СПОСОБ СИНТЕЗА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПО АТОМУ ФОСФОРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

1. Способ синтеза нуклеиновой кислоты, содержащей хиральную Х-фосфонатную составляющую, который включает реакцию молекулы, содержащей ахиральную H-фосфонатную составляющую, и нуклеозида, содержащего 5'-ОН составляющую, с получением конденсированного промежуточного соединения; и превращение данного промежуточного соединения в нуклеиновую кислоту, содержащую хиральпую Х-фосфонатную составляющую.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадия реакции молекулы, содержащей ахиральную H-фосфонатную составляющую, и нуклеозида, содержащего 5'-ОН составляющую, с получением конденсированного промежуточного соединения, представляет собой реакцию "в одном котле".
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нуклеиновая кислота, содержащая хиральную X-фосфонатную составляющую, является соединением формулы 1:
1
d
d
1
1
1
1
1
e
e
a
c
3
2
где R представляет собой -ОН, -SH, -NRR, -N, галоген, водород, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкенил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y-, гетероарил-Y-, -P(O)(R), -HP(O)(R), -OR или -SR;
1
d
Y является O, NR, S или Se;
a
R является блокирующей составляющей;
c
R является блокирующей группой;
d
e
e
2
в каждом случае R представляет собой независимо водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, -P(O)(R) или -HP(O)(R);
e
2
2
2
2
2
+1
+1
+1
в каждом случае R представляет собой, независимо, водород, алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкенил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y- или гетероарил-Y-, или катион, который является Na, Li или K;
2
d
Y является О, NR или S;
2
d
d
1
1
1
1
1
b
c
b
3
в каждом случае R представляет собой независимо водород, -ОН, -SH, -NRR, -N, галоген, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкенил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y-, гетероарил-Y-, -OR или -SR, где R является блокирующей составляющей;
в каждом случае Ва является, независимо, блокированным или деблокированным аденином, цитозином, гуанином, тимином, урацилом или модифицированным нуклеооснованием;
f
f
-
+
-
+
-
+
3
в каждом случае Х представляет собой независимо алкил, алкокси, арил, алкилтио, ацил, -NRR, алкенилокси, алкинилокси, алкенилтио, алкинилтио, -SZ, -SeZ или -ВН Z;
f
в каждом случае R представляет собой независимо водород, алкил, алкенил, алкинил, или арил;
+
+
Z является аммоний ионом, алкиламмоний ионом, гетероароматическим иминий ионом, или гетероциклическим иминий ионом, каждый из которых является первичным, вторичным, третичным или четвертичным, или Z является моновалентным металлическим ионом;
3
R является водородом, блокирующей группой, связывающей составляющей, соединенной с твердым носителем, или связывающей составляющей, соединенной с нуклеиновой кислотой; и n является целым числом от 1 до приблизительно 200.
13
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что каждая Х-фосфонатная составляющая соединения Формулы 1 является более чем на 98% диастереомерно чистой, как установлено с использованием метода Р ЯМР спектроскопии или высокоэффективной жидкостной хроматографии с обращенной фазой.
p
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что каждая Х-фосфонатная составляющая имеет R конфигурацию.
p
6. Способ по п.3, отличающийся тем, что каждая Х-фосфонатная составляющая имеет S конфигурацию.
p
p
7. Способ по п.3, отличающийся тем, что каждая Х-фосфонатная составляющая имеет, независимо, R или S конфигурацию.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что молекула, содержащая ахиральную Н-фосфонатную составляющую, является соединением формулы 2:
1
d
d
1
1
1
1
1
e
e
a
c
3
2
где R представляет собой NRR, -N, галоген, водород, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкенил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y-, гетероарил-Y-, -P(O)(R), -HP(O)(R), -OR или -SR;
1
d
Y является О, NR, S или Se;
a
R является блокирующей составляющей;
c
R является блокирующей группой;
d
e
e
2
в каждом случае R представляет собой независимо водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, -Р(O)(R) или -HP(O)(R);
e
2
2
2
2
2
в каждом случае R представляет собой независимо алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкенил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y- или гетероарил-Y-;
2
d
Y является О, NR или S;
2
d
d
1
1
1
1
1
b
c
b
3
R представляет собой водород, -NRR, -N, галоген, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкенил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y-, гетероарил-Y-, -OR или -SR, где R является блокирующей составляющей; и
Ва является блокированным или деблокированным аденином, цитозином, гуанином, тимином, урацилом или модифицированным нуклеооснованием; и
+
Z является аммоний ионом, алкиламмоний ионом, гетероароматическим иминий ионом, или гетероциклическим иминий ионом, каждый из которых является первичным, вторичным, третичным или четвертичным или моновалентным металлическим ионом.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает хиральный реагент.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что хиральный реагент является соединением формулы 3:
1
2
5
где W и W являются, независимо, -NG-, -О- или -S-;
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
