésteres de alquilo), carboxialquilo (tal como carboxyC_{1-4}alquilo y en particular CH_{2}COOH) o sales o éteres del mismo, (tales como ésteres de alquilo), nitro, nitroalquilo (tal como C_{1-4}nitroalquilo y en particular -CH_{2}NO_{2}) ciano, cianoalquilo (tal como C_{1-4}cianoalquilo y en particular -CH_{2}CN), amino, mono- o di-alquilamino, aminoalquilo (tal como aminoC_{1-4}alquilo y en particular -CH_{2}NH_{2}) fosfato, alquilfosfato (tal como C_{1-4}alquilfosfato y en particular CH_{2}PO_{3}), sulfato, alquilsulfato (tal como C_{1-4}alquilsulfato y en particular CH_{2}SO_{3}), mercapto, alquiltio (tal como C_{1-4}alquiltio), alquilsulfonilo o una molécula trazadora o marcador.

Los sustituyentes de los grupos enlazantes pueden afectar la lipofilicidad o hidrofilicidad del polímero deseado. Por ejemplo, cuando se requieren polímeros lipofílicos, los sustituyentes pueden omitirse o pueden seleccionarse entre grupos alquilo tales como C_{1-4}alquilo y en particular metilo. Cuando se requieren polímeros hidrofílicos, pueden utilizarse de forma adecuada sustituyentes cargados o ricos en electrones tales como hidroxilo, hidroxialquilo, carboxilo o sales o ésteres del mismo (tal como ésteres de alquilo), carboxialquilo, nitro, ciano, fosfato, alquilfosfato, sulfato o alquilsulfato.

Cuando los sustituyentes opcionales para los grupos enlazantes R^{2} incluyen moléculas trazadoras o marcadores, estos pueden comprender marcadores fluorescentes. Marcadores de ácidos nucleicos típicos incluyen derivados de fluoresceína (tales como 5-carboxifluoresceína, isotiocianatos de fluoresceína (ITCFs), diclorotriazinas de fluoresceína (DTAIs)), derivados de rodamina (tales como 5-carboxitetrametilrodamina, rodamina 6G, Rhodamine Green™, Rhodamine Red™, Lissamine™, rodamina B), Texas Red™, BODIPY™ y Cascade Blue™. Otros colorantes que pueden utilizarse para la detección de ácidos nucleicos incluyen bromuro de etidio, homodímero de acridina, naranja de acridina, heterodímero de etidio-acridina, SYBR™ Green, SYBR™ Gold y PicoGreen™.

De forma apropiada los grupos enlazantes R^{2} incluyen tanto carbono como heteroátomos, en particular átomos de oxígeno o de nitrógeno.

Grupos enlazantes R^{2} particularmente preferidos son grupos de sub-fórmula (ii) o (iii)

(ii)-Y_{1}-(CR^{6}R^{7})_{m}-Y_{2}-

(iii)-(CR^{8}R^{9})_{s}-Y^{3}-(CR^{10}R^{11})_{t}-

donde m, s y t se seleccionan independientemente entre enteros de entre 1-6 y preferentemente de 2-4, y Y_{1} y Y_{2} se seleccionan independientemente entre un enlace, O, S, NR^{12}, -C(O)O-, -OC(O)-, -NR^{12}C(O)-, -C(O)NR^{12}-, o -NR^{12}C(O)NR^{13} donde R^{12} y R^{13} se seleccionan independientemente entre hidrógeno o C_{1-4}alquilo tal como metilo, y Y^{3} es un grupo que se forma uniendo dos fracciones juntas, tal como ésteres y amidas de fórmulas -C(O)O-, -OC(O)-, -NR^{12}C(O)-, -C(O)NR^{12}-, o -NR^{12}C(O)NR^{13} donde R^{12} y R^{13} son tal como se han definido anteriormente; y cada R^{6}, R^{7}, R^{8}, R^{9}, R^{10} y R^{11} se selecciona independientemente entre hidrógeno, alquilo (tal como C_{1-4}alquilo), hidroxilo, hidroxialquilo (tal como hidroxi C_{1-4}alquilo y en particular hidroximetilo) alcoxilo (tal como C_{1-4}alcoxilo), alcanoilo (tal como C_{1-4}alcanoilo), carboxilo o sales o ésteres del mismo (tal como ésteres de alquilo), carboxialquilo (tal como carboxiC_{1-4}alquilo y en particular CH_{2}COOH) o sales o ésteres del mismo, (tal como ésteres de alquilo), nitro, nitroalquilo, tal como C_{1-4}nitroalquilo en particular -CH_{2}NO_{2}) ciano, cianoalquilo tal como C_{1-4}cianoalquilo en particular -CH_{2}CN), amino, mono- o di-alquilamino, aminoalquilo (tal como aminoC_{1-4}alquilo y en particular -CH_{2}NH_{2}) fosfato, alquilfosfato (tal como C_{1-4}alquilfosfato y en particular CH_{2}OPO_{3}), sulfato, alquilsulfato (tal como C_{1-4}alquilsulfato y en particular CH_{2}SO_{3}), mercapto, alquiltio (tal como C_{1-4}alquiltio), alquilsulfonilo, o una molécula trazadora o marcador tal como se ha descrito anteriormente.

