(57)【要約】【課題】水素結合、スタッキング、疎水性相互作用による結合とは異なる化学結合により非天然のオリゴヌクレオチドを会合させる。【解決手段】非天然のオリゴヌクレオチドの会合を引き起こす結合の１つとしてハロゲン結合に着目し、ハロゲン結合供与体又はハロゲン結合受容体を含む非天然のヌクレオシド及びこのヌクレオシドの誘導体を合成する。そして、このヌクレオシド誘導体と市販のＤＮＡ合成用ホスホロアミダイトユニットからハロゲン結合供与体又はハロゲン結合受容体として機能するヌクレオシド残基を有するオリゴヌクレオチドを合成する。ハロゲン結合供与体又はハロゲン結合受容体として機能するヌクレオシド残基を有するオリゴヌクレオチドがハロゲン結合供与体とハロゲン結合受容体との間でハロゲン結合を介して会合することにより会合体を形成する。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の一般式（１）で表されるヌクレオシド。
【化１】
2006248987.tif 000019
（式中、Ｒ１は、ハロゲン結合供与体としてＣ−Ｘ結合（但し、Ｘはハロゲン元素である。）を含む芳香環又はヘテロ芳香環であり、Ｙは、水素原子、水酸基又はアルコキシ基である。）
【請求項２】
上記式中Ｒ１は、ハロゲン元素であるフッ素、塩素、臭素、ヨウ素のうち同一原子又は異なる複数の各原子が少なくとも１つ導入された芳香環又はヘテロ芳香環であることを特徴とする請求項１記載のヌクレオシド。
【請求項３】
下記の一般式（２）で表されるヌクレオシド。
【化２】
2006248987.tif 000020
（式中、Ｒ２は、ハロゲン結合受容体として非共有電子対を有する芳香環又はヘテロ芳香環であり、Ｙは、水素原子、水酸基又はアルコキシ基である。）
【請求項４】
上記式中Ｒ２は、窒素原子又は酸素原子を含む芳香環又はヘテロ芳香環であることを特徴とする請求項３記載のヌクレオシド。
【請求項５】
下記の一般式（３）で表され、３’位の水酸基又は５’位の水酸基の何れか又は全てが保護基で保護されたヌクレオシド誘導体。
【化３】
2006248987.tif 000021
（式中、Ｒ１は、ハロゲン結合供与体としてＣ−Ｘ結合（但し、Ｘはハロゲン元素である。）を含む芳香環又はヘテロ芳香環であり、Ｙは、水素原子、水酸基又はアルコキシ基である。また、Ｒ３がＨ原子でありＲ４がＨ原子を除く置換基であるか、又はＲ３がＨ原子を除く置換基でありＲ４がＨ原子である。）
【請求項６】
上記式中Ｒ１は、ハロゲン元素であるフッ素、塩素、臭素、ヨウ素のうち同一原子又は異なる複数の各原子が少なくとも１つ導入された芳香環又はヘテロ芳香環であることを特徴とする請求項５記載のヌクレオシド誘導体。
【請求項７】
下記の一般式（４）で表され３’位の水酸基又は５’位の水酸基の何れか又は全てが保護基で保護されたヌクレオシド誘導体。
【化４】
2006248987.tif 000022
（式中、Ｒ２は、ハロゲン結合受容体として非共有電子対を有する芳香環又はヘテロ芳香環であり、Ｙは、水素原子、水酸基又はアルコキシ基である。また、Ｒ３がＨ原子でありＲ４がＨ原子を除く置換基であるか、又はＲ３がＨ原子を除く置換基でありＲ４がＨ原子である。）
【請求項８】
上記式中Ｒ２は、窒素原子又は酸素原子を含む芳香環又はヘテロ芳香環であることを特徴とする請求項７記載のヌクレオシド誘導体。
【請求項９】
下記の一般式（５）で表されるヌクレオシド及び核酸塩基が結合したヌクレオシドから選ばれる複数のヌクレオシドの３’位の酸素と５’位の酸素がリン酸ジエステル結合してなるオリゴヌクレオチド。
【化５】
2006248987.tif 000023
（式中、Ｒ１は、ハロゲン結合供与体としてＣ−Ｘ結合（但し、Ｘはハロゲン元素である。）を含む芳香環又はヘテロ芳香環であり、Ｙは、水素原子、水酸基又はアルコキシ基である。）
【請求項１０】
上記式中Ｒ１は、ハロゲン元素であるフッ素、塩素、臭素、ヨウ素のうち同一原子又は異なる複数の各原子が少なくとも１つ導入された芳香環又はヘテロ芳香環であることを特徴とする請求項９記載のオリゴヌクレオチド。
【請求項１１】
下記の一般式（６）で表されるヌクレオシド及び核酸塩基が結合したヌクレオシドから選ばれる複数のヌクレオシドの３’位の酸素と５’位の酸素がリン酸ジエステル結合してなるオリゴヌクレオチド。
【化６】
2006248987.tif 000024
（式中、Ｒ２は、ハロゲン結合受容体として非共有電子対を有する芳香環又はヘテロ芳香環であり、Ｙは、水素原子、水酸基又はアルコキシ基である。）
【請求項１２】
上記式中Ｒ２は、窒素原子又は酸素原子を含む芳香環又はヘテロ芳香環であることを特徴とする請求項１１記載のオリゴヌクレオチド。
【請求項１３】
下記の一般式（７）で表されるヌクレオシド、下記の一般式（８）で表されるヌクレオシド及び核酸塩基が結合したヌクレオシドから選ばれる複数のヌクレオシドの３’位の酸素と５’位の酸素がリン酸ジエステル結合してなるオリゴヌクレオチド。
【化７】
2006248987.tif 000025
（式中、Ｒ１は、ハロゲン結合供与体としてＣ−Ｘ結合（但し、Ｘはハロゲン元素である。）を含む芳香環又はヘテロ芳香環であり、Ｙは、水素原子、水酸基又はアルコキシ基である。）
【化８】
2006248987.tif 000026
（式中、Ｒ２は、ハロゲン結合受容体として非共有電子対を有する芳香環又はヘテロ芳香環であり、Ｙは、水素原子、水酸基又はアルコキシ基である。）
【請求項１４】
下記の一般式（９）で表されるヌクレオシド及び核酸塩基が結合したヌクレオシドから選ばれる複数のヌクレオシドの３’位の酸素と５’位の酸素がリン酸ジエステル結合してなるオリゴヌクレオチドと、
下記の一般式（１０）で表されるヌクレオシド及び核酸塩基が結合したヌクレオシドから選ばれる複数のヌクレオシドの３’位の酸素と５’位の酸素がリン酸ジエステル結合してなるオリゴヌクレオチドとが、
ハロゲン結合供与体とハロゲン結合受容体との間に少なくとも１つのハロゲン結合が形成されてなるオリゴヌクレオチド会合体。
【化９】
2006248987.tif 000027
（式中、Ｒ１は、ハロゲン結合供与体としてＣ−Ｘ結合（但し、Ｘはハロゲン元素である。）を含む芳香環又はヘテロ芳香環であり、Ｙは、水素原子、水酸基又はアルコキシ基である。）
【化１０】
2006248987.tif 000028
（式中、Ｒ２は、ハロゲン結合受容体として非共有電子対を有する芳香環又はヘテロ芳香環であり、Ｙは、水素原子、水酸基又はアルコキシ基である。）
【請求項１５】
上記式中Ｒ１は、ハロゲン元素であるフッ素、塩素、臭素、ヨウ素のうち同一原子又は異なる複数の各原子が少なくとも１つ導入された芳香環又はヘテロ芳香環であり、上記式中Ｒ２は、窒素原子又は酸素原子を含む芳香環又はヘテロ芳香環であることを特徴とする請求項１４記載のオリゴヌクレオチド会合体。
【請求項１６】
下記の一般式（１１）で表されるヌクレオシド、下記の一般式（１２）で表されるヌクレオシド及び核酸塩基が結合したヌクレオシドから選ばれる複数のヌクレオシドの３’位の酸素と５’位の酸素がリン酸ジエステル結合してなるオリゴヌクレオチド間におけるハロゲン結合供与体とハロゲン結合受容体との間に少なくとも１つのハロゲン結合が形成されてなるオリゴヌクレオチド会合体。
【化１１】
2006248987.tif 000029
（式中、Ｒ１は、ハロゲン結合供与体としてＣ−Ｘ結合（但し、Ｘはハロゲン元素である。）を含む芳香環又はヘテロ芳香環であり、Ｙは、水素原子、水酸基又はアルコキシ基である。）
【化１２】
2006248987.tif 000030
（式中、Ｒ２は、ハロゲン結合受容体として非共有電子対を有する芳香環又はヘテロ芳香環であり、Ｙは、水素原子、水酸基又はアルコキシ基である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハロゲン結合供与体及びハロゲン結合受容体を含むヌクレオシド、このヌクレオシドの置換体であるヌクレオシド誘導体、上記ヌクレオシドを含んで合成されるオリゴヌクレオチド、また、これらのオリゴヌクレオチドにおけるハロゲン結合供与体とハロゲン結合受容体との間でハロゲン結合により会合してできる非天然のオリゴヌクレオチド会合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