G, G, G, G, и G представляют собой независимо водород, алкил, аралкил, циклоалкил, циклоалкилалкил, гетероциклил, гетарил или арил, или две из G, G, G, G, и G являются G, и, взятые вместе, образуют насыщенное, частично ненасыщенное или ненасыщенное карбоциклическое или содержащее гетероатом кольцо, содержащее приблизительно до 20 кольцевых атомов, которое является моноциклическим или полициклическим, слитым или неслитым, и где не более четырех из G, G, G, G, a Gявляются G.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что нуклеозид, содержащий 5'-ОН составляющую, является соединением формулы 4:
2
d
d
1
1
1
1
1
b
c
b
3
где в каждом случае R представляет собой независимо водород, -NRR, -N, галоген, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкенил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y-, гетероарил-Y-, -OR или -SR, где R является блокирующей составляющей;
1
d
Y является О, NR, S или Se;
c
R является блокирующей группой;
d
e
e
2
в каждом случае R представляет собой независимо водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, -P(O)(R) или -HP(O)(R);
e
2
2
2
2
2
в каждом случае R представляет собой алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкенил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y- или гетероарил-Y-;
2
d
Y является О, NR или S;
в каждом случае Ва является независимо блокированным или деблокированным аденином, цитозином, гуанином, тимином, урацилом или модифицированным нуклеооснованием;
m является целым числом от 0 до n-1;
n является целым числом от 1 до приблизительно 200;
A
O соединена с тритильной составляющей, силильной составляющей, ацетильной составляющей, ацильной составляющей, арильной составляющей, арилацильной составляющей, связывающей составляющей, соединенной с твердым носителем или связывающей составляющей, соединенной с нуклеиновой кислотой;
3
i
J является О и D является Н или J является S, Se, или ВН, и D является хиральным лигандом C или составляющей формулы А:
1
2
5
где W и W являются независимо NHG, ОН или SH;
А представляет собой водород, ацил, арил, алкил, аралкил или силильную составляющую; и
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
где G, G, G, G, и G представляют собой независимо водород, алкил, аралкил, циклоалкил, циклоалкилалкил, гетероциклил, гетероарил или арил, или две из G, G, G, G, и G являются G, и, взятые вместе, образуют насыщенное, частично ненасыщенное или ненасыщенное карбоциклическое или содержащее гетероатом кольцо, содержащее до приблизительно 20 кольцевых атомов, которое является моноциклическим или полициклическим, слитым или неслитым, и где не более четырех из G, G, G, G, и G являются G.
R
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает введение конденсирующего реагента C, посредством которого молекула, содержащая ахиральную Н-фосфонатную составляющую, активируется для реакции с данным хиральным реагентом с образованием хирального промежуточного соединения.
R
3
2
3
2
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что конденсирующий реагент C является ArPL, (ArO)PL,
, , , ,  or
где
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2
3
5
6
7
8
8
9
9
7
7
8
9
Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z и Z представляют собой, независимо, алкил, аминоалкил, циклоалкил, гетероцикл, циклоалкилалкил, гетероциклоалкил, арил, гетероарил, алкилокси, арилокси или гетероарилокси, или где любая из Z и Z, Z и Z, Z и Z, Z и Z, Z и Z, или Z и Z, и Z взяты вместе с образованием 3-20 членного алициклического или гетероциклического кольца;
-
Q является противоионом;
L является отщепляемой группой;
W является целым числом от 0 до 3; и
Ar является арилом, гетероарилом, и/или одна из Ar групп присоединена к полимерному носителю.
R
4
6
2
6
4
6
3
2
-
-
-
-
-
-
-
-
-
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что противоином конденсирующего реагента C является Cl, Br, BF , PF , TfO, TfN, AsF , ClO  или SbF , где Tf является CFSO.
R
15. Способ по п.13, отличающийся тем, что отщепляемой группой конденсирующего реагента C является F, Cl, Br, I, 3-нитро-1,2,4-триазол, имидазол, алкилтриазол, тетразол, пентафторобензол или 1-гидроксибензотриазол.
3
2
3
2
16. Способ по п.12, отличающийся тем, что конденсирующий реагент представляет собой бис(трихлорометил)карбамат (БТК), (PhO)PCl, PhPCl, N,N'-бис(2-оксо-3-оксазолидинил)фосфиновый хлорид (BopCl), 1,3-диметил-2-(3-нитро-1,2,4-триазол-1-ил)-2-пирролидин-1-ил-1,3,2-диазафосфолидиний гексафторофосфат (MNTP), или 3-нитро-1,2,4-триазол-1-ил-трис(пирролидин-1-ил)фосфоний гексафторофосфат (PyNTP).
, , , ,
R
17. Способ по п.12, отличающийся тем, что дополнительно включает введение активирующего реагента A.
R
18. Способ по п.17, отличающийся тем, что активирующий реагент A представляет собой
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
11
12
11
13
11
14
12
13
12
14
13
14
15
16
15
17
16
17
18
19
20
21
-
, , ,  or  где Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z, Z и Z представляют собой, независимо, водород, алкил, аминоалкил, циклоалкил, гетероцикл, циклоалкилалкил, гетероциклоалкил, арил, гетероарил, алкилокси, арилокси или гетероарилокси, или где любая из Z и Z, Z и Z, Z и Z, Z и Z, Z и Z, Z и Z, Z и Z, Z и Z, Z и Z, Z и Z, или Z и Z взяты вместе с образованием 3-20 членного алициклического или гетероциклического кольца, или с образованием 5 или 20-членного ароматического кольца, и Q является противоионом.