De forma apropiada al menos algunos grupos R^{6}, R^{7}, R^{8}, R^{9}, R^{10} y R^{11} son hidrógeno. Más preferentemente, un máximo de un grupo R^{6}, R^{7}, R^{8}, R^{9}, R^{10} y R^{11} es diferente de hidrógeno.

Preferentemente, R^{12} y R^{13} son hidrógeno.

Tal como se utiliza en el presente documento, el término "alquilo" incluye grupos tanto de cadena lineal como ramificada, que, a menos que se indique lo contrario pueden contener por ejemplo entre 1-10 y de forma adecuada entre 1-6 átomos de carbono. Otros términos, tal como alcoxilo y alcanoilo utilizados en el presente documento incluirán grupos alquilo como los considerados aquí, combinados con la funcionalidad convencional.

Ejemplos particulares de grupos enlazantes de sub-fórmula (ii) son grupos -NHCH_{2}CH_{2}NH-, -OCH_{2}CH_{2}O-, -NHC(O)CH_{2}O-, -NHC(O)NHCH_{2}-, -NHC(OH)CH_{2}NH-, -NHCH(CH_{2}COOH)CH_{2}NH-, -NHCH(CH_{2}OH)CH_{2}NH_{2}-, -OCH(CH_{2}OH)CH_{2}O-, -NHCH(CH_{2}OPO_{3}^{2-})CH_{2}NH_{2}-, o -NHCH(CH_{2}NH_{2})CH_{2}NH-. Un ejemplo particularmente preferido de grupo enlazante R^{2} es un grupo -NHCH_{2}CH_{2}NH-. Tales grupos enlazantes serán útiles en particular cuando se requieran polímeros lipofílicos.

Los ejemplos de ligandos adecuados para R^{1} dependerán de la naturaleza del polímero y del objetivo al que vayan a ser destinados. Los ligandos R^{1} pueden seleccionarse por ejemplo entre nucleobases, y en particular nucleobases naturales, grupos que se unen a nucleobases o intercaladores de ADN. Estos pueden estar unidos directamente al anillo A, o puede haber un grupo enlazante tal como una cadena C_{1-4} y preferentemente C_{1-2} alquileno interpuesto entre las nucleobases, el grupo de unión a la nucleobase o el intercalador de ADN y el anillo A.

Tales ligandos permitirán que el compuesto de fórmula (I) forme interacciones, tales como interacciones de hibridación, con moléculas de ADN o de ARN.

No obstante, para utilizar como miméticos de ADN, los ligandos R^{1} generalmente comprenderán nucleobases naturales. Sin embargo, en algunos casos, cuando se requiera un espaciado adicional entre ligandos, al menos alguno de los grupos R^{1} puede ser hidrógeno. Sin embargo, preferentemente, la mayoría de los grupos R^{1}, si no todos, serán diferentes de hidrógeno.

Generalmente hablando, la naturaleza de R^{3}, R^{4} cuando esté presente, y R^{5} dependerá del proceso de producción utilizado en la fabricación del polímero tal como se indica posteriormente, así como de la naturaleza del grupo enlazante R^{2}. Grupos de bloqueo R^{3} adecuados son los utilizados para proteger los grupos Y^{2} en la sub-fórmula (ii) anterior durante la reacción de producción del polímero. Así, por ejemplo, R^{3} puede ser un alquilcarbonilo o un arilcarbonilo tal como un grupo bencilcarbonilo cuando Y^{2} es oxígeno, o un alcoxicarbonil éster tal como un t-butoxicarbonil éster cuando Y^{2} es NH-. Sin embargo, normalmente R^{3} será hidrógeno.