非天然のオリゴヌクレオチド（以下、必要に応じて人工オリゴヌクレオチドという。）化合物を会合させる技術は、新素材開発等のための重要な基盤技術である。従来の会合技術では、人工オリゴヌクレオチドを構成するヌクレオチドとして、互いに水素結合を形成し得るヘテロ環化合物を塩基部位に有するヌクレオシドが使用されている。これらのヌクレオチド間では、水素結合により塩基対が形成され、この塩基対形成により人工オリゴヌクレオチドが会合して二本鎖構造が構築される。
【０００３】
ところが、水素結合によって非天然のオリゴヌクレオチドを会合させる手法は、オリゴヌクレオチド鎖の塩基部位にＮＨ、ＯＨ等の水素原子供与部位が、またオリゴヌクレオチド鎖内に電子供与性の高い非共有電子対を有する酸素原子や窒素原子が、バランスよく配合されている必要がある。そのため、オリゴヌクレオチド鎖に導入できる塩基部位の化学構造が制限されていた。
【０００４】
オリゴヌクレオチドの会合に水素結合を用いない手法としては、オリゴヌクレオチド鎖にスタッキング、疎水性相互作用等により互いに化学結合し得る残基を導入する手法等があげられる。しかし、これらの相互作用を利用したオリゴヌクレオチドの会合は、水素結合を利用して会合する場合に比べて特異的に結合できる塩基部位の組合せが限定されていた。
【０００５】
そのため、ＮＨ、ＯＨ等の水素原子供与部位と電子供与性の高い非共有電子対を有する酸素原子や窒素原子とがバランスよく配合できる非天然のオリゴヌクレオチドの合成方法、若しくは対合可能な塩基部位が特定の組合せに限定されない非天然のオリゴヌクレオチドの合成方法、更には水素結合、スタッキング、疎水性相互作用等による結合と異なる結合で会合体を構成可能な非天然のオリゴヌクレオチドの合成方法が期待されている。
【０００６】
ところで、水素結合、スタッキング、疎水性相互作用等をはじめとする化学結合のなかでハロゲン結合は、Ｃ−Ｘ結合（ただし、Ｘはハロゲン原子）のσ＊軌道と窒素原子又は酸素原子の非共有電子対との重なりに起因する非共有結合であり、量子化学計算の結果からハロゲン結合の結合エネルギーは、２〜５０ｋｃａｌ／ｍｏｌ程度であると見積もられている（例えば、非特許文献１参照）。この結合エネルギーは、水素結合に匹敵するかそれ以上の結合力に相当する。
【０００７】
そこで、本発明者らはハロゲン結合に着目した。一方の非天然のオリゴヌクレオチド鎖中にハロゲン結合供与体を含む非天然のヌクレオシドを導入し、また他方の非天然のオリゴヌクレオチド鎖中にハロゲン結合受容体を含むヌクレオシドを導入すれば、一対のオリゴヌクレオチドがハロゲン結合により会合体を形成し得ることを見出した。
【０００８】
【非特許文献１】Uhlman.E.;Peyman,A,;Breipohl,G.;Will,D.W.Angrew.Chem.Int.Ed.1998,37,2796
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、水素結合、スタッキング、疎水性相互作用による結合とは異なる化学結合により互いに会合されてできる非天然のオリゴヌクレオチド会合体、またこの会合体を形成するハロゲン結合受容体又はハロゲン結合供与体として機能するヌクレオシド誘導体を含む非天然のオリゴヌクレオチドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、まず、下記の一般式（１）、一般式（２）で表されるヌクレオシドを合成する。
【００１１】
【化１】
2006248987.tif 000002
【００１２】
式中、Ｒ１は、ハロゲン結合供与体としてＣ−Ｘ結合（但し、Ｘはハロゲン元素である。）を含む芳香環又はヘテロ芳香環であり、Ｙは、水素原子、水酸基又はアルコキシ基である。
【００１３】
【化２】
2006248987.tif 000003
【００１４】
式中、Ｒ２は、ハロゲン結合受容体として非共有電子対を有する芳香環又はヘテロ芳香環であり、Ｙは、水素原子、水酸基又はアルコキシ基である。
【００１５】
一般式（１）で表されるヌクレオシドから３’位の水酸基又は５’位の水酸基の何れか又は全てが保護基で保護された下記一般式（３）で表されるヌクレオシド誘導体を合成する。また、一般式（２）で表されるヌクレオシドから３’位の水酸基又は５’位の水酸基の何れか又は全てが保護基で保護された下記一般式（４）で表されるヌクレオシド誘導体を合成する。
【００１６】
【化３】
2006248987.tif 000004
【００１７】
【化４】
2006248987.tif 000005
【００１８】
特にここでは、式中Ｒ１の化合物として、ハロゲン元素であるフッ素、塩素、臭素、ヨウ素のうち同一原子又は異なる複数の各原子が少なくとも１つ導入された芳香環又はヘテロ芳香環が適用可能である。また、式中Ｒ２の化合物としては、窒素原子又は酸素原子を含む芳香環又はヘテロ芳香環が適用可能である。更に、上述したヌクレオシド誘導体では、Ｒ３がＨ原子でありＲ４がＨ原子を除く置換基の場合と、Ｒ３がＨ原子を除く置換基でありＲ４がＨ原子の場合とがあり、目的に応じた置換基をＲ３又はＲ４に適宜導入することができる。
【００１９】
更に本発明では、上記一般式（３）、一般式（４）に示すヌクレオチド誘導体を用いて、下記の一般式（５）で表されるヌクレオシド及び核酸塩基が結合したヌクレオシドから選ばれる複数のヌクレオシドの３’位の酸素と５’位の酸素がリン酸ジエステル結合されたオリゴヌクレオチドを合成する。また、下記の一般式（６）で表されるヌクレオシド及び核酸塩基が結合したヌクレオシドから選ばれる複数のヌクレオシドの３’位の酸素と５’位の酸素がリン酸ジエステル結合されたオリゴヌクレオチドを合成する。
【００２０】
【化５】
2006248987.tif 000006
【００２１】
式中、Ｒ１は、ハロゲン結合供与体としてＣ−Ｘ結合（但し、Ｘはハロゲン元素である。）を含む芳香環又はヘテロ芳香環であり、Ｙは、水素原子、水酸基又はアルコキシ基である。
【００２２】
【化６】
2006248987.tif 000007
【００２３】
式中、Ｒ２は、ハロゲン結合受容体として非共有電子対を有する芳香環又はヘテロ芳香環であり、Ｙは、水素原子、水酸基又はアルコキシ基である。
【００２４】
また、本発明に係るヌクレオチドは、一般式（５）で表されるヌクレオシドと、核酸塩基が結合したヌクレオシドとから選ばれる複数のヌクレオシドの３’位の酸素と５’位の酸素がリン酸ジエステル結合されたもの、一般式（６）で表されるヌクレオシドと、核酸塩基が結合したヌクレオシドとから選ばれる複数のヌクレオシドの３’位の酸素と５’位の酸素がリン酸ジエステル結合されたもののほか、一般式（５）で表されるヌクレオシドと一般式（６）で表されるヌクレオシドと核酸塩基とが混在し、これらが３’位の酸素と５’位の酸素でリン酸ジエステル結合されたオリゴヌクレオチドであってもよい。
【００２５】
そして、本発明では、上述したハロゲン結合供与体として機能するヌクレオシド残基を有するオリゴヌクレオチドと、ハロゲン結合受容体として機能するヌクレオシド残基を有するオリゴヌクレオチドとをハロゲン結合により会合させる。
【００２６】
本発明に係るオリゴヌクレオチド会合体は、一般式（５）で表されるヌクレオシドと核酸塩基が結合したヌクレオシドとから選ばれる複数のヌクレオシドの３’位の酸素と５’位の酸素がリン酸ジエステル結合してなるオリゴヌクレオチドと、一般式（６）で表されるヌクレオシドと核酸塩基が結合したヌクレオシドとから選ばれる複数のヌクレオシドの３’位の酸素と５’位の酸素がリン酸ジエステル結合してなるオリゴヌクレオチドとが、ハロゲン結合供与体とハロゲン結合受容体との間に少なくとも１つのハロゲン結合が形成されてなるオリゴヌクレオチド会合体である。
