WO2014109256A1 - トリアゾール連結型環状ジヌクレオチド類縁体 - Google Patents

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WO2014109256A1
WO2014109256A1 PCT/JP2013/085042 JP2013085042W WO2014109256A1 WO 2014109256 A1 WO2014109256 A1 WO 2014109256A1 JP 2013085042 W JP2013085042 W JP 2013085042W WO 2014109256 A1 WO2014109256 A1 WO 2014109256A1
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WO
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cyclic
cyclic dinucleotide
group
independently
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PCT/JP2013/085042
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寛之 磯部
智子 藤野
滉大 岡田
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国立大学法人東北大学
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H19/00—Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof
    • C07H19/02—Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof sharing nitrogen
    • C07H19/04—Heterocyclic radicals containing only nitrogen atoms as ring hetero atom
    • C07H19/16—Purine radicals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D473/00—Heterocyclic compounds containing purine ring systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/22—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains four or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D519/00—Heterocyclic compounds containing more than one system of two or more relevant hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system not provided for in groups C07D453/00 or C07D455/00

Definitions

  • the present invention relates to a triazole-linked cyclic dinucleotide analog.
  • Cyclic dinucleotide is a natural physiologically active substance that functions as a second messenger for bacteria.
  • cyclic bis (3'-5 ') diguanylic acid (c-di-GMP) a cyclic dinucleotide derived from bacteria, is a physiological film that controls biofilm biosynthesis and motility of pestis, cholera and salmonella. Has activity.
  • c-di-GMP diguanylic acid
  • c-di-GMP a cyclic dinucleotide derived from bacteria
  • Patent Document 1 describes a method for efficiently synthesizing cyclic bis (3'-5 ') dinucleotide by an intramolecular cyclization reaction of dinucleotide.
  • a natural nucleotide such as a cyclic dinucleotide has a structure in which a plurality of nucleosides composed of a base and an aldpentose type sugar are linked to each other via a phosphodiester bond formed at the hydroxyl group of the sugar. Due to the structural features described above, natural nucleotides have low stability of the phosphodiester binding moiety against hydrolases present in vivo. Moreover, since all of a base part, a sugar part, and a phosphodiester bond part are polar groups with low liposolubility, natural type nucleotides have low cell membrane permeability for migration into target cells. These properties are a major problem when natural nucleotides are applied to pharmaceutical uses.
  • Patent Document 2 is a compound including a polyamide skeleton having a plurality of ligands, wherein the plurality of ligands individually bind to nitrogen atoms located in the skeleton, and at least one of the ligands is a natural nucleic acid.
  • the compounds are described as being bases, unnatural nucleobases, DNA intercalators or nucleobase binding groups.
  • the compound described in the document includes a peptide nucleic acid (PNA) in which a phosphodiester bond portion of a nucleotide is substituted with a peptide chain.
  • PNA peptide nucleic acid
  • Patent Document 3 is a nucleoside derivative in which a sugar and a base moiety are formed by linking a sugar and a pyrimidine base or a purine base, and the sugar-base moiety contains a 1,2,3-triazole ring. Said nucleoside derivative comprising a structure linked via a group is described.
  • Non-Patent Document 3 discloses that c-di-GMP has a monophosphorothioic acid diester group in which one of the phosphodiester binding moieties is substituted. GMP analogs are described.
  • the present invention provides a means for improving chemical stability and fat solubility in an artificial cyclic nucleoside conjugate, which is an analog of a natural cyclic dinucleotide, while maintaining structural similarity to the natural form. For the purpose.
  • the present inventor has formed two phosphodiester bond portions of a natural cyclic dinucleotide by a cycloaddition reaction between azide and ethynyl 1,2
  • the present inventors have found that chemical stability and lipophilicity can be improved by substituting a linking group containing a 1,3-triazole ring.
  • the gist of the present invention is as follows.
  • Y 1 and Y 2 are each independently represented by the following formulas (YI) to (Y-IV): [Where: * a indicates the position of attachment to the nucleoside moiety containing X a * b represents the position of binding to the nucleoside moiety containing X b , Z a and Z b are each independently a divalent hydrocarbon group which may have a direct bond or a hetero atom]
  • the cyclic dinucleotide analogue according to (2) selected from the group consisting of
  • X a and X b are the same base, and Y 1 is formula (YI) or formula (Y-III) and Y 2 is formula (Y-II) or formula (Y-IV) Or Y 1 is the formula (Y-II) or the formula (Y-IV) and Y 2 is the formula (YI) or the formula (Y-III), described in the above (2) or (3) A cyclic dinucleotide analog of
  • FIG. 1 is a diagram showing an analytical HPLC chromatogram of compound (5) using HPLC connected with a triazole-modified-hydrophilic interaction chromatography (HILIC) column.