R
4
6
2
6
4
6
3
2
-
-
-
-
-
-
-
-
-
19. Способ по п.18, отличающийся тем, что противоионом активирующего реагента A является Cl, Br, BF , PF , TfO, TfN, AsF , ClO  или SbF , где Tf является CFSO.
R
20. Способ по п.17, отличающийся тем, что активирующий реагент A представляет собой имидазол, 4,5-дицианоимидазол (DCI), 4,5-дихлороимидазол, 1-фенилимидазолий трифлат (PhIMT), бензимидазолий трифлат (BIT), бензтриазол, 3-нитро-1,2,4-триазол (NT), тетразол, 5-этилтиотетразол, 5-(4-нитрофенил)тетразол, N-цианометилпирролидиний трифлат (ЦМПТ), N-цианометилпиперидиний трифлат, N-цианометилдиметиламмоний трифлат.
R
21. Способ по п.17, отличающийся тем, что активирующий реагент A представляет собой 4,5-дицианоимидазол (DCI), 1-фенилимидазолий трифлат (PhIMT), бензимидазолий трифлат (BIT), 3-нитро-1,2,4-триазол (NT), тетразол или N-цианометилпирролидиний трифлат (ЦМПТ).
, , , ,
R
22. Способ по п.17, отличающийся тем, что активирующий реагент A является N-цианометилпирролидиний трифлатом (ЦМПТ).
23. Способ по п.1, отличающийся тем, что данная реакция осуществляется в апротонном органическом растворителе.
24. Способ по п.23, отличающийся тем, что данным растворителем является ацетонитрил, пиридин, тетрагидрофуран или дихлорометан.
25. Способ по п.24, отличающийся тем, что данный апротонный растворитель не является основным, при этом основание присутствует на стадии реакции.
26. Способ по п.25, отличающийся тем, что данным основанием является пиридин, хинолин, N,N-диметиланилин или N-цианометилпирролидин.
27. Способ по п.25, отличающийся тем, что основанием является
,
22
23
22
23
где Z и Z представляют собой независимо алкил, аминоалкил, циклоалкил, гетероцикл, циклоалкилалкил, гетероциклоалкил, арил, гетероарил, алкилокси, арилокси, или гетероарилокси, или где любая из Z и Z взяты вместе с образованием 3-10 членного алициклического или гетероциклического кольца.
28. Способ по п.25, отличающийся тем, что данным основанием является N-цианометилпирролидин.
29. Способ по п.23, отличающийся тем, что данный апротонный растворитель является безводным.
30. Способ по п.29, отличающийся тем, что данный безводный апротонный растворитель является свежеперегнанным.
31. Способ по п.30, отличающийся тем, что данный свежеперегнанный безводный апротонный органический растворитель является пиридином или ацетонитрилом.
32. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадия превращения конденсированного промежуточного соединения в соединение формулы 1 включает: кэппирование конденсированного промежуточного соединения и модифицирование кэппированного конденсированного промежуточного соединения с получением соединения формулы 5:
1
d
d
1
1
1
1
l
3
где R представляет собой -NRR, -N, галоген, водород, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, апкенил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y-, гетероарил-Y-, -P(O)(Re)2, -HP(O)(Re), -ORa или -SRc;
1
Y является О, NRd, S или Se;
a
R является блокирующей составляющей;
c
R является блокирующей группой;
d
e
e
2
в каждом случае R представляет собой, независимо, водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, -P(O)(R) или -HP(O)(R);
e
2
2
2
2
2
в каждом случае R представляет собой, независимо, алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкенил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y- или гетероарил-Y-;
2
d
Y является О, NR или S;
2
d
d
1
1
1
1
1
b
c
b
3
в каждом случае R представляет собой, независимо, водород, -NRR, -N, галоген, алкил, алкеиил, алкинил, алкил-Y-, алкенил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y-, гетероарил-Y-, -OR или -SR, где R является блокирующей составляющей;
в каждом случае Ва является независимо блокированным или деблокированным аденином, цитозином, гуанином, тимином, урацилом или модифицированным нуклеооснованием;
3
в каждом случае J является S, Se или ВН;
v является целым числом от 2 до n-1;
A
O соединена со связывающей составляющей, которая соединена с твердым носителем или связывающей составляющей, соединенной с нуклеиновой кислотой;
А представляет собой ацил, арил, алкил, аралкил или силиловую составляющую; и
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
G, G, G, G и G представляют собой, независимо, водород, алкил, аралкил, циклоалкил, циклоалкилалкил, гетсроциклил, гетероарил или арил, или две из G, G, G, G и G являются G, и, взятые вместе, образуют насыщенное, частично ненасыщенное или ненасыщенное карбоциклическое или содержащее гетероатом кольцо, содержащее до приблизительно 20 кольцевых атомов, которое является моноциклическим или полициклическим, слитым или неслитым, и где не более четырех из G, G, G, G и G являются G.
