异构纯的基于多元醇的亚磷酰胺的合成的制作方法

背景技术：

1、由stratos genomics开发的“通过扩增测序”(sbx)方案(参见，例如kokoris等人，美国专利号7,939,259，“high throughput nucleic acid sequencing by expansion”)是基于称为“xntp”的高度修饰、非天然核苷酸类似物的聚合。一般而言，sbx使用生化聚合将dna模板的序列转录到称为“xpandomer”的可测量聚合物上。转录的序列沿xpandomer主链在高信噪比报告子中编码，所述报告子相隔约10nm，并且专为高信噪比、分化良好的反应而设计。xpandomer可以实现多种下一代dna测序检测技术，并且非常适合纳米孔测序。

2、xntp是与模板依赖性酶促聚合相容的可展开的、5’三磷酸修饰的非天然核苷酸类似物。xntp及其组成部分描述在pct公开号wo/2020/236526中，其公开内容特此通过引用整体并入本文。本质上，xntp具有以下结构：

3、

4、其中r是oh或h；核碱基是腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶或核碱基类似物；报告子构建体是具有第一端和第二端的聚合物，并且包括从第一端到第二端串联的第一报告子代码、带有易位控制元件的对称化学分支和第二报告子代码；接头a将α氨基磷酸酯基团的氧原子接合到报告子构建体的第一端；并且接头b将核碱基接合到报告子构建体的第二端。

5、聚合报告子构建体及其组成元件包括来源于含亚磷酰胺的单体的重复单体单元(含亚磷酰胺的单体及其合成的非限制性实例描述于pct公开号wo/2020/236526中)。例如，易位控制元件可以是来源于重复的含亚磷酰胺的单体单元(例如，1,3-o-双(磷酸二酯)-2s-o-mpeg4-丙烷)的聚合物或共聚物。同样，第一和第二报道子代码可以是来源于重复的含亚磷酰胺的单体单元的聚合物或共聚物。

6、测序中使用的纳米孔是手性环境。xntp任何组分中包括的寡聚物、聚合物或共聚物中的区域异构和对映异构杂质可能会影响纳米孔测序中的信号生成(碱基识别)和处理速率。在合成用于掺入xntp的寡聚物、聚合物或共聚物时，需要区域异构和对映异构纯的含亚磷酰胺的单体。

技术实现思路

1、申请人已经开发了一种合成区域异构和对映异构纯的含亚磷酰胺的单体及其中间体的方法。申请人已经出乎意料地发现，某些保护基团的选择有利于以高产率合成此类区域异构纯的含亚磷酰胺的单体。特别地，申请人已经开发了保护基团策略，其利用非迁移保护基团来产生无异构化的产物，并且其在下游转化和脱保护反应的整个过程中是稳定的。此外，申请人已经惊奇地发现，所使用的保护基团是完全可去除的，而经保护的分子的其他官能团(诸如碱不稳定的酯、酸不稳定的三苯甲基保护的醇或氧化敏感的peg-接头)没有明显的分解或转化。

2、鉴于上述，本公开的第一方面为一种具有式(ia)和(ib)中的任一者的结构的化合物：

3、

4、其中

5、r1为–oh、–o–rw–z，其中rw为具有介于1个与100个之间的碳原子并且任选地包括一个或多个氧杂原子的经取代的或未经取代的、支链的或非支链的、饱和的或不饱和的烷基基团，并且其中z为烷基、烯基、炔基、–ch2–炔基、酰基、“点击官能团”、–het或–ch2–het，其中“het”为经取代的或未经取代的5元杂环部分；

6、r2为–oh、–o–三苯甲基或其衍生物或类似物、–o–9-苯基噻吨基(pixyl)或其衍生物或类似物、–o-2-(2-硝基苯基)丙-1-氧基羰基(“nppoc”)、–o-(2-硝基苄基)或其衍生物或类似物、–o-(1-(2-硝基苯基)乙基)或其衍生物或类似物、–o–1-(2-氟苯基)-4-甲氧基哌啶-4-基、–o–-[(氯-4-甲基)苯基]-4'-甲氧基哌啶-4-基、四氢吡喃基醚、乙氧基乙基醚、甲代烯丙基醚、异戊二烯基醚或甲氧基甲基醚；