【００２７】
また、一般式（５）で表されるヌクレオシド、一般式（６）で表されるヌクレオシド及び核酸塩基が結合したヌクレオシドから選ばれる複数のヌクレオシドの３’位の酸素と５’位の酸素がリン酸ジエステル結合してなるオリゴヌクレオチド間におけるハロゲン結合供与体とハロゲン結合受容体との間に少なくとも１つのハロゲン結合が形成されてなるオリゴヌクレオチド会合体であってもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ハロゲン結合による非天然のオリゴヌクレオチド会合体の形成が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明は、水素結合、スタッキング、疎水性相互作用による結合とは異なる化学結合により互いに会合されてできる非天然のオリゴヌクレオチド会合体、またこの会合体形成に寄与するヌクレオシド誘導体を含むオリゴヌクレオチドを提供するものであり、本発明者らは非天然のオリゴヌクレオチドの会合を引き起こす結合の１つとしてハロゲン結合に着目した。
【００３０】
本発明では、まず、ハロゲン結合供与体又はハロゲン結合受容体を含む非天然のヌクレオシド及びこのヌクレオシドの誘導体が合成される。そして、このヌクレオシド誘導体と市販のＤＮＡ合成用ホスホロアミダイトユニットからハロゲン結合供与体又はハロゲン結合受容体として機能するヌクレオシド残基を有するオリゴヌクレオチドが合成される。ハロゲン結合供与体又はハロゲン結合受容体として機能するヌクレオシド残基を有するオリゴヌクレオチドは、ハロゲン結合供与体とハロゲン結合受容体との間でハロゲン結合により会合し会合体を形成することができる。なお、以下の説明では、必要に応じて、非天然のオリゴヌクレオチドを人工オリゴヌクレオチド、非天然のヌクレオシド誘導体を人工ヌクレオシド誘導体と記す。
【００３１】
本発明において、ハロゲン結合供与体を含む人工ヌクレオシド誘導体とは、Ｃ−Ｘ結合（ただしＸは、ハロゲン元素）を含む人工ヌクレオシド誘導体であって、ハロゲン元素であるフッ素、塩素、臭素、ヨウ素のうち同一原子又は異なる複数の各原子が少なくとも１つ導入された芳香環又はヘテロ芳香環がリボース−１−イル部位に結合した化合物とその誘導体を指す。若しくは、ハロゲン元素であるフッ素、塩素、臭素、ヨウ素のうち同一原子又は異なる複数の各原子が少なくとも１つ導入された芳香環又はヘテロ芳香環が、２位がＨ又は水酸基を除く置換基で置換された２−デオキシリボース−１−イル部位に結合した化合物とその誘導体を指す。
【００３２】
核酸の二重螺旋構造に対して３次元的に組み込み可能な芳香環又はヘテロ芳香環としては、イミダゾール等のように五員環を有するもの、ベンゼンのように６員環を有するもの、ピレン、アントラセン等のようにベンゼン環を３つ有するもの、若しくはナフタセンのようにベンゼン環を４つ有する基が適切であり、これらの芳香環又はヘテロ芳香環に対して可能なだけハロゲン原子を導入することができる。芳香環又はヘテロ芳香環に対して導入可能なハロゲン原子の数は、例えば、イミダゾールで最大３個、ベンゼンで５個であり、アントラセンで最大９個、ナフタセンで１１個になる。
【００３３】
また、この芳香環又はヘテロ芳香環における２位に結合可能な水素原子又は水酸基以外の置換基としては、例えば、置換基を有してもよいアルコキシ基、好適にはメトキシ、２−シアノエトキシ等があげられる。
【００３４】
ここで、リボース−１−イル部位又は２−デオキシリボース−１−イル部位に結合する一部の水酸基、又は全ての水酸基が適切な保護基で保護されていてもよい。
【００３５】
ハロゲン元素であるフッ素、塩素、臭素、ヨウ素のうち同一原子又は異なる複数の各原子が１個以上導入された芳香環又はヘテロ芳香環の一例としては、３−ヨードフェニル、３−ブロモフェニル、３−クロロフェニル、２，４−ジフルオロ−３−ヨードフェニル、２，４，５−トリフルオロフェニル、２，４，５，６−テトラフルオロフェニル、４−ニトロ−３−ヨードフェニル、３−ヨードピロール−１−イル、４−ヨードイミダゾール−１−イル、２−フルオロ−４−ヨードイミダゾール−１−イル、４，５−ジヨードイミダゾール−１−イル等があげられるが、芳香環又はヘテロ芳香環にハロゲン元素が１個以上導入された芳香環又はヘテロ芳香環であれば、上述の例に限定されることなく使用可能である。ヨウ素が最も結合エネルギーが大きいという観点から、本発明の実施例では、ハロゲン元素としてヨウ素を使用している。
【００３６】
また、本発明において、ハロゲン結合受容体を含む人工ヌクレオシド誘導体とは、非共有電子対を有する窒素原子、酸素原子等ハロゲン結合受容体となりうる芳香環又はヘテロ芳香環がリボース−１−イル部位に結合した化合物及びその誘導体を指す。若しくは、２位がＨ又は水酸基以外の置換基で置換された２−デオキシリボース−１−イル部位に結合した化合物及びその誘導体を指す。ハロゲン結合受容体となりうる芳香環又はヘテロ芳香環としては、例えば、イミダゾール−１−イル、ピリジン−３−イル、ピリミジン−５−イル、２−ピリミドン−１−イル、２−アミノピリジン−５−イル、４−ヨードイミダゾール−１−イル等があげられる。
【００３７】
本発明の具体例で合成される人工オリゴヌクレオチドは、上述の人工ヌクレオシド及び核酸塩基が結合したヌクレオシドから選ばれる複数のヌクレオシドが３’位の酸素と５’位の酸素でリン酸ジエステル結合した分子である。また、オリゴヌクレオチド１分子中に上記ハロゲン結合供与体を含む人工ヌクレオシド、ハロゲン結合受容体を含む人工ヌクレオシド及びこれら以外の任意のヌクレオシドが混合されていてもよい。
【００３８】
また、人工オリゴヌクレオチドの会合体とは、上記ハロゲン結合供与体を含む人工オリゴヌクレオチドとハロゲン結合受容体を含む人工オリゴヌクレオチドとが会合してできる複合体のうち、複合体中のハロゲン結合供与体とハロゲン結合受容体との間に少なくとも１つのハロゲン結合が形成されているものを指す。
【００３９】
以下では、ハロゲン元素としてヨウ素を使用した例について、ハロゲン結合供与体又はハロゲン結合受容体を含む人工ヌクレオシドの合成スキーム、この人工ヌクレオシドの誘導体の合成スキームについて図面を用いて説明する。図１に人工オリゴヌクレオチドを合成する前段階としてハロゲン結合受容体としての人工ヌクレオシド誘導体を合成する合成スキームを示し、図２に人工オリゴヌクレオチドを合成する前段階としてハロゲン結合供与体としての人工ヌクレオシド誘導体を合成する合成スキームを示す。また以下では、図１、図２の合成スキームを用いて説明したヌクレオシド、中間体、ヌクレオシド誘導体を合成する合成方法の具体例について説明する。標題にある括弧内の数字は、図１及び図２における化合物番号に対応している。
【００４０】
ハロゲン結合受容体として機能する人工ヌクレオシド誘導体の合成について、図１を用いて説明する。まず、ハロゲン元素の各原子が少なくとも１つ導入された芳香環又はヘテロ芳香環の一例として４，５−ジヨードイミダゾールを用いて、構造式（１３）に示す１−（２−デオキシ−３，５−ジ−０−ｐ−トリオイル−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４，５−ジヨードイミダゾールを合成し、続いてこのヌクレオシド誘導体から構造式（１４）に示す１−（２−デオキシ−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４，５−ジヨードイミダゾールを合成する。続いて、１−（２−デオキシ−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４，５−ジヨードイミダゾールから構造式（１５）に示す１−（２−デオキシ−５−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４，５−ジヨードイミダゾールを合成し、更にこの構造式（１５）に示す化合物から構造式（１６）に示す１−（２−デオキシ−５−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４−ヨードイミダゾールを得る。そして、構造式（１６）のヌクレオシド誘導体を脱保護し、構造式（１７）の１−（２−デオキシ−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４−ヨードイミダゾールを得る。また、構造式（１６）から構造式（１８）に示す１−（２−デオキシ−５−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４−ヨードイミダゾール−３’−（シアノエチルジイソプロピルホスホロアミダイト）を誘導する。