1
33. Способ по п.32, отличающийся тем, что дополнительно включает стадии: (а) разблокирования R соединения формулы 5 с получением соединения формулы 4, где m равняется, по меньшей мере, 1, J является S, Se, или ВН3 и D является составляющей формулы А; (б) реакции соединения формулы 4 с использованием способа по п.10, где стадия превращения конденсированного промежуточного соединения включает кэппирование конденсированного промежуточного соединения и модифицирование кэппированного конденсированного промежуточного соединения с получением соединения формулы 5, где v больше 2 и меньше приблизительно 200; и (в) является повторением, при необходимости, стадий (а) и (б) с получением соединения формулы 5, где v больше 3 и меньше приблизительно 200.
1
d
d
1
1
1
1
1
e
e
a
c
3
2
34. Способ по п.32, отличающийся тем, что дополнительно включает стадию превращения соединения формулы 5 в соединение формулы 1, где каждая Ва составляющая деблокирована; Rпредставляет собой -ОН, -SH, -NRR, -N, галоген, водород, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкенил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y-, гетероарил-Y-, -P(O)(R), -HP(O)(R), -OR или -SR;
1
d
Y является О, NR, S или Se;
a
R является блокирующей составляющей;
c
R является блокирующей группой;
d
e
e
2
в каждом случае R представляет собой независимо водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, -Р(O)(R) или -HP(O)(R);
e
2
2
2
2
2
+1
+1
+1
в каждом случае R представляет собой независимо водород, алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкенил-Y-, алкипил-Y-, арил-Y- или гетероарил-Y- или катион, который является Na, Li или К;
2
d
Y является О, NR или S;
2
d
d
1
1
1
1
1
3
в каждом случае R представляет собой, водород,, -ОН, -SH, -NRR, -N, галоген, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкенил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y-, гетероарил-Y-;
3
R является Н;
-
+
-
+
-
+
3
в каждом случае Х является независимо -SZ, -SeZ или -ВН Z; и
+
+
Z является аммоний ионом, алкиламмоний ионом, гетероароматическим иминий ионом или гетероциклическим иминий ионом, любой из которых является первичным, вторичным, третичным или четвертичным, или Z является моновалентным металлическим ионом.
35. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадия превращения конденсированного промежуточного соединения в соединение формулы 1 включает подкислепие конденсированного промежуточного соединения с получением соединения Формулы 4, где m равно, по меньшей мере, единице, J является О, и D является Н.
36. Способ по п.35, отличающийся тем, что конденсированное промежуточное соединение содержит составляющую формулы A':
где А является водородом; и
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
где G и G представляют собой независимо алкил, аралкил, циклоалкил, циклоалкилалкил, гстсроарил или арил, и G, G, и G представляют собой, независимо, водород, алкил, аралкил, циклоалкил, циклоалкилалкил, гетероциклил, гетероарил или ацил, или две из G, G, G, G и G являются G, и взятые вместе образуют насыщенное, частично ненасыщенное или ненасыщенное карбоциклическое или содержащее гстероатом кольцо, содержащее приблизительно до 20 кольцевых атомов, которое является моноциклическим или полициклическим, слитым или неслитым, и где не более четырех из G, G, G, G, и G являются G.
37. Способ по п.35, отличающийся тем, что дополнительно включает: (а) реакцию соединения формулы 4, где m равняется, по меньшей мере, единице, J является О и D является Н, с использованием способа по п.10, где стадия превращения конденсированного промежуточного соединения в соединение формулы 1 включает подкисление данного конденсированного промежуточного соединения с получением соединения формулы 4, где m равняется, по меньшей мере, 2 и меньше приблизительно 200; J является О и D является Н, и (б) повторение, при необходимости, стадии (а) с получением соединения формулы 4, где m больше 2 и меньше приблизительно 200.
38. Способ по п.35 или 37, отличающийся тем, что подкисление включает добавление такого количества кислоты Бренстеда или Льюиса, которое эффективно для превращения конденсированного промежуточного соединения в соединение формулы 4 без удаления пуриновой или пиримидиновой составляющих из конденсированного промежуточного соединения.
39. Способ по п.38, отличающийся тем, что подкисление включает добавление 1% трифтороуксусной кислоты в органическом растворителе.
40. Способ по п.35 или 37, отличающийся тем, что подкисление дополнительно включает добавление поглотителя катионов.
41. Способ по п.40, отличающийся тем, что поглотителем катионов является триэтилсилан или триизопропилсилан.
1
42. Способ по п.35 или 37, отличающийся тем, что стадия превращения конденсированного промежуточного соединения в соединение формулы 1 дополнительно включает разблокирование Rперед стадией подкисления конденсированного промежуточного соединения.