De manera similar, R^{5} puede ser un grupo saliente tal como un halógeno como por ejemplo flúor, cloro, bromo o iodo, así como mesilato o tosilato, y en particular cloro. Tales grupos salientes pueden requerirse en el proceso de producción para permitir que la cadena de polímero se incremente en esa dirección si se requiere. Sin embargo, los grupos salientes terminales pueden protegerse si se desea o si es necesario para evitar la extensión de la cadena en esa dirección, utilizando la química convencional como se describe a continuación.

En los compuestos de fórmula (I), el entero n puede ser cualquier cosa dependiendo de la naturaleza del producto a producir. Sin embargo, generalmente hablando, n estará comprendido en el intervalo entre 2-200 y preferentemente entre aproximadamente 6-100, más preferentemente 10-60.

En una realización particular, los compuestos de la invención son compuestos de fórmula (II)

3

donde R^{2}, R^{3}, R^{5} y n son tal como se han definido en relación a la fórmula (I), cada R^{1} es igual o diferente y es tal como se ha definido en relación a la fórmula (I), y X_{1}, X_{2} y X_{3} son tal como se han definido en relación a la sub-fórmula (ii).

Compuestos de fórmula (II) particularmente adecuados pueden representarse parcialmente de la siguiente manera:

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donde B_{1}, B_{2} y B_{3} representan nucleobases

a, b y c se seleccionan independientemente entre 0 o un entero entre 1-6, siempre que a+b+c sea equivalente a m tal como se ha definido en relación a la sub-fórmula (iii);

cada R^{20} es un sustituyente opcional de un grupo enlazante tal como se ha definido anteriormente;

R^{5} es tal como se ha definido en relación a la fórmula (I),

Y_{1} y Y_{2} son tal como se han definido en relación a la sub-fórmula (iii)

y el polímero se extiende más allá de una manera similar en la dirección de la línea de puntos.

Preferentemente, en la fórmula anterior, b es 0, 1 ó 2 y preferentemente 0 ó 1.

De forma apropiada, a y c se seleccionan independientemente entre 0, 1 ó 2.

Preferentemente, cuando b es 1, o a o c es 0 y el otro es 1.

Cuando R^{5} es un grupo saliente, se facilita el crecimiento adicional de la cadena en el extremo del polímero.

Los compuestos poliméricos de fórmula (I) se preparan de forma adecuada mediante procedimientos que son convencionales en la literatura. En particular, pueden prepararse añadiendo consecutivamente a la cadena monómeros sustituidos de forma apropiada. Así, los compuestos de fórmula (I) se preparan de forma adecuada mediante un procedimiento reiterativo que comprende las siguientes etapas:

(a) hacer reaccionar un compuesto de fórmula (III)

5

en el que A, R^{4}, R^{5} y p son tal como se han definido en relación a la fórmula (I),

R^{1'} es un grupo R^{1} tal como se ha definido en relación a la fórmula (I) o un derivado protegido del mismo;

R^{2'} es un grupo R^{2} tal como se ha definido en relación a la fórmula (I) o una forma protegida del mismo, cuando p es 0, o R^{2'} es un grupo precursor, tal que es formado por R^{2} o una forma protegida del mismo mediante -R^{2'}-R^{4}- cuando p es 1, y

R^{14} es un grupo protector,

con un compuesto de fórmula (IV);

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donde A, R^{2} R^{4} y p son tal como se han definido en relación a la reivindicación 1, q es 0 ó 1, R^{1'} y R^{2'} son tal como se han definido en relación a la fórmula (III), y todos ellos pueden ser iguales o diferentes a las fracciones correspondientes en el compuesto de fórmula (III), donde R^{15} es un grupo protector y q es 0 ó 1, seguidamente

(b) eliminar un grupo protector R^{14} y hacer reaccionar el producto con otro compuesto de fórmula (III); o

(c) cuando q es 1, eliminar un grupo protector R^{15} y hacer reaccionar el producto con otro compuesto de fórmula (III); y

(d) repetir la etapa (b) y/o (c) hasta obtener el polímero deseado;

(e) eliminar los grupos protectores en R^{1'} y/o R^{2'};

y después, si se desea o es necesario, eliminar cualquier grupo protector restante R^{14} o R^{15} y/o introducir un grupo de bloqueo R^{3}.