【００４１】
同様に図２に示すように、ハロゲン結合供与体として機能する人工ヌクレオシド誘導体を合成する。ハロゲン元素の各原子が１個以上導入された芳香環又はヘテロ芳香環の一例として１，３−ジヨードベンゼンと３’，５’−Ｏ−（（１，１，３，３−テトライソプロピル）ジシロキサンジイル）−２’−デオキシ−Ｄ−リボノ−１’，４’−ラクトンを用いて、構造式（１９）に示す３’，５’−Ｏ−（（１，１，３，３−テトライソプロピル）ジシロキサンジイル）−１’，２’−ジデオキシ−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノースのα、β混合物を合成し、構造式（１９）の化合物から構造式（２０）に示す１’，２’−ジデオキシ−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノースのα，β混合物を合成する。
【００４２】
そして、β体から合成された構造式（２１）に示す５’−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−１’，２’−ジデオキシ−β−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノースα体から合成された構造式（２２）に示す５’−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−１’，２’−ジデオキシ−α−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノースのうちβ体を使用して、構造式（２３）に示す５’−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−１’，２’−ジデオキシ−β−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノース３’−（シアノエチルジイソプロピルホスホロアミダイト）を得る。
【００４３】
構造式（１８）に示す化合物及び構造式（２３）に示す化合物と、市販のＤＮＡ合成用ホスホロアミダイトユニットとからＤＮＡ自動合成機を用いてハロゲン結合供与体として機能するヌクレオシド残基を有する人工オリゴヌクレオチドと、ハロゲン結合受容体として機能するヌクレオシド残基を有する人工オリゴヌクレオチドとをそれぞれ合成する。
【実施例】
【００４４】
（１３）：１−（２−デオキシ−３，５−ジ−０−ｐ−トリオイル−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４，５−ジヨードイミダゾールの合成
４，５−ジヨードイミダゾール（２．２２ｍｇ、６．９５ｍｍｏｌ）を脱水アセトニトリル（７０ｍｌ）に溶解させ、水素化ナトリウム（１６６．９ｍｇ、６．９５ｍｍｏｌ）を加えて室温で３０分間攪拌した。更に、１−クロロ−２−デオキシ−３，５−ジ−Ｏ−パラ−トリオイル−α−Ｄ−エリスロ−ペントフラノース（５００ｍｇ、６．３２ｍｍｏｌ）を１５分毎に４回加えた。反応系を室温で２時間攪拌した後、反応残渣を酢酸エチルと水で抽出し、有機層を無水硫酸水素ナトリウムで乾燥させた。有機層を濃縮し、シリカゲルクロマトグラフィ（Ｃ−２００）を用いて、ヘキサン−クロロホルム  ０→１２％で単離精製を行ったところ、化合物（３．８０ｇ、収率８９％）を得た。得られた化合物の構造を１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）、１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  １２６ＭＨｚ）で測定した。結果を以下に示す。１Ｈ−ＮＭＲ測定、１３Ｃ−ＮＭＲ測定の結果、下記の構造式（１３）に示す１−（２−デオキシ−３，５−ジ−０−ｐ−トリオイル−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４，５−ジヨードイミダゾールであることが同定できた。
【００４５】
１Ｈ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）
δ：７．９５−７．８５（５Ｈ，ｍ，Ｔｏｌ，ｉｍｉ  ２Ｈ）、７．２９−７．２３（４Ｈ，ｍ，Ｔｏｌ）、６．７８（１Ｈ，ｄｄ，１’Ｈ，Ｊ＝５．６２、７．８１）、５．６４（１Ｈ，ｍ，４’Ｈ）、４．６７（２Ｈ，ｔ，５’Ｈ×２，Ｊ＝２．６９、３．４２）、４．６１（１Ｈ，ｍ，３’Ｈ）、２．８１−２．８０（１Ｈ，ｍ，２’Ｈ）、２．５８−２．５３（１Ｈ，ｍ，２’Ｈ）、２．４４（３Ｈ，ｓ，Ｔｏｌ ＣＨ３）、２．４１（３Ｈ，ｓ，Ｔｏｌ ＣＨ３）
【００４６】
１３Ｃ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  １２６ＭＨｚ）
δ：１６６．２８、１６６．０２、１４４．８３、１４４．５４、１３９．０５、１２９．９５、１２９．７３、１２９．５９、１２９．４９、１２６．５６、１２６．３７、９７．２６、８９．５７、８３．２７、７９．８３、７４．７４、６３．８９、３９．９１、２１．９１、２１．８６
【００４７】
【化７】
2006248987.tif 000008
【００４８】
（１４）：１−（２−デオキシ−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４，５−ジヨードイミダゾールの合成
次に、合成された１−（２−デオキシ−３，５−ジ−０−ｐ−トルイル−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４，５−ジヨードイミダゾール（３．７９ｇ，５．６４ｍｍｏｌ）をメタノール（５６ｍｌ）に溶解し、ナトリウムメトキシド（３０５ｍｇ、５．６４ｍｍｏｌ）を加え、室温で１時間攪拌した。残渣をドライシリカゲルクロマトグラフィ（Ｃ−２００）を用いてクロロホルム−メタノール  ０→３％で単離精製を行ったところ化合物（２．２１ｇ、収率９０％）を得た。得られた化合物の構造を１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）、１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  １２６ＭＨｚ）で測定した。結果を以下に示す。１Ｈ−ＮＭＲ測定、１３Ｃ−ＮＭＲ測定の結果、下記の構造式（１４）に示す１−（２−デオキシ−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）であることが同定できた。
【００４９】
１Ｈ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）
δ：８．０８（１Ｈ，ｓ，ｉｍｉ  ２Ｈ）、５．６０（１Ｈ，ｔ，１’Ｈ，Ｊ＝６．１０）、４．６５−４．６４（１Ｈ，ｍ，４’Ｈ）、４．０５−４．０３（１Ｈ，ｍ，３’Ｈ）、３．８９（２Ｈ，ｄｄ，５’Ｈ×２，Ｊ＝１２．２４、５６．０３）、３．０５（１Ｈ，ｂｒ，ＯＨ）、２．６１（１Ｈ，ｂｒ，ＯＨ）、２．５３−２，４３（２Ｈ，ｍ，２’Ｈ×２）
【００５０】
１３Ｃ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  １２６ＭＨｚ）
δ：１３９．５３，８８．９３、８６．９５、８０，１２、７０．６９、６１．５５、４１．７０、２９．６０
