一种用于核酸的5’端加帽的含卤化合物及其应用的制作方法

本发明涉及生物和合成化学领域，具体涉及一类核苷类化合物，具体涉及一种用于核酸(rna)的5’端加帽的含卤化合物及其应用。

背景技术：

1、近年来，信使rna(mrna)技术与其疫苗药物实现了从实验室到临床应用的突破，市场对于mrna技术的预期大幅高涨。mrna技术应用场景不仅仅是在传染病领域，在预防性疫苗、治疗性药物，甚至包括细胞编程和再生疗法等方面发展潜力巨大。

2、帽结构是细胞中广泛存在的一种rna修饰，其在维持mrna的稳定性和调控蛋白翻译等活动中发挥关键作用。目前很多研究都致力于对帽结构做进一步的化学修饰，以进一步增强mrna的翻译效率的同时降低其免疫原性。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于核酸(rna)的5’端加帽的含卤化合物、其药学上可接受的盐、其溶剂化物和其立体异构体，及其应用。该类化合物在一端的核苷上具有各种修饰或未修饰的7-甲基鸟嘌呤碱基，在另一端的核苷2’位上具有卤素取代基。使用该类化合物对mrna的5’端加帽反应具有较高的加帽率，并且具有较好的体外转录效率，同时，在细胞水平和活体上如小鼠上都有较高的翻译表达效率。

2、本发明提供了一种用于核酸的5’端加帽的含卤化合物，或其药学上可接受的盐、或溶剂化物、或其立体异构体，所述化合物具有式(i)的结构：

3、

4、其中：

5、r0选自f、cl、br、i中的任意一种；

6、r1为选自-h，-oh，c1-4烷基和c1-4烷氧基的基团；

7、r2为选自-h,-oh,c1-6烷基和c1-6烷氧基中的任意一种；

8、任选地r1与r2通过化学键连接成环，且-r1-r2-为-(ch2)q-o-、-o-(ch2)q-和-(ch2)m-o-(ch2)n-中的任意一种,其中q、m、n各自独立地为1、2或3；

9、r3为h,-oh,-sh，-n3，-nh2,卤素，-cn，c1-6烷氧基，-o(ch2)scn,-sr3a，-o(ch2)pr3b,ocor3c,o(ch2)pcor3c,-o(ch2)tsh,-o(ch2)poh,-o(ch2)pn3,-o(ch2)pnh2中的任意一种,其中t、p和s各自独立地为1-6的任意一个整数，r3a为c1-6烷基，r3b为任选被一个或多个r3d取代的c6-12芳基或任选被一个或多个r3d取代的c5-12杂芳基，r3c为任选被一个或多个r3d取代的c1-10烷基，任选被一个或多个r3d取代的c1-10烯基，任选被一个或多个r3d取代的c5-12环烷基或任选被一个或多个r3d取代的c5-12环烯基，其中r3任选被一个或多个r3e取代，r3d和r3e选自由烷基、烯基、烷氧基、卤素、氰基、氨基、硝基、-oh、-sh所组成的组；

10、r4、r5、r6、r7各自独立地选自-h、-oh、-och3、卤素、-cn、-sh中的任意一种；

11、n01、n02、n03、n04各自独立地选自0或1；

12、j1、j2、j3、j4、j5各自独立地选自天然或修饰的嘧啶核苷酸碱基、天然或修饰的嘌呤核苷酸碱基；

13、rp1为c1-c6烷基，优选c1-c3烷基，该烷基上任选被-sh，-n3，c2-c6烯基或c2-c6炔基取代；

14、rp2和rp3各自独立地选自h、c1-c6烷基、c2-c6烯基、c2-c6炔基、环烷基、环烯基、环炔基、peg基、corp4、so2rp4，所述基团任选被-cn、-n3、-sh、炔基取代，rp4选自h和c1-c6烷基；rp2和rp3任选连接成环；

15、前提是，当n01、n02、n03、n04均为0，j5是鸟嘌呤碱基，r2为-oh时，r3不为甲氧基。

16、在优选实施方式中，本发明的化合物具有式(i’)的结构：

17、

18、其中，式(i’)中的各基团具有如上关于式(i)所述的相同的含义。

19、在优选实施方式中，j1、j2、j3、j4、j5中至少一个是修饰的核苷酸碱基，优选修饰的嘌呤核苷酸碱基，更优选甲基修饰的嘌呤核苷酸碱基，更优选6-n-甲基腺嘌呤。