Por tanto, en este procedimiento el número total de etapas en los pasos (a), (b) y/o (c) ascenderá a n-1 donde n es tal como se ha definido en relación a la fórmula (I).

En cada paso, el compuesto de fórmula (III) empleado puede ser igual o diferente. Cuando éstos son diferentes, puede seleccionarse la estructura exacta del polímero objetivo de fórmula (I).

Por ejemplo, variando la naturaleza de los grupos enlazantes incluidos en las cadenas de polímero, pueden incluirse puntos de una debilidad especial, que pueden someterse a escisión posteriormente si se requiere.

Las reacciones de acoplamiento del procedimiento anterior se realizan de forma adecuada bajo condiciones convencionales. Por ejemplo, el acoplamiento se realiza de forma adecuada en un disolvente, y en particular en un disolvente orgánico tal como tetrahidrofurano (THF) a temperaturas moderadas que pueden estar comprendidas en el intervalo entre 0 y 80ºC, preferentemente entre 30 y 50ºC. La reacción puede realizarse en presencia de una base que es de forma adecuada una base débil tal como trietilamina.

Cuando p es 1, el acoplamiento tiene como resultado la formación del grupo enlazante R^{2}. Por ejemplo, puede ser especialmente adecuado formar un enlace tal como un enlace amida en medio del enlazante R^{2}, que puede por tanto ser de sub-fórmula (iii) tal como se ha definido anteriormente. Así, en este caso, un grupo R^{2'} particularmente adecuado en la fórmula (IV) comprendería un grupo de sub-fórmula (iv)

(iv)-(CR^{8}R^{9})_{s}-NH-

donde R^{8}, R^{9} y s son tal como se han definido en relación a la sub-fórmula (iii) y, en el compuesto de fórmula (III), R^{5} es hidroxilo y R^{4} es un grupo de sub-fórmula (v)

(v)-C(O)-(CR^{10}R^{11})_{t}-

donde R^{10}, R^{11} y t son tal como se han definido en relación a la sub-fórmula (iii).

La naturaleza exacta de los grupos protectores R^{14} y R^{15} variará dependiendo de la fracción a la que estén unidos (i.e. R^{2'}o R^{2} respectivamente), y ejemplos adecuados resultarán evidentes para un químico experto. Preferentemente R^{14} es diferente a R^{15} para facilitar la eliminación de uno de estos grupos de una sola vez. Grupos protectores R^{14} y R^{15} adecuados, (por ejemplo cuando R^{2'} y/o R^{2} incluyen grupos amino) incluyen bencilo, alcoxicarbonil ésteres tales como t-butoxycarbonil éster (Boc), 9-fluorenilmetoxicarbonil éster (FMOC), o amidas tales como N-formilo, o imidas tales como phthalimida. Cuando R^{2'}yR^{2} contienen átomos de oxígeno tales como éteres, R^{14} y/o R^{15} son ésteres adecuados tales como acetatos en particular OC(O)CH_{3} o trifluoroacetato, carbamatos tales como carbamatos de alquilo en particular -OC(O)OCH_{3}, o éteres tales como terc-butiléter, benciléter o trimetilsililéter.

Consideraciones similares aplican con respecto a la presencia o ausencia de grupos protectores en el grupo R^{1'} y/o R^{2'}. Por ejemplo, cuando R^{1} es una nucleobase natural, puede ser preferible proteger uno o más de los grupos amino o átomos de nitrógeno de anillo para asegurar que no se produzca ningún "entrecruzamiento" accidental del polímero durante su formación. Grupos protectores adecuados incluyen grupos alcanoilo o aroilo tales como benzoilo. Éste se introduce do forma adecuada en la base como paso preliminar utilizando métodos convencionales por ejemplo como los ilustrados a continuación.

Cuando R^{2'} contiene sustituyentes reactivos tales como grupos hidroxilo, amino o carboxilo, éstos pueden protegerse durante la preparación utilizando métodos similares a los indicados en relación a R^{14} y R^{15}.

La eliminación de los grupos protectores R^{14} y R^{15} y de cualquier grupo protector presente en R^{1'} o R^{2'} puede realizarse bajo condiciones convencionales también tal como se ilustrado en los ejemplos proporcionados a continuación.