  • FIG. 2 is a diagram showing an analytical HPLC chromatogram of compound (8) using HPLC connected with a triazole-modified-hydrophilic interaction chromatography (HILIC) column.
  • Cyclic dinucleotide analogs > The present invention relates to cyclic dinucleotide analogs.
  • the cyclic dinucleotide analog of the present invention may have two nucleoside moieties containing a purine base or a pyrimidine base, and two linking groups that link the two nucleoside moieties to each other to form a cyclic structure. is necessary.
  • the cyclic dinucleotide analog of the present invention is a cyclic nucleoside conjugate in which two nucleosides containing a purine base or a pyrimidine base are linked so that a cyclic structure is formed by two linking groups.
  • purine base means a basic compound having a purine nucleus or a monovalent group obtained by removing a hydrogen atom on the 9-position nitrogen atom.
  • purine base include, but are not limited to, purine nucleobases such as adenine and guanine, and derivatives thereof.
  • the “pyrimidine base” means a basic compound having a pyrimidine nucleus or a monovalent group in which a hydrogen atom on the 1-position nitrogen atom is removed.
  • the pyrimidine base include, but are not limited to, pyrimidine nucleobases such as uracil, cytosine and thymine, and derivatives thereof.
  • the derivatives of pyrimidine nucleobase and purine nucleobase are not limited, for example, halogenated derivatives and deaminated derivatives of uracil, cytosine, thymine, adenine or guanine, wherein the oxygen atom of the compound is substituted with a sulfur atom Derivatives, C-5-modified bases of pyrimidines, C-7-modified bases of purines, and ring-expanded modified bases.
  • examples of purine nucleobases and derivatives thereof include compounds represented by the following formulae.
  • D 1 is an oxygen atom or a sulfur atom
  • D 2 is hydroxyl or amino
  • E 1 and E 2 are each independently a hydrogen atom, halogen, cyano, alkyl, alkenyl or alkynyl. is there.
  • the purine nucleobase and its derivative are linked to the 1-position carbon atom of the sugar of the nucleoside moiety via the 9-position nitrogen atom.
  • Examples of the purine nucleobase and derivatives thereof included in the compound include deaminoguanine derivatives such as hypoxanthine, halogenated guanine derivatives such as 8-fluoroguanine, 8-bromoguanine and 8-iodoguanine. And derivatives of guanine; halogenated adenine derivatives such as 8-fluoroadenine, 8-bromoadenine and 8-iodoadenine, and derivatives of adenine such as 1, N 6 -ethenoadenine.
  • deaminoguanine derivatives such as hypoxanthine
  • halogenated guanine derivatives such as 8-fluoroguanine, 8-bromoguanine and 8-iodoguanine.
  • derivatives of guanine halogenated adenine derivatives such as 8-fluoroadenine, 8-bromoadenine and 8-iodoadenine
  • examples of the pyrimidine nucleobase and derivatives thereof include compounds represented by the following formulae.
  • D 3 and D 4 are each independently an oxygen atom or a sulfur atom
  • D 5 is hydroxyl or amino
  • D 6 is a hydrogen atom, halogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxy or an aminoalkoxy
  • E 3 is hydrogen atom, halogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, or alkoxy.
  • the pyrimidine nucleobase and its derivative are linked to the 1-position carbon atom of the sugar of the nucleoside moiety via the 1-position nitrogen atom.
  • Examples of the pyrimidine nucleobase and derivatives thereof included in the compound include halogenated uracil derivatives such as 5-fluorouracil, 5-bromouracil and 5-iodouracil, 2-thiouracil, 4-thiouracil and 2,4- Derivatives of uracil, such as uracil derivatives having a sulfur atom in place of an oxygen atom such as dithiouracil, 5-methyluracil, 5-vinyluracil, and 5-ethynyluracil; 5-fluorocytosine, 5-bromocytosine and 5 -Derivatives of cytosine such as halogenated cytosine derivatives such as iodocytosine and cytosine derivatives having alkynyl such as 5-ethynylcytosine.