3
43. Способ по п.35, отличающийся тем, что дополнительно включает стадию модифицирования соединения формулы 4 для введения Х составляющей с получением таким способом соединения формулы 1, где R является блокирующей группой или связывающей составляющей, соединенной с твердым носителем.
1
d
d
1
1
1
1
1
e
e
a
c
3
2
44. Способ по п.43, отличающийся тем, что дополнительно включает обработку продукта по п.35 с получением соединения формулы 1, где Rпредставляет собой -ОН, -SH, -NRR, -N, галоген, водород, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкенил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y-, гетероарил-Y-, -Р(O)(R), -HP(O)(R), -OR или -SR;
1
d
Y является О, NR, S или Se;
a
R является блокирующей составляющей;
c
R является блокирующей группой;
d
e
e
в каждом случае R представляет собой независимо водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, -P(O)(R) или -HP(O)(R);
e
2
2
2
2
2
+1
+1
+1
в каждом случае R представляет собой, независимо, водород, алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкенил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y- или гетероарил-Y-, или катион, который является Na, Li или К;
2
d
Y является О, NR или S;
2
d
d
1
1
1
1
1
3
в каждом случае R представляет собой, независимо, водород, -ОН, -SH, -NRR, -N, галоген, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкенил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y-, гетероарил-Y-;
каждая Ва составляющая деблокирована;
3
R является H;
f
f
-
+
-
+
-
+
3
в каждом случае Х представляет собой независимо алкил, алкокси, арил, алкилтио, ацил, -NRR, алкенилокси, алкинилокси, алкенилтио, алкинилтио, -SZ, -SeZ или -BH Z;
f
в каждом случае R представляет собой независимо водород, алкил, алкенил, алкинил или арил;
+
+
Z является аммоний ионом, алкиламмоний ионом, гетсроароматическим иминий ионом или гетероциклическим иминий ионом, любой из которых является первичным, вторичным, третичным или четвертичным, или Z является моновалентным металлическим ионом; и
n больше 1 и меньше приблизительно 200.
45. Способ по п.32 или 33, отличающийся тем, что стадия модифицирования осуществляется с использованием борирующего агента, серного электрофила или селенового электрофила.
46. Способ по п.45, отличающийся тем, что серным электрофилом является соединение, имеющее одну из следующих формул:
24
25
24
25
, Z-S-S-Z или Z-S-X-Z,
24
25
24
25
где Z и Z представляют собой независимо алкил, аминоалкил, циклоалкил, гетероцикл, циклоалкилалкил, гетероциклоалкил, арил, гетероарил, алкилокси, арилокси, гетероарилокси, ацил, амид, имид или тиокарбонил, или Z и Z взяты вместе с образованием 3-8 членного алициклического или гетероциклического кольца, которое может быть замещенным или незамещенным;
2
f
f
Х является SO, О, или NR; и R представляет собой водород, алкил, алкенил, алкинил или арил.
47. Способ по п.46, отличающийся тем, что серным электрофилом является соединение формулы В, С, D, Е или F:
, , , ,
48. Способ по п.45, отличающийся тем, что селеновым электрофилом является соединение, имеющее одну из следующих формул:
26
27ф
26
27
, Z-Se-Se-Z или Z-Se-X-Z,
26
27
26
27
где Z и Z представляют собой независимо алкил, аминоалкил, циклоалкил, гетероцикл, циклоалкилалкил, гетероциклоалкил, арил, гетероарил, алкилокси, арилокси, гетероарилокси, ацил, амид, имид, или тиокарбонил, или Z и Z взяты вместе с образованием 3-8 членного алициклического или гетероциклического кольца, которое может быть замещенным или незамещенным;
2
f
f
Х является О, О, S или NR; и R является водородом, алкилом, алкенилом, алкинилом или арилом.
49. Способ по п.48, отличающийся тем, что селеновым электрофилом является соединение формулы G, H, I, J, К или L.
, , , , ,
50. Способ по п.45, отличающийся тем, что борирующий агент представляет собой боран-N,N-диизопропилэтиламин (BH3·DIPEA), боран-пиридин (ВН3·Py), боран-2-хлоропиридин (ВН3·CPy), боран-анилин (ВН3·An), боран-тетрагидрофуран (BH3·THF) или боран-диметилсульфид (BH3·Me2S).
51. Способ по п.43, отличающийся тем, что стадия модифицирования осуществляется с использованием силилирующего реагента, затем серного электрофила, селенового электрофила, борирующего агента, алкилирующего агента, альдегида или ацилирующего агента.
52. Способ по п.51, отличающийся тем, что силилирующим реагентом является хлоротриметилсилан (TMS-Cl), триизопропилсилилхлорид (TIPS-Cl), N-бутилдиметилсилилхлорид (TBDMS-Cl), t-бутилдифенилсилилхлорид (ТБДФС-Cl), 1,1,1,3,3,3-гексаметилдисилизан (HMDS), N-триметилсилилдиметиламин (TMSDMA), N-триметилсилилдиэтиламин (TMSDEA), N-триметилсилилацетамид (TMSA), N,О-бис(триметилсилил)ацетамид (БСА) или N,O-бис(триметилсилил)трифтороацетамид(BSTFA).