【００５１】
【化８】
2006248987.tif 000009
【００５２】
（１５）：１−（２−デオキシ−５−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４，５−ジヨードイミダゾールの合成
１−（２−デオキシ−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４，５−ジヨードイミダゾール（２．１８ｇ、５．００ｍｍｏｌ）を無水ピリジンで３回程度脱水共沸し、無水ピリジン（５０ｍｌ）に溶解させ、４，４’−ジメトキシトリチルクロリド（１．８６ｇ、５．５０ｍｍｏｌ）を加えて、室温で６時間攪拌した。そこにメタノール（５ｍｌ）を加え、反応を停止させ、溶媒を濃縮した。反応残渣を酢酸エチル−水で抽出し、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機層を濃縮しシリカゲルクロマトグラフィ（Ｃ−２００）を用いて、クロロホルム−メタノール  ０→２％で単離精製を行ったところ下記の化合物（３．１７ｇ、収率８６％）を得た。得られた化合物の構造を１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）、１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  １２６ＭＨｚ）で測定した。結果を以下に示す。１Ｈ−ＮＭＲ測定、１３Ｃ−ＮＭＲ測定の結果、下記の構造式（１５）に示す１−（２−デオキシ−５−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４，５−ジヨードイミダゾールであると同定できた。
【００５３】
１Ｈ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）
δ：７．７７（１Ｈ，ｓ，ｉｍｉ  ２Ｈ）、７．４２−７．２０（９Ｈ，ｍ，ＤＭＴｒ）、６．８４−６．８２（４Ｈ，ｍ，ＤＭＴｒ）、５．９７（１Ｈ，ｔ，１’Ｈ，Ｊ＝６．３５）、４．５０（１Ｈ，ｍ，４’Ｈ）、３．７９（６Ｈ，ｓ，ＤＭＴｒ）、３．４１−３．３０（２Ｈ，ｍ，５’Ｈ×２）、２．５３−２．４８（１Ｈ，ｍ，２’Ｈ）、２．３９−２．３４（１Ｈ，ｍ，２’Ｈ）、２．０９（１Ｈ，ｂｒ，ＯＨ）
【００５４】
１３Ｃ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  １２６ＭＨｚ）
δ：１５８．７６、１４４．４４、１３９．２８、１３５．６３、１３５．５５、１３０．１４、１３０．１０、１２８．１８、１２８．１５、１２７．２０、１１３．４４、９６．９３、８９．１５、８６．９０、８６．１２、７９．９０、７２．１７、６３．５９、５５．４１、４１．６７
【００５５】
【化９】
2006248987.tif 000010
【００５６】
（１６）：１−（２−デオキシ−５−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４−ヨードイミダゾールの合成
１−（２−デオキシ−５−（４，４’−ジメトキシトリチル）−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４，５−ヨードイミダゾール（７３８ｍｇ、１．０ｍｍｏｌ）を脱水テトラヒドロフラン（１０ｍｌ）に溶解させ、反応系をアルゴン置換し、−７８℃に冷却した。そこにエチルマグネシウムブロミド（１Ｍ  ｉｎ  ＴＨＦ，１．０ｍＬ、１．０ｍｍｏｌ）を加え、−７８℃で５分間攪拌し、その後０℃で５分間攪拌した。そこにエチルマグネシウムブロミド（１Ｍ  ｉｎ  ＴＨＦ，１．０ｍＬ、１．０ｍｍｏｌ）を再度加え、０℃で１５分間攪拌した。続いて、反応系に水（３ｍＬ）を加えて反応を停止後、酢酸エチル−飽和重曹水で抽出操作を行い、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶媒を減圧下で留去した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィ（Ｃ−２００）を用いてクロロホルム−メタノール  ０→１％で単離精製を行ったところ化合物を得た（３３４ｍｇ、収率５６％）。得られた化合物の構造を１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）、１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  １２６ＭＨｚ）で測定した。結果を以下に示す。１Ｈ−ＮＭＲ測定、１３Ｃ−ＮＭＲ測定の結果、下記の構造式（１６）に示す１−（２−デオキシ−５−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４−ヨードイミダゾールであると同定できた。
【００５７】
１Ｈ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）
δ：７．５０（１Ｈ，ｓ，ｉｍｉ  ２Ｈ）、７．４０−７．２２（９Ｈ，ｍ，ＤＭＴｒ）、７．１１（１Ｈ，ｓ，ｉｍｉ  ５Ｈ）、６．８５−６．８３（４Ｈ，ｍ，ＤＭＴｒ）、５．９７（１Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．５９，１’Ｈ）、４．５０（１Ｈ，ｍ，３’Ｈ）、４．０５（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝４．４０，８．０６，４’Ｈ）、３．８０（６Ｈ，ｓ，ＤＭＴｒ）、３．３９−３．２６（２Ｈ，ｍ，５’Ｈ，５”Ｈ）、２．４１（２Ｈ，ｄｄ，２’Ｈ，２”Ｈ）、２．１８（１Ｈ，ｂｒ，ＯＨ）
【００５８】
１３Ｃ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  １２６ＭＨｚ）
δ：１５８．７８、１４４．４８、１３７．４７、１３５．７０、１３５．５９、１３０．１７、１３０．１４、１２８．２４、１２８．１７、１２７．２０、１２２．４４、１３３．４４、８６．８９、８６．１３、８２．７６、７２．５３、６３．８７、５５．４４、４１．６６
【００５９】
【化１０】
2006248987.tif 000011
【００６０】
（１７）：１−（２−デオキシ−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４−ヨードイミダゾールの合成
１−（２−デオキシ−５−（４，４’−ジメトキシトリチル）−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４，５−ジヨードイミダゾール（２００ｍｇ、０．３２７ｍｍｏｌ）に８０％酢酸（３．３ｍＬ）を加え、室温で４時間攪拌した。反応溶液を濃縮し、水−クロロホルムで抽出した。水層をクロロホルムで３回洗い、有機層を回収して無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を減圧濃縮し、反応残渣をリサイクル分取ＨＰＬＣを用いて、クロロホルム−メタノール（４：１  ｖ／ｖ）で単離精製を行ったところ化合物を得た（８４ｍｇ、収率８３％）。得られた化合物の構造を１Ｈ−ＮＭＲ（acetone-d６  ５００ＭＨｚ）、１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  １２６ＭＨｚ）で測定した。結果を以下に示す。１Ｈ−ＮＭＲ測定、１３Ｃ−ＮＭＲ測定の結果、下記の構造式（１７）に示す１−（２−デオキシ−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４−ヨードイミダゾールであると同定できた。
【００６１】
１Ｈ−ＮＭＲ  （acetone-d６  ５００ＭＨｚ）