  • halogenated uracil derivatives such as 5-fluorouracil, 5-bromouracil and 5-iodouracil, 2-thiouracil, 4-thi
  • alkyl means a straight or branched chain aliphatic hydrocarbon group containing the specified number of carbon atoms.
  • C 1 ⁇ C 6 alkyl includes at least one and at most 6 carbon atoms means a hydrocarbon chain straight or branched chain.
  • Suitable alkyls include, for example, linear or branched C 1 -C 6 alkyls such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, t-butyl, pentyl and hexyl.
  • alkylene means a divalent group in which one hydrogen atom of the alkyl is removed.
  • Suitable alkylenes include, for example, linear or branched C 1 -C 6 alkylenes such as methylene, ethylene, propylene, isopropylene, butylene, isobutylene, t-butylene, pentylene and hexylene.
  • alkenyl means a group in which one or more CC single bonds of the alkyl are substituted with double bonds.
  • Suitable alkenyl includes, for example, linear chains such as vinyl, allyl, propenyl, isopropenyl, 2-methyl-1-propenyl, 2-methylallyl, 3-butenyl, 4-pentenyl, 5-hexenyl and 1,3-butanedienyl. Mention may also be made of branched C 2 -C 6 alkenyl.
  • alkenylene means a divalent group in which one hydrogen atom of the alkenyl is removed.
  • Suitable alkenylenes include, for example, linear or branched chains such as vinylene, propenylene, isopropenylene, 2-methyl-1-propenylene, 3-butenylene, 4-pentenylene, 5-hexenylene and 1,3-butadienylene. Mention may be made of C 2 to C 6 alkenylene.
  • alkynyl means a group in which one or more CC single bonds of the alkyl are substituted with triple bonds. Suitable alkynyls include, for example, linear or branched C 2 -C 6 alkynyl such as ethynyl, 2-propynyl, 2-butynyl, 2-pentynyl, 2-hexynyl and 2-penten-4-ynyl. be able to.
  • alkynylene means a divalent group in which one hydrogen atom of the alkynyl is removed.
  • cycloalkyl means an alicyclic alkyl containing the specified number of carbon atoms.
  • C 3 -C 6 cycloalkyl means a cyclic hydrocarbon group containing at least 3 and at most 6 carbon atoms.
  • Suitable cycloalkyls include, but are not limited to, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, and the like.
  • cycloalkylene means a divalent group in which one hydrogen atom of the cycloalkyl is removed.
  • cycloalkenyl means a group in which one or more C—C single bonds of the cycloalkyl are substituted with double bonds. Suitable cycloalkenyl includes, but is not limited to, cyclobutenyl, cyclopentenyl, cyclohexenyl and the like.
  • cycloalkenylene means a divalent group in which one hydrogen atom of the cycloalkenyl is removed.
  • heterocyclyl means that one or more carbon atoms of the cycloalkyl or cycloalkenyl are each independently selected from a nitrogen atom (N), a sulfur atom (S), and an oxygen atom (O). This means a group substituted with a heteroatom.
  • substitution with N or S includes substitution with N-oxide or S oxide or dioxide, respectively.
  • heterocyclyls include, but are not limited to, pyrrolidinyl, tetrahydrofuranyl, dihydrofuranyl, tetrahydrothienyl, tetrahydropyranyl, dihydropyranyl, tetrahydrothiopyranyl, piperidinyl, morpholinyl, thiomorpholinyl, and piperazinyl. it can.
  • heterocyclylene means a divalent group in which one hydrogen atom of the heterocyclyl is removed.
  • aryl means an aromatic ring group having 6 to 15 carbon atoms. Suitable aryls include, but are not limited to, phenyl, biphenyl, naphthyl, anthryl (anthracenyl), and the like.
  • arylene means a divalent group in which one hydrogen atom of the aryl is removed.
  • arylalkyl means a group in which one of the hydrogen atoms of the alkyl is substituted with the aryl.
  • Suitable arylalkyls include, but are not limited to, benzyl, 1-phenethyl, 2-phenethyl, and the like.
  • arylalkenyl means a group in which one of the alkenyl hydrogen atoms is substituted with the aryl.
  • Suitable arylalkenyls include, but are not limited to, styryl and the like.