53. Способ по п.51, отличающийся тем, что серным электрофилом является соединение, имеющее одну из следующих формул:
24
25
24
25
, Z-S-S-Z или Z-S-X-Z,
24
25
24
25
где Z и Z представляют собой независимо алкил, аминоалкил, циклоалкил, гетероцикл, циклоалкилалкил, гетероциклоалкил, арил, гетероарил, алкилокси, арилокси, гетероарилокси, ацил, амид, имид или тиокарбонил, или Z и Z взяты вместе с образованием 3-8 членного алициклического или гетероциклического кольца, которое может быть замещенным или незамещенным;
2
f
f
Х является SO, О, или NR; и R представляет собой водород, алкил, алкенил, алкинил или арил.
54. Способ по п.53, отличающийся тем, что серным электрофилом является соединение формулы В, С, D, Е или F:
, , , ,
55. Способ по п.51, отличающийся тем, что селеновым электрофилом является соединение, имеющее одну из следующих формул:
26
27
26
27
, Z-Se-Se-Z или Z-Se-X-Z,
26
27
26
27
где Z и Z представляют собой независимо алкил, аминоалкил, циклоалкил, гетероцикл, циклоалкилалкил, гетероциклоалкил, арил, гетероарил, алкилокси, арилокси, гетероарилокси, ацил, амид, имимд или тиокарбонил, или Z и Z взяты вместе с образованием 3-8 членного алициклического или гетероциклического кольца, которое может быть замещенным или незамещенным;
2
f
f
Х является SO, S, О или NR; и R представляет собой водород, алкил, алкенил, алкинил или арил.
56. Способ по п.51, отличающийся тем, что селеновым электрофилом является соединение формулы G, H, I, J, К или L.
, , , , ,
57. Способ по п.51, отличающийся тем, что борирующим агентом является боран-N,N-диизопропилэтиламин (BH3·DIPEA), боран-пиридин (ВН3·Py), боран-2-хлоропиридин (ВН3·CPy), бран-анилин (ВН3·An), боран-тетрагидрофуран (BH3·THF) или боран-диметилсульфид (BH3·Me2S).
58. Способ по п.51, отличающийся тем, что алкилирующий агент представляет собой алкил галогенид, алкенил галогенид, алкинил галогенид, алкил сульфонат, алкенил сульфонат или алкинил сульфонат.
59. Способ по п.51, отличающийся тем, что альдегидом является (пара)-формальдегид, алкил альдегид, алкенил альдегид, алкинил альдегид или арил альдегид.
60. Способ по п.51, отличающийся тем, что ацилирующим агентом является соединение формулы М или N:
7
где G представляет собой алкил, циклоалкил, гетероцикл, циклоалкилалкил, гетероциклоалкил, арил, гетероарил, алкилокси, арилокси или гетероарилокси; и М является F, Cl, Br, I, 3-нитро-1,2,4-триазолом, имидазолом, алкилтриазолом, тетразолом, пентафторобензолом или 1-гидроксибензотриазолом.
61. Способ по п.43, отличающийся тем, что стадия модифицирования осуществляется путем реакции с галогенирующим реагентом, затем реакции с нуклеофилом.
62. Способ по п.61, отличающийся тем, что галогенирующим реагентом является CCl4, CBr4, Cl2, Br2, I2, сульфурилхлорид (SO2Cl2), фосген, бис(трихлорометил)карбонат (БТК), монохлорид серы, дихлорид серы, хлорамин, CuCl2, N-хлоросукцинимид (NCS), CI4, N-бромосукцинимид (NBS) или N-йодосукцинимид (NIS).
63. Способ по п.61, отличающийся тем, что данным нуклеофилом является NRfRfH, RfDH, или RfSH, где Rf представляет собой водород, алкил, алкенил, алкииил или арил, и, по меньшей мере, одна из Rf NRfRfH не является водородом.
1
2
5
64. Способ по п.10, отличающийся тем, что хиральным реагентом является соединение Формулы 3, где W является NHG, и W является О.
65. Способ по п.10, отличающийся тем, что хиральный реагент имеет формулу О или формулу Р:
66. Способ по п.10, отличающийся тем, что хиральный реагент имеет формулу Q или формулу R:
67. Способ по пп.3, 8, 32 или 34, отличающийся тем, что Ra является замещенным или незамещенным тритилом или замещенным силилом.
68. Способ по п.44, отличающийся тем, что Ra является замещенным или незамещенным тритилом, или замещенным силилом.
69. Способ по пп.3, 8, 11 или 32, отличающийся тем, что Rb представляет собой замещенный или незамещенный тритил, замещенный силил, ацетил, ацил или замещенный метиловый эфир.
3
70. Способ по п.3, отличающийся тем, что R является блокирующей группой, которая представляет собой замещенный тритил, ацил, замещенный силил или замещенный бензил.
3
71. Способ по п.3, отличающийся тем, что R является связывающей составляющей, соединенной с твердым носителем.