7、a为ch；

8、pg2为h；

9、pg1为–o–ch2–s–ch3、–o–ch2–n3或–o–ch2–ch＝ch2；或者

10、pg1–a–pg2一起形成c(o)h、c(o)ome、–c(o)ot、

11、t为c1-c6支链的或非支链的烷基基团；

12、f为0或2；

13、每个ru独立地为h、–o–c1-c4烷基或–c1-c4烷基；并且

14、每个rz独立地为支链的或非支链的c1-c6烷基基团。

15、在一些实施例中，当pg1–a–pg2一起形成c(o)h、c(o)ome或时，r1和r2均不为–oh。

16、在一些实施例中，r2为：

17、

18、其中每个rs独立地为h、–o–c1-c4烷基或–c1–c4烷基。在一些实施例中，r2为：

19、

20、在一些实施例中，pg1为：

21、在一些实施例中，pg1为并且f为2。

22、在一些实施例中，pg1为并且f为0。

23、在一些实施例中，pg1为并且r1为–oh。

24、在一些实施例中，pg1为并且r1为–o–rw–z。

25、在一些实施例中，pg1为并且z为烷基、烯基、炔基、–ch2–炔基或酰基。

26、在一些实施例中，pg1为并且z为烷基。

27、在一些实施例中，pg1为并且z为炔基或–ch2–炔基。

28、在一些实施例中，pg1为并且其中每个rz为c1-c6支链的或非支链的烷基基团。在一些实施例中，pg1为并且其中每个rz为c1-c3支链的或非支链的烷基基团。

29、在一些实施例中，pg1为：

30、在一些实施例中，pg1为

31、在一些实施例中，pg1为：

32、在一些实施例中，pg1为–o–ch2–n3。

33、在一些实施例中，pg1为–o–ch2–s–ch3。在一些实施例中，pg1为–o–ch2–s–ch3；并且z为炔基或–ch2–炔基。在一些实施例中，pg1为–o–ch2–s–ch3；并且z为–ch2–het。

34、在一些实施例中，pg1为–o–ch2–ch＝ch2。在一些实施例中，pg1为–o–ch2–ch＝ch2；并且z为炔基或–ch2–炔基。在一些实施例中，pg1为–o–ch2–ch＝ch2；并且z为–ch2–het。

35、在一些实施例中，pg1–a–pg2一起形成c(o)h、c(o)ome、–c(o)ot、

36、

37、在一些实施例中，r1和r2均为–oh，并且其中pg为：

38、–o–ch2–s–ch3、–o–ch2–n3或–o–ch2–ch＝ch2。

39、本公开的第二方面为一种具有式(iiia)和(iiib)中的任一者的结构的化合物：

40、

41、其中

42、pg为–ch2–s–ch3、–ch2–n3或–ch2–ch＝ch2；

43、f为0或2；

44、每个ru独立地为h、–o–c1-c4烷基或–c1-c4烷基；并且

45、每个rz独立地为支链的或非支链的c1-c6烷基基团。

46、本公开的第三方面为一种具有式(iva)和(ivb)中的任一者的结构的化合物：

47、并且

48、其中

49、pg为–ch2–s–ch3、–ch2–n3或–ch2–ch＝ch2；

50、f为0或2；

51、每个ru独立地为h、–o–c1-c4或–c1-c4；

52、每个rz独立地为支链的或非支链的c1-c6烷基基团；并且

53、rx和ry独立地为支链的或非支链的c1–c4烷基基团。

54、本公开的第四方面为一种具有式(va)和(vb)中的任一者的结构的化合物：

55、并且

56、其中

57、pg为–ch2–s-ch3、–ch2–n3或–ch2–ch＝ch2；

58、r3为或–o–9-苯基噻吨基或其衍生物或类似物；

59、f为0或2；

60、每个ru独立地为h、–o–c1-c4烷基或–c1-c4烷基；

61、每个rs独立地为h、–o–c1-c4烷基或–c1-c4烷基；并且

62、每个rz独立地为支链的或非支链的c1-c6烷基基团。

63、本公开的第五方面为一种具有式(viia)和(viib)中的任一者的结构的化合物：

64、并且

65、其中

66、pg为–ch2–s–ch3、–ch2–n3或–ch2–ch2＝ch2；

67、r3为或–o–9-苯基噻吨基或其衍生物或类似物；

68、y为烷基、烯基、炔基、酰基、–ch2–炔基、“点击官能团”、–het或–ch2–het，其中“het”为经取代的或未经取代的5元杂环部分；

69、每个ru独立地为h、–o–c1-c4烷基或–c1-c4烷基；

70、每个rs独立地为h、–o–c1-c4烷基或–c1-c4烷基；

71、每个rz独立地为支链的或非支链的c1-c6烷基基团；

72、e为范围介于1至约36之间的整数；并且

73、f为0或2。

74、本公开的第六方面为一种具有式(xa)和(xb)中的任一者的结构的化合物：

75、

76、w为h、–o–ch3或–o–t，其中t为c1-c6支链的或非支链的烷基基团；

77、r7为–o–rw–z，其中rw为具有介于1个与100个之间的碳原子并且任选地包括一个或多个氧杂原子的经取代的或未经取代的、支链的或非支链的、饱和的或不饱和的烷基基团，并且其中z为烷基、烯基、炔基、–ch2–炔基、酰基、“点击官能团”、–het或–ch2–het，其中“het”为经取代的或未经取代的5元杂环部分。