Los compuestos de fórmula (III) y (IV) se preparan de forma adecuada introduciendo los sustituyentes apropiados, en cualquier orden, en el compuesto de fórmula (V)

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donde A es tal como se ha definido en relación a la fórmula (I) y R^{17}, R^{18} y R^{19} son iguales o diferentes y son cada uno grupos salientes.

Ejemplos de métodos adecuados se proporcionan a continuación. El orden en el que se introducen los sustituyentes en el compuesto de fórmula (V) variará dependiendo de la naturaleza de los sustituyentes específicos implicados. Preferentemente, R^{17}, R^{18} y R^{19} son diferentes entre sí ya que esto permite disponer de una forma concreta los sustituyentes alrededor del anillo. Sin embargo, los solicitantes han encontrado que dos o más de R^{17}, R^{18} y R^{19} pueden ser iguales y que un cuidadoso control de las condiciones de reacción proporciona buenos rendimientos del producto sustituido deseado.

Grupos salientes adecuados R^{17}, R^{18} y R^{19} incluyen los grupos salientes listados anteriormente en relación a R^{5}, y en particular son grupos halógeno tal como cloro.

Por ejemplo, los compuestos de fórmula (III), donde p es 0 y R^{5} es el mismo grupo saliente que R^{19} se preparan de forma adecuada haciendo reaccionar un compuesto de fórmula (VI)

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donde R^{2} es tal como se ha definido en relación a la fórmula (I), R^{14} es tal como se ha definido en relación a la fórmula (III), y R^{17} y R^{19} son tales como se han definido en relación a la fórmula (V), con un compuesto de fórmula (VII)

(VII)HR^{1'}

donde R^{1'} es tal como se ha definido en relación a la fórmula (III). La reacción se realiza de forma adecuada en un disolvente tal como un disolvente de acetona/agua, en presencia de una base tal como carbonato sódico. Se utilizan temperaturas moderadas, por ejemplo de entre 0º y 50ºC, y de forma conveniente alrededor de la temperatura ambiente, para evitar la sobreproducción de un producto trisustituido no deseado, que puede ser un riesgo especial, cuando R^{17} y R^{19} son los mismos grupos salientes.

Los compuestos de fórmula (VI) pueden prepararse mediante reacción de un compuesto de fórmula (V) tal como se ha definido anteriormente, con un compuesto de fórmula (VIII)

(VIII)H-R^{2}-R^{14}

donde R^{2} es tal como se ha definido en relación a la fórmula (I), y R^{14} es tal como se ha definido en relación a la fórmula (III). La reacción se realiza de forma adecuada en un disolvente orgánico tal como un disolvente de acetona/agua, en presencia de una base tal como hidrogenocarbonato sódico. En este caso, se emplean bajas temperaturas, por ejemplo de entre -20º y 10ºC, y convenientemente alrededor de 0ºC, para evitar la sobreproducción de productos di- o tri-sustituidos no deseados.

En una realización particular, la invención proporciona un método para la preparación de un compuesto de fórmula (X)

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donde R^{2} es tal como se ha definido en relación a la fórmula (I) y R^{14} es tal como se ha definido en relación a la fórmula (III), mediante la reacción de un cloruro cianúrico con un compuesto de fórmula (XI)

(XI)H-R^{2}-R^{14}

donde R^{2} y R^{14} son tal como se han definido anteriormente, a una temperatura inferior a 10ºC, y preferentemente de alrededor de 0ºC.

Los compuestos de fórmula (III) pueden convertirse en compuestos de fórmula (IV), mediante reacción con un compuesto de fórmula (IX)

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donde R^{2} es tal como se ha definido en relación a la fórmula (I), y R^{15} y q son tal como se han definido en relación a la fórmula (IV). La reacción se realiza de forma adecuada en un disolvente orgánico tal como tetrahidrofurano (THF), a temperaturas elevadas, por ejemplo a la temperatura de reflujo del disolvente.

Los intermedios de fórmula (III), (IV) y (VI) pueden ser compuestos nuevos y, como tales, forman otro aspecto de la invención.

Los compuestos de fórmula (V), (VIII) y (IX) o son compuestos conocidos o pueden prepararse a partir de compuestos conocidos mediante métodos convencionales.