72. Способ по пп.3, 8, 11 или 32, отличающийся тем, что блокирующей группой Ва составляющей является бензил, ацил, формил, диалкилформамидинил, изобутирил, феноксиацетил или тритильная составляющая, любая из которых может быть замещенной или незамещенной.
73. Способ по п.п.3, 8 или 34, отличающийся тем, что R1 является -N3, -NRdRd, алкинилокси или -ОН.
74. Способ по п.43, отличающийся тем, что R1 является -N3, -NRdRd, алкинилокси или ОН.
75. Способ по пп.3, 8, 11, 32 или 34, отличающийся тем, что R2 представляет собой -NRdRd, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1, и является замещенным флуоресцентной или биомолекулярной связывающей составляющими.
76. Способ по п.43, отличающийся тем, что R2 представляет собой -NRdRd, алкил, влкенил, алкинил, алкил-Y1-, алкенил-Y1-, алкинил-Y1-, арил-Y1-, гетероарил-Y1 и является замещенным флуоресцентной или биомолекулярной связывающей составляющими.
77. Способ по п.75, отличающийся тем, что заместитель па R2 является флуоресцентной составляющей.
78. Способ по п.75, отличающийся тем, что заместитель па R2 является биотипом или авидином.
79. Способ по п.76, отличающийся тем, что заместитель на R2 является флуоресцентной составляющей.
2
80. Способ по п.76, отличающийся тем, что заместитель на R является биотином или авидином.
2
3
81. Способ по пп.3, 8, 11, 32, 34 или 43, отличающийся тем, что R представляет собой -ОН, -N, водород, галоген, алкокси или алкинилокси.
3
82. Способ по пп.3, 8, 11, 32 или 34, отличающийся тем, что R2 представляет собой -ОН, -N, водород, галоген, алкокси или алкинилокси.
83. Способ по п.43, отличающийся тем, что Ва представляет собой 5-бромоурацил, 5-йодоурацил или 2, 6-диаминопурин.
84. Способ по пп.3, 8, 11, 32 или 34, отличающийся тем, что Ва модифицирована путем замещения флуоресцентной или биомолекулярной связывающей составляющей.
85. Способ по п.43, отличающийся тем, что Ва модифицирована путем замещения флуоресцентной или биомолекулярной связывающей составляющей.
86. Способ по п.84, отличающийся тем, что заместителем на Ва является флуоресцентная составляющая.
87. Способ по п.84, отличающийся тем, что заместителем на Ва является биотин или авидин.
88. Способ по п.85, отличающийся тем, что заместителем на Ва является флуоресцентная составляющая.
89. Способ по п.85, отличающийся тем, что заместителем на Ва является биотин или авидин.
90. Способ по пп.3, 8 или 34, отличающийся тем, что Z является пиридиний ионом, триэтиламмоний ионом, N,N-диизопропилэтиламмониевым ионом, 1,8-диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ений ионом, ионом натрия или ионом калия.
91. Способ по п.43, отличающийся тем, что Z является пиридиний ионом, триэтиламмоний ионом, N,N-диизлпропилэтиламмониевым ионом, 1,8-диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ений ионом, ионом натрия или ионом калия.
92. Способ по пп.3 или 34, отличающийся тем, что Х является алкилом, алкокси, -NRfRf, -S-Z+ или -BH3-Z+.
93. Способ по п.43, отличающийся тем, что Х является алкилом, алкокси, -NRfRf, -S-Z+ или -BH3-Z+.
94. Способ по п.47, отличающийся тем, что серный электрофил имеет формулу F, формулу Е или формулу В.
95. Способ по п.54, отличающийся тем, что серный электрофил имеет формулу F, формулу Е или формулу В.
96. Способ по п.49, отличающийся тем, что селеновый электрофил имеет формулу G или формулу J.
97. Способ по п.56, отличающийся тем, что селеновый электрофил имеет формулу G или формулу J.
3
3
3
3
2
98. Способ по п.50 или 57, отличающийся тем, что борирующим агентом является боран-N,N-диизопропилэтиламин (BH·DIPEA), боран-2-хлоропиридин (ВН·CPy), боран-тетрагидрофуран (ВН·THF) или боран-диметилсульфид (ВН·MeS).
4
4
2
2
2
99. Способ по п.62, отличающийся тем, что галогенирующим агентом является CCl, CBr, Cl, сульфурилхлорид (SOCl) или N-хлоросукцинимид (NCS).
3
2
3
2
100. Способ по п.16, отличающийся тем, что конденсирующий реагент представляет собой бис(трихлорометил)карбонат (БТК), (PhO)PCl, PhPCl или N,N-бис(2-оксо-3-оксазолидинил)фосфиниевый хлорид (BopCl).
101. Способ идентификации или обнаружения молекулы-мишени в образце, включающий: контактирование образца, в котором, как предполагается, содержится молекула-мишень, с нуклеиновокислотной сенсорной молекулой по п.3, где изменение сигнала, генерируемого блоком генерации сигнала, указывает на присутствие указанной мишени в указанном образце.