78、在一些实施例中，r7具有式(viiia)和(viiib)中的任一者：

79、

80、ra和rb独立地为h或c1-c4烷基；

81、y为烷基、烯基、炔基、酰基、–ch2–炔基、“点击官能团”、–het或–ch2–het，其中“het”为经取代的或未经取代的5元杂环部分；

82、d为范围介于1至约10之间的整数；并且

83、e为范围介于1至约36之间的整数。

84、本公开的第七方面为一种具有式(xia)和(xib)中的任一者的结构的化合物：

85、

86、w为h、–o–ch3或–o–t，其中t为c1-c6支链的或非支链的烷基基团；并且

87、r8为–oh、–o–三苯甲基或其衍生物或类似物、–o–9-苯基噻吨基(pixyl)或其衍生物或类似物、–o-2-(2-硝基苯基)丙-1-氧基羰基(“nppoc”)、–o-(2-硝基苄基)或其衍生物或类似物、–o-(1-(2-硝基苯基)乙基)或其衍生物或类似物、–o–1-(2-氟苯基)-4-甲氧基哌啶-4-基、–o–-[(氯-4-甲基)苯基]-4'-甲氧基哌啶-4-基、四氢吡喃基醚、乙氧基乙基醚、甲代烯丙基醚、异戊二烯基醚或甲氧基甲基醚。

88、本公开的第八方面为一种选自以下项的化合物：

89、

90、

91、并且

92、其中r3为4,4'-二甲氧基三苯甲基醚、4-甲氧基三苯甲基醚或–o–(9-苯基噻吨基)；r4为–o–peg3-y或–o–peg4-y，并且y为甲基、–ch＝ch2或

93、本公开的第九方面为一种选自以下项的化合物：

94、

95、

96、

97、其中n的范围为1至24；y为烷基、烯基、炔基、酰基、–ch2–炔基、“点击官能团”、–het或–ch2–het，其中“het”为经取代的或未经取代的5元杂环部分；并且–odmtr为4,4'-二甲氧基三苯甲基醚。

98、本公开的第十方面为一种选自以下项的化合物：

99、

100、

101、其中odmtr为4,4'-二甲氧基三苯甲基醚。

102、本公开的第十一方面为一种具有式(xiiia)和(xiiib)中的任一者的结构的化合物：

103、

104、其中

105、r12a和r12b独立地为–oh、–o–三苯甲基或其衍生物或类似物、–o–9-苯基噻吨基(pixyl)或其衍生物或类似物、–o-2-(2-硝基苯基)丙-1-氧基羰基(“nppoc”)、–o-(2-硝基苄基)或其衍生物或类似物、–o-(1-(2-硝基苯基)乙基)或其衍生物或类似物、四氢吡喃基醚、乙氧基乙基醚、甲代烯丙基醚、异戊二烯基醚或甲氧基甲基醚；

106、r13a和r13b独立地为–o–rw–z，其中rw为具有介于1个与100个之间的碳原子并且任选地包括一个或多个氧杂原子的经取代的或未经取代的、支链的或非支链的、饱和的或不饱和的烷基基团，并且其中z为烷基、烯基、炔基、–ch2–炔基、酰基、“点击官能团”、–het或–ch2–het，其中“het”为经取代的或未经取代的5元杂环部分；

107、r14a和r14b为–oh；

108、或者其中r12a与r14a和/或r12b与r14b一起可以为

109、本公开的第十二方面为一种分别具有式(ixa)和(ixb)中的任一者的化合物：

110、

111、其中

112、w为h、–o–ch3或–o–t，其中t为c1-c6支链的或非支链的烷基基团；

113、r5为–oh、–o–三苯甲基或其衍生物或类似物、–o–9-苯基噻吨基(pixyl)或其衍生物或类似物、–o-2-(2-硝基苯基)丙-1-氧基羰基(“nppoc”)、–o-(2-硝基苄基)或其衍生物或类似物、–o-(1-(2-硝基苯基)乙基)或其衍生物或类似物、四氢吡喃基醚、乙氧基乙基醚、甲代烯丙基醚、异戊二烯基醚或甲氧基甲基醚；

114、r6为–oh、–o–rw–z，其中rw为具有介于1个与100个之间的碳原子并且任选地包括一个或多个氧杂原子的经取代的或未经取代的、支链的或非支链的、饱和的或不饱和的烷基基团，并且其中z为烷基、烯基、炔基、–ch2–炔基、酰基、“点击官能团”、–het或–ch2–het，其中“het”为经取代的或未经取代的5元杂环部分；

115、条件是r5和r6均不为–oh。

116、本公开的第十三方面为一种来源于本公开第一至第十二方面的化合物中的任一者的区域异构和对映异构纯的含亚磷酰胺的单体。在一些实施例中，本公开提供一种来源于一种或多种区域异构和对映异构纯的含亚磷酰胺的单体的寡聚物、聚合物或共聚物，其中该一种或多种区域异构和对映异构纯的含亚磷酰胺的单体本身来源于本公开第一至第十方面的化合物中的任一者。