δ：７．７７（１Ｈ，ｓ，ｉｍｉ  ２Ｈ）、７．５２（１Ｈ，ｓ，ｉｍｉ  ５Ｈ）、６．１１（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝６．１０，７．０８Ｈｚ，  １’Ｈ）、４．５５−４．５１（２Ｈ，ｍ，ＯＨ，３’Ｈ）、４．１８（１Ｈ，ｂｒ，ＯＨ）、３．９８（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝３．９１，６．８４，４’Ｈ）、３．７５−３．６９（２Ｈ，ｍ，５’Ｈ，５”Ｈ）、２．５０−２．４５（１Ｈ，ｍ，２”Ｈ）、２．４２−２．３７（１Ｈ，ｍ，２”Ｈ）
【００６２】
１３Ｃ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  １２６ＭＨｚ）
δ：１８．ＥＳＩＭＳ  ｃａｌｃｄ．Ｃ８Ｈ１２ＩＮ２Ｏ３＋［Ｍ＋Ｎ］＋  ３１０．９８９３，found  ３１０．９８９８
【００６３】
【化１１】
2006248987.tif 000012
【００６４】
（１８）：１−（２−デオキシ−５−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４−ヨードイミダゾール−３’−（シアノエチルジイソプロピルホスホロアミダイト）の合成
１−（２−デオキシ−５−（４，４’−ジメトキシトリチル）−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４，５−ヨードイミダゾールを脱水ジクロロメタン（５ｍＬ）に溶解させた。ここにジイソプロピルエチルエミン（３２７μＬ、１．９６ｍｍｏｌ）、クロロ（２−シアノエトキシ）（Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアミノ）ホスフィン（１３１μＬ、０．５８８ｍｍｏｌ）を加えて室温で２時間攪拌した。反応系を酢酸エチル−飽和重曹水で抽出操作し、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。有機層を濃縮し、反応残渣をカラムクロマトグラフィを用いてヘキサン−酢酸エチル−トリエチルアミン（１０：１０：１）で単離精製を行ったところ化合物を得た（５９ｍｇ、収率１５％）。得られた化合物の構造を１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）、３１Ｐ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  ２０２ＭＨｚ）で測定した。結果を以下に示す。１Ｈ−ＮＭＲ測定、１３Ｃ−ＮＭＲ測定の結果、下記の構造式（１８）に示す１−（２−デオキシ−５−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−β−Ｄ−リボフラノース−１−イル）−４−ヨードイミダゾール−３’−（シアノエチルジイソプロピルホスホロアミダイト）であると同定できた。
【００６５】
１Ｈ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）
δ：７．５７（１Ｈ，ｍ）、７．４３−７．２４（９Ｈ，ｍ）、７．１８（１Ｈ，ｍ）、６．８８−６．８５（４Ｈ，ｍ）、６．０１（１Ｈ，ｍ）、４．６１（１Ｈ，ｍ）、４．２８−４．２４（１Ｈ，ｍ）、３．８９−３．５８（１０Ｈ，ｍ）、３．３５−３．２７（２Ｈ，ｍ）、２．６４（１Ｈ，ｍ）、２．６１−２．４４（２Ｈ，ｍ）、１．２２−１．１２（１２Ｈ，ｍ）
【００６６】
３１Ｐ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  ２０２ＭＨｚ）
δ：１４９．５１、１４９．４８
【００６７】
【化１２】
2006248987.tif 000013
【００６８】
（１９）：３’，５’−Ｏ−（（１，１，３，３−テトライソプロピル）ジシロキサンジイル）−１’，２’−ジデオキシ−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノースのα、β混合物の合成
１，３−ヨードベンゼン（４．９５ｍｇ、１５．０ｍｍｏｌ）を脱水テトラヒドロフラン（３０ｍＬ）に溶解し、アルゴン気流下、−７８℃で攪拌し、ｎ−ブチルリチウム（１．５４Ｍ  ｉｎヘキサン、９．７４ｍＬ、１５．０ｍｍｏｌ）をゆっくりと加えた。−７８℃で３０分間攪拌した後、脱水テトラヒドロフラン（３０ｍＬ）に溶解させた３’，５’−Ｏ−（（１，１，３，３−テトライソプロピル）ジシロキサンジイル）−２’−デオキシ−Ｄ−リボノ−１’，４’−ラクトン（３．７４ｍｇ、１０．０ｍｍｏｌ）をシリンジを使って反応系に加えた。１時間後に−７８℃で飽和塩化アンモニウム水溶液（２０ｍＬ）を加えて反応を停止させ、室温まで上げた。反応系を酢酸エチル−飽和アンモニウム水溶液で抽出後、有機層を水及び飽和塩化ナトリウム水溶液で洗った。有機層を回収し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶媒を減圧下留去した。残渣に脱水ジクロロメタン（３５ｍＬ）を加えて、アルゴン気流下、−７８℃で攪拌し、トリフルオロボラン・ジエチルエーテルコンプレックス（３．８０ｍＬ、３０．０ｍｍｏｌ）、トリエチルシラン（４．７９ｍＬ、３０．０ｍｍｏｌ）を加えた。６時間後、飽和重曹水で抽出操作し、有機層を水及び飽和塩化ナトリウム水溶液で洗った。有機層を回収し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィ（Ｃ−２００）を用いて、ヘキサン−酢酸エチル  ０→１％で単離精製を行ったところ化合物を得た（１．８０ｇ、収率３２％、α：β＝１：５．６）。得られた化合物の構造を１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）、１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  １２６ＭＨｚ）で測定した。結果を以下に示す。１Ｈ−ＮＭＲ測定、１３Ｃ−ＮＭＲ測定の結果、下記の構造式（１９）に示す３’，５’−Ｏ−（（１，１，３，３−テトライソプロピル）ジシロキサンジイル）−１’，２’−ジデオキシ−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノースのα、β混合物であると同定できた。
【００６９】
１Ｈ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）
δ：７．７３（０．１５Ｈ，ｓ，α−Ｐｈ  ２Ｈ）、７．６８（０．８５Ｈ，ｓ，β−Ｐｈ  ２Ｈ）、７．６０−７．５８（１Ｈ，ｍ，αβ−Ｐｈ  ４Ｈ）、７．３０−７．２９（１Ｈ，ｍ，αβ−Ｐｈ  ６Ｈ）、７．０７−７．０４（１Ｈ，ｍ，αβ−Ｐｈ  ５Ｈ）、５．０２（０．８５Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３３Ｈｚ，β−１’Ｈ）、４．９６（０．１５Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝６．１０，９．７７Ｈｚ，α−１’Ｈ）、４．５９−４．５４（０．１５Ｈ，ｍ，α−３’Ｈ）、４．５２−４．４８（０．８５Ｈ，ｍ，β−３’Ｈ）、４．１４−４．１０（０．８５Ｈ，ｍ，β−４’Ｈ）、４．０７−４．０３（０．１５Ｈ，ｍ，α−４’Ｈ）、３．９３−３．８６（２Ｈ，ｍ，αβ−５’Ｈ，５”Ｈ）、２．６７−２．６２（０．１５Ｈ，ｍ，α−２’Ｈ）、２．３９−２．３４（０．８５Ｈ，ｍ，β−２’Ｈ）、２．１２−２．００（１Ｈ，ｍ，αβ−２’Ｈ）、１．１２−０．９５（２８Ｈ，ｍ，αβ−ｉ−ＰｒＳｉ）
【００７０】
１３Ｃ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  １２６ＭＨｚ，βｉｓｏｍｅｒ）
δ：１４４．８４、１３６．７４、１３４．９３、１３０．３３、１２５．３２、９４．６５、８６．６６、７８．３１、７３．１７、６３．６７、４３．２９、１７．８２、１７．７３、１７．６７、１７．４８、１７．３３、１７．３０、１７．２０、１３．７３、１３．６１、１３．２３、１２．７８  ＥＳＩＭＳ  ｃａｌｃｄ．Ｃ２３Ｈ４３ＩＮＯ４Ｓｉ２＋［Ｍ＋ＮＨ４］＋  ５８０．１７７０，found  ５８０．２５３９