Los procedimientos para la producción de los compuestos de fórmula (I) pueden someterse a automatización si se requiere.

Los compuestos de fórmula (I) son miméticos de ADN particularmente buenos a pesar de que tanto la estructura del anillo A y el grupo enlazante difieren significativamente de los encontrados en el ADN tal como se ilustra posteriormente, donde "TNA" es un ejemplos preferido de un compuesto de la invención, B representa una nucleobase, y Y_{1} y Y_{2} son tal como se han definido en relación a la sub-fórmula (iii) anterior.

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Esto significa que en ellos se encuentran extensas aplicaciones, en biotecnología incluyendo técnicas de producción de oligómeros, y también en aplicaciones terapéuticas.

La invención se describirá a continuación de forma particular mediante ejemplos.

Ejemplo 1

Paso 1

Protección de la etilendiamina

A una solución de t-butoxicarbonil éster (Boc) anhídrido (4,90g) se añadió etilendiamina (10,45g) en diclorometano (60ml) durante un período de 2 horas. La reacción se agitó durante 22 horas a temperatura ambiente antes de evaporar el disolvente. Se añadió agua (100ml) al residuo y el producto insoluble se eliminó por filtración. La solución acuosa se extrajo con diclorometano (3x100ml) y las fases orgánicas combinadas se evaporaron para proporcionar el producto monoprotegido deseado en forma de un aceite incoloro (23,01g, 83%).

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Paso 2

Unión de la etilendiamina mono-Boc protegida al cloruro cianúrico

La N-Boc-etilendiamina del paso 1 (500mg) se añadió a una dispersión de cloruro cianúrico (75mg) en acetona (12ml) que seguidamente se vertió en agua helada mantenida a 0ºC con agitación. Se añadió bicarbonato (262mg) y después de agitar durante 2 horas a 0ºC, se filtró un sólido blanco, se lavó con agua y se secó al vacío sobre P_{2}O_{5}. Se procuró que la temperatura de la reacción no superara los 0ºC para evitar la formación de productos di- y tri-sustituidos no deseados y la hidrólisis de los grupos cloro. El producto deseado se obtuvo en forma de un sólido blanco (763mg, 93%) que se recristalizó en piridina.

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Paso 3

Monoprotección de la nucleobase, (timina) como derivado benzoilamino

Se disolvió timina (2,62g) en acetonitrilo (33ml) y se añadieron piridina (13,5ml) y cloruro de benzoilo (11,68g). La mezcla de reacción se agitó a temperatura ambiente durante 24 horas. La solución naranja resultante se evaporó hasta sequedad y el residuo se extrajo con una mezcla de dioxano/agua 1:1 (62ml). Se añadió carbonato potásico (4,86g) y la suspensión se agitó a temperatura ambiente durante toda la noche. Se añadió ácido clorhídrico (1N) a la solución para reducir el pH a alrededor de 3, después de lo cual se recuperó el precipitado y se recristalizó en etanol. Se obtuvo el 3-benzoilamino derivado deseado en forma de agujas de color amarillo pálido (2,5g).

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Paso 4

Unión de la nucleobase al producto monosustituido

Se mezclaron conjuntamente la 3-N-benzoiltimina del paso (3) (0,4g), carbonato sódico (0,2g) y el producto monosustituido del paso 2 (0,5g) en acetona (20ml) y agua (10ml). Seguidamente, la mezcla de reacción se agitó a temperatura ambiente durante 5 horas. La finalización de la reacción se indicó mediante CCF. El precipitado amarillo resultante se filtró y se secó para obtener el producto deseado en forma de un sólido amarillo pálido (0,41g).

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Paso 5

Monoprotección de la etilendiamina en forma del derivado bencilamino

Se preparó un segundo monómero que introdujo un tercer sustituyente en la molécula de triazina. Se mezcló etilendiamina (10g) en diclorometano (60ml) con cloruro de bencilo (21,01g) en diclorometano. La mezcla se agitó a temperatura ambiente durante algunas horas y la solución se concentró bajo presión reducida. El residuo se disolvió en lactato de etilo (100ml) y la solución resultante se lavó con hidrogenosulfato potásico 1M (2x100ml), hidrogenosulfato sódico al 5% (100ml), y salmuera (100ml), y seguidamente se secó sobre sulfato magnésico. El disolvente se evaporó bajo presión reducida y se obtuvo el producto deseado en forma de un aceite incoloro (22,40g, 92%).