102. Способ по п.101, отличающийся тем, что дополнительно включает количественное определение изменения сигнала, генерируемого блоком генерации сигнала, для количественного определения молекул-мишеней в данном образце.
103. Способ по п.101, отличающийся тем, что блок генерации сигнала выявляет флуоресценцию, поверхностно-плазмонный резонанс, тушение флуоресценции, хемилюминесценцию, интерферометрию или измерение показателя преломления.
104. Способ по п.101, отличающийся тем, что образец является образцом окружающей среды, биологически опасным материалом, органическим образцом, лекарством, токсином, ароматизатором, отдушкой или биологической образцом.
105. Способ по п.101, отличающийся тем, что образец является биологическим образцом, который представляет собой клетку, клеточный экстракт, клеточный лизат, ткань, тканевой экстракт, телесную жидкость, сыворотку, кровь или кровяной продукт.
106. Способ по п.101, отличающийся тем, что данная нуклеиновокислотная сенсорная молекула связывается специфическим образом с молекулой-мишенью.
107. Способ по п.101, отличающийся тем, что присутствие молекулы-мишени указывает на наличие патологического состояния.
108. Способ амплификации необходимых участков нуклеиновой кислоты из нуклеиновокислотной матрицы, который включает: (а) введение множества первых ПЦР праймеров, имеющих участок фиксированной нуклеотидной последовательности, комплементарный требуемой консенсусной последовательности; (б) введение множества вторых ПЦР праймеров, (в) амплификацию нуклеиновокислотной матрицы посредством ПЦР (полимеразной цепной реакции) с использованием множества первых ПЦР праймеров и множества вторых ПЦР праймеров при условиях, где подмножество множества первых праймеров связывается с требуемой консенсусной последовательностью при условиях, где подмножество данного множества первых праймеров связывается с требуемой консенсусной последовательностью в значительной степени там, где это имеет место в матрице, и подмножество данного множества вторых праймеров связывается с матрицей в местоположениях, удаленных от первых праймеров, так, что происходит конкретная амплификация нуклеиновокислотных участков, фланкированных первым праймером и вторым праймером, и где множество первых ПЦР праймеров и/или множество вторых ПЦР являются молекулами нуклеиновой кислоты по п.3.
109. Способ по п.108, отличающийся тем, что указанной матрицей является геномная ДНК.
110. Способ по п.108, отличающийся тем, что указанной матрицей является эукариотная геномная ДНК.
111. Способ по п.108, отличающийся тем, что указанной матрицей является геномная ДНК человека.
112. Способ по п.108, отличающийся тем, что указанной матрицей является прокариотная ДНК.
113. Способ по п.108, отличающийся тем, что указанной матрицей является ДНК, которая представляет собой клонированную геномную ДНК, субгеномный участок ДНК, хромосому или субхромосомный участок.
114. Способ по п.108, отличающийся тем, что указанной матрицей является РНК.
115. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадия превращения конденсированного промежуточного соединения в соединение формулы 1 включает: модифицирование конденсированного промежуточного соединения с получением соединения формулы 5:
1
d
d
1
1
1
1
1
e
a
c
3
2
где R представляет собой -NRR, -N, галоген, водород, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкснил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y-, гетероарил-Y-, -Р(O)(Re), -HP(O)(R), -OR или -SR;
Y1 является О, NRd, S или Se;
a
R является блокирующей составляющей;
c
R является блокирующей группой;
d
e
e
2
В каждом случае R представляет собой независимо водород, алкил, алкенил, алкинил, арил, ацил, замещенный силил, карбамат, -Р(O)(P) или -HP(O)(R);
e
2
2
2
2
2
в каждом случае R представляет собой независимо алкил, арил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкенпл-Y-, алкипил-Y-, арил-Y- или гетероарил-Y-;
2
d
Y является О, NR или S;
2
d
d
3
1
1
1
1
1
b
c
b
в каждом случае R представляет собой независимо водород, -NRR, -N, галоген, алкил, алкенил, алкинил, алкил-Y-, алкенил-Y-, алкинил-Y-, арил-Y-, гетероарил-Y-, -OR или -SR, где R является блокирующей составляющей;
в каждом случае Ba является блокированным или деблокированным аденином, цитозином, гуанином, тимином, урацилом или модифицированным нуклеооснованием;
3
в каждом случае J является S, Se или ВН;
v является целым числом, равным 1;
A
O соединена со связывающей составляющей, соединенной с твердым носителем или связывающей составляющей, соединенной с нуклеиновой кислотой;
А представляет собой ацил, арил, алкил, аралкил или силильную составляющую; и
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
G, G, G, G, и С представляют собой независимо водород, алкил, аралкил, циеклоалкил, циклоалкилалкил, гетероциклил, гетероарил или арил, или две из G, G, G, G и G являются G, и, взятые вместе, образуют насыщенное, частично ненасыщенное или ненасыщенное карбоциклическое, или содержащее гетероатом кольцо, содержащее до приблизительно 20 кольцевых атомов, которое является моноциклическим пли полициклическим, слитым или неслитым, где не более четырех из G, G, G, G и G являются G.