【００７１】
【化１３】
2006248987.tif 000014
【００７２】
（２０）：１’，２’−ジデオキシ−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノースのα，β混合物の合成
３’，５’−Ｏ−（（１，１，３，３−テトライソプロピル）ジシロキサンジイル）−１’，２’−ジデオキシ−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノースのα、β混合物（１．６８ｍｇ、３．１８ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（１６ｍＬ）に溶解させ、トリエチルアミン（１．８１ｍＬ、５．７３ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン・３ハイドロフルオリン（１．８１ｍＬ、１１．２ｍｍｏｌ）を加え、室温で１時間攪拌した。反応系をクロロホルム−水で抽出し、水層をクロロホルムで洗い、有機層を回収し無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィ（Ｃ−２００）を用いて、クロロホルム−メタノール  ０→３％で単離精製を行ったところ化合物を得た（収量９５１ｍｇ、α：β＝１：５．６）。得られた化合物の構造を１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）、１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  １２６ＭＨｚ）で測定した。結果を以下に示す。１Ｈ−ＮＭＲ測定、１３Ｃ−ＮＭＲ測定の結果、下記の構造式（２０）に示す１’，２’−ジデオキシ−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノースのα，β混合物であると同定できた。
【００７３】
１Ｈ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）
δ：７．７４（０．１５Ｈ，ｓ，α−Ｐｈ  ２Ｈ）、７．７０（０．８５Ｈ，ｓ，β−Ｐｈ  ２Ｈ）、７．６３−７．６０（１Ｈ，ｍ，αβ−Ｐｈ  ４Ｈ）、７．３３−７．２９（１Ｈ，ｍ，αβ−Ｐｈ  ６Ｈ）、７．１０−７．０５（１Ｈ，ｍ，αβ−Ｐｈ  ５Ｈ）、５．１０（０．８５Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝５．６２，１０．２６Ｈｚ，β−１’Ｈ）、５．３８（０．１５Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．８１Ｈｚ，α−１’Ｈ）、４．４７−４．４２（１Ｈ，ｍ，αβ−３’Ｈ）、４．０７（０．１５Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝４．８８，９．２８Ｈｚ，α−４’Ｈ）、４．０２−４．００（０．８５Ｈ，ｍ，β−４’Ｈ）、３．８５−３．８１（１Ｈ，ｍ，αβ−５’Ｈ）、３．７８−３．７１（１Ｈ，ｍ，αβ−５”Ｈ）、２．７０−２．６５（０．１５Ｈ，ｍ，α−２’Ｈ）、２．２８−２．６５（０．８５Ｈ，ｍ，β−２’Ｈ）、２．０４−１．９４（３Ｈ，ｍ，αβ−２”Ｈ，ＯＨ×２）
【００７４】
１３Ｃ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  １２６ＭＨｚ，βｉｓｏｍｅｒ）
δ：１４３．７３、１３６．９４、１３５．０１、１３０．３７、１２５．４０、９４．６２、８７．５０、７９．３４、７３．６４、６３．４２、４３．９２
【００７５】
【化１４】
2006248987.tif 000015
【００７６】
（２１）：５’−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−１’，２’−ジデオキシ−β−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノースと、（２２）：５’−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−１’，２’−ジデオキシ−α−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノースの合成
１，２−ジデオキシ−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノースのα，β混合物（４２１ｍｇ、１．３２ｍｍｏｌ）を脱水ピリジンで３回程度脱水共沸し、脱水ピリジン（１３ｍＬ）に溶解させ、４，４’−ジメトキシトリチルクロリド（４９０ｍｇ、１．４５ｍｍｏｌ）を加えた。室温で１時間攪拌し、メタノール（３．０ｍＬ）を加えて反応を停止させた。反応系をある程度濃縮し、残渣を酢酸エチル−飽和重曹水で抽出し、有機層を飽和重曹水、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層を回収し無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を減圧下にて留去し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィ（Ｃ−２００）を用いて、ヘキサン−酢酸エチル  ０→４０％で単離精製を行ったところ化合物を得た（βｉｓｏｍｅｒ：４６７ｍｇ、収率５７％、αｉｓｏｍｅｒ：７１ｍｇ、収率９％）。得られた化合物の構造を１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）、１３Ｃ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  １２６ＭＨｚ）で測定した。結果を以下に示す。１Ｈ−ＮＭＲ測定、１３Ｃ−ＮＭＲ測定の結果、下記の構造式（２１）に示す５’−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−１’，２’−ジデオキシ−β−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノース、また構造式（２２）に示す５’−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−１’，２’−ジデオキシ−α−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノースであると同定できた。
【００７７】
・βｉｓｏｍｅｒ
１Ｈ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）
δ：７．９２（１Ｈ，ｓ，Ｐｈ  ２Ｈ）、７．６１（１Ｈ，ｓ，Ｐｈ  ４Ｈ）、７．４７−７．２６（９Ｈ，ｍ，ＤＭＴｒ）、７．２３−７．２０（１Ｈ，ｍ，Ｐｈ  ６Ｈ）、７．０６（１Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．８１Ｈｚ  Ｐｈ  ５Ｈ）、６．８６−６．８３（４Ｈ，ｍ，ＤＭＴｒ）、５．１１（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝５．６２，１０．２５Ｈｚ，１’Ｈ）、４．４１−４．４０（１Ｈ，ｍ，３’Ｈ）、４．０７−４．０５（１Ｈ，ｍ，４’Ｈ）、３．７９（６Ｈ，ｓ，ＤＭＴｒ）、３．３６−３．２８（２Ｈ，ｍ，５’Ｈ，５”Ｈ）、２．２６−２．２２（１Ｈ，ｍ，２’Ｈ）、２．０６−２．００（１Ｈ，ｍ，２”Ｈ）、１．９４（１Ｈ，ｂｒ，ＯＨ）
１３Ｃ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  １２６ＭＨｚ，βｉｓｏｍｅｒ）