20、在优选实施方式中，r3为-h,-oh,-sh，-n3，-nh2,卤素，-cn，c1-6烷氧基，-o(ch2)pcn,-sr3a，-o(ch2)pr3b,ocor3c,o(ch2)pcor3c,-o(ch2)psh,-o(ch2)poh,-o(ch2)pn3,-o(ch2)pnh2中的任意一种,其中t、p和s各自独立地为1-6，优选为1-4的任意一个整数，r3a为c1-4烷基，r3b为任选被一个或多个r3d取代的c6-10芳基或任选被一个或多个r3d取代的c5-10杂芳基，r3c为任选被一个或多个r3d取代的c5-10环烷基或任选被一个或多个r3d取代的c5-10环烯基，其中r3任选被一个或多个r3e取代，r3d和r3e选自由c1-4烷基、c2-4烯基、c1-4烷氧基、卤素、氰基、氨基、硝基、-oh、-sh所组成的组。

21、在另外的优选实施方式中，r，r3为-h,-oh,-sh，-n3，-nh2,卤素，-cn，c1-3烷氧基，-o(ch2)pcn,-sr3a，-o(ch2)pr3b,ocor3c,o(ch2)pcor3c,-o(ch2)psh,-o(ch2)poh,-o(ch2)pn3,-o(ch2)pnh2中的任意一种,其中p和s各自独立地为1-3的任意一个整数，t为1-4的任意一个整数，r3a为甲基或乙基，r3b为任选被一个或两个r3d取代的c5-10杂芳基，r3c为任选被一个或两个r3d取代的c5-10环烷基或任选被一个或两个r3d取代的c5-10环烯基，其中r3任选被一个或多个r3e取代，r3d和r3e选自由c1-4烷基、c2-4烯基、c1-4烷氧基、卤素、氰基、氨基、硝基、-oh、-sh所组成的组。

22、在另外的优选实施方式中，r3b为任选被c1-4烷基取代的c5或c6杂芳基，例如任选被c1-4烷基取代的四嗪基，r3c为任选被c1-4烷基、卤素、氰基、氨基、硝基取代的c5-10环烯基，例如任选被c1-4烷基、卤素、氰基、氨基、硝基取代的降冰片烯基或环辛烯基，例如未被取代的降冰片烯基或环辛烯基。

23、在优选的实施方式中，所述化合物具有式(ia)、式(ib)或式(ic)的结构：

24、

25、

26、在优选实施方式中，r0为-f或-cl，和/或

27、r4和r5各自独立地选自h、oh、och3、f、cl、-cn、-sh中的任意一种，优选h、oh、och3、f中的任意一种。

28、在另外的优选实施方式中，所述化合物具有式(id)的结构：

29、

30、其中，

31、r3’具有如上关于r3限定的含义；

32、其余基团具有如上所述的含义。

33、在优选实施方式中，所述化合物具有式(ie)、式(if)或式(ig)的结构：

34、

35、

36、在优选实施方式中，r0为-f或-cl，和/或

37、r4和r5各自独立地选自h、oh、och3、f、cl、-cn、-sh中的任意一种，优选h、oh、och3、f中的任意一种。

38、在最优选的实施方式中，所述化合物具有如表1中所示的结构之一。

39、在优选的实施方式中，本发明的化合物以药学上可接受的盐的形式存在，优选以三乙胺盐，钠盐，钾盐，铵盐或三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的形式存在。

40、本发明的另一方面涉及如上所述的化合物作为体外共转录rna加帽试剂的应用。

41、本发明的又一方面涉及一种rna分子，其包含如上所述的化合物作为帽结构或帽结构片段。

42、本发明的再一方面涉及一种药物组合物，其包含如上所述的rna分子，以及药学上可接受的载体。

43、本发明还涉及一种合成rna分子的方法，其包括以下步骤：将如上所述的化合物，与多核苷酸模板共孵育，进行模板转录。

44、本发明另外涉及一种加帽rna转录反应系统，其包括：多核苷酸模板，如上所述的化合物，ntps和rna聚合酶。

45、根据本发明的一些具体实施方案，所述化合物(或帽类似物)具有以下表1中所示的结构之一：

46、表1：

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