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Paso 6

Trisustitucion del derivado de triazina disustituido

El derivado disustituido producido en el paso 4 anterior (0,1g) suspendido en tetrahidrofurano (THF) (5ml) se trató con el compuesto de etilendiamina protegido con bencilo (0,034g) del paso 5. La mezcla de reacción se calentó a reflujo durante toda la noche y la reacción se consideró completa cuando no se observó más material de partida mediante CCF. El sólido blanquecino obtenido se filtró y se lavó con más THF. Tras la recristalización en piridina, se obtuvo el producto deseado en forma de un sólido blanquecino (84mg, 63%).

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Paso 7

Preparación del dímero

Los dos monómeros producidos en los pasos 4 y 6 respectivamente se acoplaron seguidamente de manera gradual en solución tal como se ilustra en el siguiente Esquema de reacción.

En particular, el producto trisustituido del paso 6 (0,50mg) se suspendió en diclorometano (300ml) y se añadió ácido trifluoroacético (0,5ml). La mezcla se agitó durante 1 hora y seguidamente se evaporó. El residuo se disolvió en THF (5ml) con trietilamina (24,52ml) y se añadió el producto disustituido del paso 4 (34mg). La mezcla se agitó durante 2 horas a 40ºC y se añadió más trietilamina hasta que la mezcla resultó básica. Seguidamente, se eliminaron los materiales volátiles bajo presión reducida. El residuo se disolvió en acetato de etilo, se lavó con hidrogenosulfato potásico (2x5ml), agua (5ml), bicarbonato sódico (2x5ml) y salmuera y se secó sobre sulfato magnésico. Seguidamente, se eliminó el disolvente bajo presión reducida para producir el producto deseado en forma de un sólido blanquecino (70,91. 93%).

El procedimiento del paso 7 puede repetirse con monómeros iguales o diferentes hasta obtener una cadena óptima.

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Claims

1. Polímero que tiene una pluralidad de anillos insaturados de 5-6 miembros que pueden ser iguales o diferentes, enlazados conjuntamente mediante cadenas enlazantes para formar una cadena principal, al menos alguno de dichos anillos insaturados de 5-6 miembros siendo portador de un ligando.

2. Polímero según la reivindicación 1 que comprende un compuesto de fórmula general (I)

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donde n es un entero superior a 1, cada A es igual o diferente y es un anillo insaturado de 5 ó 6 miembros, cada R^{1} es igual o diferente a cualquier otro de dicho grupo y se selecciona entre hidrógeno o un ligando, cada R^{2} es un grupo enlazante opcionalmente substituido que puede ser igual o diferente a cualquier otro de dicho grupo, R^{3} es hidrógeno o un grupo de bloqueo, R^{4} es al menos una parte de un grupo enlazante, p es 0 ó 1, y R^{5} es un grupo saliente o un derivado bloqueado del mismo.

3. Polímero según la reivindicación 2 donde los anillos A son anillos aromáticos.

4. Polímero según la reivindicación 2 donde los anillos A son de sub-fórmula (i)

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donde X_{1}, X_{2} y X_{3} se seleccionan independientemente entre C o N.

5. Polímero según la reivindicación 4 donde al menos alguno de los grupos o sub-fórmula (i) son grupos triazina.

6. Polímero según cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde los grupos enlazantes R^{2} se seleccionan independientemente entre una cadena de entre 2-8 átomos o un anillo de entre 3-8 átomos, seleccionados entre átomos de carbono o heteroátomos que pueden estar opcionalmente sustituidos.

7. Polímero según la reivindicación 6 donde al menos algunos grupos enlazantes R^{2} son grupos de sub-fórmula (ii) o (iii)