δ：１５８．６１、１４４．９２、１４４．５０、１３６．２４、１３６．０９、１３４．９７、１３０．２３、１３０．２０、１２８．３０、１２８．０１、１２６．９４、１２５．３８、１１３．３２、９４．５５、８６．６１、８６．４３、７９．２１、７４．６７、６４．５１、５５．３７、４４．０１
【００７８】
・αｉｓｏｍｅｒ
１Ｈ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）
δ：７．７６（１Ｈ，ｓ，Ｐｈ  ２Ｈ）、７．６５−７．５９（１Ｈ，ｍ，Ｐｈ  ４Ｈ）、７．４５−７．２１（１０Ｈ，ｍ，ＤＭＴｒ，６Ｈ）、７．０８（１Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．８１Ｈｚ  Ｐｈ  ５Ｈ）、６．８６−６．８３（４Ｈ，ｍ，ＤＭＴｒ）、５．０６（１Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３３Ｈｚ，１’Ｈ）、４．４２（１Ｈ，ｍ，３’Ｈ）、４．１７−４．１４（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝４．６４，１０．５０Ｈｚ，４’Ｈ）、３．８０（６Ｈ，ｓ，ＤＭＴｒ）、３．３８−３．３５（１Ｈ，ｍ，５’Ｈ）、３．２４−３．２１（１Ｈ，ｍ，５”Ｈ）、２．７２−２．６６（１Ｈ，ｍ，２’Ｈ）、２．００−１．９５（１Ｈ，ｍ，２”Ｈ）、１．８６（１Ｈ，ｂｒ，ＯＨ）
１３Ｃ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  １２６ＭＨｚ，βｉｓｏｍｅｒ）
δ：１５８．６９、１４５．６７、１４４．８９、１３６．５９、１３６．０７、１３６．０２、１３４．８７、１３０．３５、１３０．２０、１２８．２６、１２８．０７、１２７．０３、１２５．０９、１１３．３５、９４．６７、８６．５８、８４．７１、７９．０５４、７５．２１、６４．８０、５５．３８、４３．２４
【００７９】
【化１５】
2006248987.tif 000016
【００８０】
【化１６】
2006248987.tif 000017
【００８１】
（２３）５’−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−１’，２’−ジデオキシ−β−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノース３’−（シアノエチルジイソプロピルホスホロアミダイト）の合成
５’−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−１’，２’−ジデオキシ−β−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノース（３００ｍｇ、０．４８２ｍｍｏｌ）を脱水ジクロロメタン（５ｍＬ）に溶解させた。ここにジイソプロピルエチルアミン（３２２μＬ、１．９３ｍｍｏｌ）、クロロ（２−シアノエトキシ）（Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアミノ）ホスフィン（１２９μＬ、０．５７８ｍｍｏｌ）を加えて、室温で２時間攪拌した。反応系を酢酸エチル−飽和重曹水で抽出し、有機層を回収し無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。有機層を凝集し、残渣をカラムクロマトグラフィを用いて、ヘキサン−酢酸エチル−トリエチルアミン（１０：１０：１）で単離精製を行ったところ化合物を得た（３１６ｍｇ、収率８１％）。得られた化合物の構造を１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）、３１Ｐ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  ２０２ＭＨｚ）で測定した。結果を以下に示す。１Ｈ−ＮＭＲ測定、３１Ｐ−ＮＭＲ測定の結果、下記の構造式（２３）に示す５’−Ｏ−（４，４’−ジメトキシトリチル）−１’，２’−ジデオキシ−β−１’−（３−ヨードフェニル）−Ｄ−リボフラノース３’−（シアノエチルジイソプロピルホスホロアミダイト）であることが同定できた。
【００８２】
１Ｈ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  ５００ＭＨｚ）
δ：７．８３（１Ｈ，ｍ）、７．６１（１Ｈ，ｍ）、７．３６−７．２７（９Ｈ，ｍ）、７．２１（１Ｈ，ｍ）、７．０６（１Ｈ，ｍ）、６．８５−６．８１（４Ｈ，ｍ）、５．１０（１Ｈ，ｍ）、４．４９（１Ｈ，ｍ）、４．２２（１Ｈ，ｍ）、３．８６−３．５４（１０Ｈ，ｍ）、３．３５−３．２１（２Ｈ，ｍ）、２．６１（１Ｈ，ｍ）、２．４６−２．３１（２Ｈ，ｍ）、２．０１（１Ｈ，ｍ）、１．１８−１．０７（１２Ｈ，ｍ）
【００８３】
３１Ｐ−ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３  ２０２ＭＨｚ）
δ：１４８．７０、１４８．５１
【００８４】
【化１７】
2006248987.tif 000018
【００８５】
ハロゲン結合供与体及びハロゲン結合受容体を含むオリゴヌクレオチドの合成
上記ホスホロアミダイト（１８），（２３）及び市販のＤＮＡ合成法用ホスホロアミダイトユニットとＤＮＡ自動合成機を用いてオリゴヌクレオチドの合成を行った。脱保護及び切り出しは、アンモニア水による標準的な手法で行った。ホスホロアミダイト（１８）により導入されるヌクレオシド残基をｉｉｍｉ、（２３）により導入されるヌクレオシド残基をｉｐｈと記載する。合成して得られたオリゴヌクレオチドの配列は、
Ａ：５’−ＣＧＣＡＧＴＸＴＡＧＴＣＣ−３’  （Ｘ＝ｉｉｍｉ、ｉｐｈ）
Ｂ：５’−ＧＧＡＣＴＡＹＡＣＴＧＣＧ−３’  （Ｙ＝Ａ，Ｔ，Ｇ，Ｃ，ｉｉｍｉ）
であった。Ａ，Ｂの構造は、ＭＡＬＤＩ  ＴＯＦ  Ｍａｓｓスペクトルにて確認した。
Ａ（Ｘ＝ｉｉｍｉ）：計算値  ３９９０．５、実測値  ３９９０．１
Ａ（Ｘ＝ｉｐｈ）：計算値  ４０００．６、実測値  ３９９７．８
Ｂ（Ｙ＝ｉｉｍｉ）：計算値  ４０３９．６、実測値  ４０３８．８
【００８６】
ハロゲン結合による会合の確認
上記Ａ（Ｘ＝ｉｐｈ）、及びＢ（Ｘ＝Ａ，Ｔ，Ｇ，Ｃ，ｉｉｍｉ）で表されるオリゴＤＮＡを各々１０ｍＭリン酸緩衝液（１００ｍＭ  塩化ナトリウム、０．１ｍＭ  ＥＤＴＡ  ｐＨ７．０）に溶解し２μＭの溶液を調製し、それらを混合した。混合液の温度変化に対する２６０ｎｍにおける吸光度変化を測定し、その微分曲線が最大となる温度をＴｍとした。その結果を図３に示す。ＸとＹがハロゲン結合供与体であるｉｐｈと受容体であるｉｉｍｉの組合せのときに、ほかの結合に比べてＴｍが高くなった。これにより、オリゴヌクレオチド鎖Ａとオリゴヌクレオチド鎖Ｂは、ヌクレオシド誘導体ｉｐｈ（構造式（２３））がハロゲン結合供与体として機能し、ｉｉｍｉ（構造式（１８））がハロゲン結合受容体として機能することにより、ｉｐｈとｉｉｍｉとがハロゲン結合を介して特異的に対合し、会合体を形成しているといえる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の具体例として示す人工オリゴヌクレオチドを合成する前段階としてハロゲン結合受容体としての人工ヌクレオシド誘導体を合成する合成スキームを示す図である。
【図２】本発明の具体例として示す人工オリゴヌクレオチドを合成する前段階としてハロゲン結合供与体としての非天然のヌクレオシド誘導体を合成する合成スキームを示す図である。
【図３】Ａ（Ｘ＝ｉｐｈ）及びＢ（Ｘ＝Ａ，Ｔ，Ｇ，Ｃ，ｉｉｍｉ）で表されるオリゴＤＮＡ溶液を混合し、混合液の温度変化に対する２６０ｎｍにおける吸光度変化を測定した測定結果を表す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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