(ii)-Y^{1}-(CR^{6}R^{7})m-Y^{2}-

(iii)-(CR^{8}R^{9})_{s}-Y^{3}-(CR^{10}R^{11})_{t}-

donde m, s y t se seleccionan independientemente entre enteros de entre 1-6, y Y^{1} y Y^{2} se seleccionan independientemente entre un enlace, O, S, NR^{12}, -C(O)O-, -OC(O)-,-NR^{12}C(O)-, -C(O)NR^{12}- o -NR^{12}C(O)NR^{13} donde R^{12} y R^{13} se seleccionan independientemente entre hidrógeno o C_{1-4}alquilo, y Y^{3} es un grupo que se forma uniendo dos fracciones conjuntamente, tales como ésteres y amidas de fórmulas -C(O)O-, -OC(O)-,-NR^{12}C(O)-, -C(O)NR^{12}-, o -NR^{12}C(O)NR^{13} donde R^{12} y R^{13} son tal como se han definido anteriormente; y cada R^{6}, R^{7}, R^{8}, R^{9}, R^{10} y R^{11} se selecciona independientemente entre hidrógeno, alquilo, hidroxilo, hidroxialquilo, alcoxilo, alcanoilo, carboxilo o sales o ésteres de los mismos, carboxialquilo o sales o ésteres de los mismos, nitro, nitroalquilo, ciano, cianoalquilo, amino, mono- o di-alquilamino, aminoalquilfosfato, alquilfosfato, sulfato, alquilsulfato, mercapto, alquiltio, alquilsulfonilo, o una molécula trazadora o marcador.

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8. Polímero según la reivindicación 7 donde al menos algunos grupos enlazantes R^{2} son grupos de fórmula -NHCH_{2}CH_{2}NH-.

9. Polímero según cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde los grupos R^{1} se seleccionan independientemente entre hidrógeno, nucleobases, grupos de unión a nucleobases o intercaladores de ADN, donde las nucleobases, los grupos de unión a nucleobases o los intercaladores de ADN pueden estar enlazados directamente al anillo A o a través de una cadena C_{1-4}alquileno.

10. Polímero según la reivindicación 9 donde al menos algunos grupos R^{1} son nucleobases naturales.

11. Polímero según cualquiera de las reivindicaciones precedentes de fórmula (II)

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donde R^{2}, R^{3}, R^{5} y n son tal como se han definido en la reivindicación 1, cada R^{1} es igual o diferente y es tal como se ha definido en la reivindicación 1, y X_{1}, X_{2} y X_{3} son tal como se han definido en la reivindicación 4.

12. Procedimiento para la preparación de un polímero según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende añadir consecutivamente monómeros sustituidos de forma apropiada a una cadena.

13. Procedimiento según la reivindicación 12 que comprende los siguientes pasos:

(a) hacer reaccionar un compuesto de fórmula (III)

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en el que A, R^{4}, R^{5} y p son tal como se han definido en la reivindicación 2,

R^{1'} es un grupo R^{1} tal como se ha definido en la reivindicación 1 o un derivado protegido del mismo;

R^{2'} es un grupo R^{2} tal como se ha definido en la reivindicación 1 o una forma protegida del mismo cuando p es 0, o R^{2'} es un grupo precursor, tal que es formado por R^{2} o una forma protegida del mismo mediante -R^{2'}-R^{4}- cuando p es 1, y

R^{14} es un grupo protector,

con un compuesto de fórmula (IV);

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donde A, R^{2} R^{4} y p son tal como se han definido en la reivindicación 1, q es 0 ó 1, R^{1'} y R^{2'} son tal como se han definido anteriormente en relación a la fórmula (III), y todos ellos pueden ser iguales o diferentes a las fracciones correspondientes en el compuesto de fórmula (III), donde R^{15} es un grupo protector y q es 0 ó 1, seguidamente

(d) repetir la etapa (b) y/o (c) hasta obtener el polímero deseado;

(e) eliminar los grupos protectores en R^{1'} y/o R^{2'};

y posteriormente, si se desea o es necesario, eliminar cualquier grupo protector restante R^{14} o R^{15} y/o introducir un grupo de bloqueo R^{3}.

14. Procedimiento según la reivindicación 12 o la reivindicación 13 que se lleva a cabo de forma automatizada.

15. Compuesto de fórmula (III) tal como se ha definido en la reivindicación 13.

16. Compuesto de fórmula (IV) tal como se ha definido en la reivindicación 13.

17. Compuesto de fórmula (VI)

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donde R^{2} es tal como se ha definido en la reivindicación 2, R^{14} es tal como se ha definido en la reivindicación 13 y R^{17} y R^{19} son grupos salientes.

18. Método para la preparación de un compuesto de fórmula (X)

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(XI)H-R^{2}-R^{14}

donde R^{2} y R^{14} son tal como se han definido anteriormente, a una temperatura inferior 10ºC.