  • heteroaryl refers to a heteroatom in which one or more carbon atoms of the aryl are each independently selected from a nitrogen atom (N), a sulfur atom (S), and an oxygen atom (O). Means a substituted group.
  • substitution with N or S includes substitution with N-oxide or S oxide or dioxide, respectively.
  • heteroaryl include, but are not limited to, furanyl, thienyl (thiophenyl), pyrrolyl, imidazolyl, pyrazolyl, triazolyl, tetrazolyl, thiazolyl, oxazolyl, isoxazolyl, oxadiazolyl, thiadiazolyl, isothiazolyl, pyridyl, pyridazinyl, pyrazinyl, Examples include pyrimidinyl, quinolinyl, isoquinolinyl and indolyl.
  • heteroarylene means a divalent group in which one hydrogen atom of the heteroaryl is removed.
  • heteroarylalkyl means a group in which one of the hydrogen atoms of the alkyl is substituted with the heteroaryl.
  • acyl means a group in which a monovalent group selected from the groups described above and carbonyl are linked. Suitable acyls include, but are not limited to, acetyl, propionyl, benzoyl, and the like.
  • alkoxy means a group in which one or more hydrogen atoms of the alkyl, alkenyl or alkynyl are substituted with oxygen atoms.
  • aminoalkoxy means a group in which one or more hydrogen atoms of the alkoxy are substituted with an amino group.
  • Suitable linear or branched amino C 1 -C 6 alkoxy may include aminomethoxy, 2-aminoethoxy, 3-aminopropoxy and the like.
  • halogen means fluorine, bromine, iodine or chlorine. Suitable halogens include, for example, fluorine, bromine or iodine.
  • heteroatom means an oxygen atom (O), a nitrogen atom (N), a sulfur atom (S), a silicon atom (Si), or a phosphorus atom (P).
  • the groups described above are each independently unsubstituted or one or more halogen, OH, NQ 1 Q 2 (Q 1 and Q 2 are each independently hydrogen, hydroxyl, alkyl , alkenyl or alkynyl), NO 2, C (O ) Q 3 (Q 3 is a monovalent group selected from hydrogen, hydroxyl, a group described in the NH 2 or above), or a group described in the It can be further substituted with a monovalent group selected from
  • a “protecting group” is a group that is introduced into a specific functional group in order to prevent an undesired reaction from progressing, and is quantitatively removed under specific reaction conditions. It means a group that is substantially stable under reaction conditions, that is, reaction inactive.
  • “protection (formation)” and “deprotection (formation)” mean introducing a protecting group into a functional group and removing the protecting group quantitatively, respectively.
  • “protected form” means a form in which a protective group is introduced into one or more functional groups, and “protected derivative” means one or more functional groups in a specific compound.
  • Means a derivative in which a protecting group is introduced that is, a derivative of the compound having a protected form of the group.
  • the protected derivative may be prepared by carrying out the protection described below, or a commercially available protected derivative into which a desired protecting group has been introduced in advance may be used.
  • the protection with the protecting group can be carried out, for example, by reacting with a protecting reagent such as acetic anhydride, benzoyl chloride or silane chloride in the presence of an organic base such as triethylamine or pyridine.
  • the deprotection of the protecting group can be carried out by treatment with an alkali such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or ammonia in a solvent such as methanol or water.
  • protecting groups for terminal alkynes that are stable under acidic conditions and deprotected under desilylation conditions include, but are not limited to, for example, trimethylsilyl (TMS) and triisopropylsilyl (TIPS) ) And the like.
  • TMS trimethylsilyl
  • TIPS triisopropylsilyl
  • the deprotection of the protecting group can be carried out by reacting with a reagent such as tetrabutylammonium fluoride or a strong base in an aprotic polar solvent such as tetrahydrofuran (THF).
  • a reagent such as tetrabutylammonium fluoride or a strong base in an aprotic polar solvent such as tetrahydrofuran (THF).
  • aprotic polar solvent such as tetrahydrofuran (THF).
  • “desilylation conditions” means the reaction conditions for carrying out the deprotection of silyl as described above.
  • Examples of the hydroxyl protecting group that is stable under basic conditions and deprotected by acid treatment include, but are not limited to, acetonide, tert-butyl, and trityl.
  • the protection with the protecting group is carried out, for example, by reacting with acetone or isobutene in the presence of an acid such as sulfuric acid or hydrochloric acid, or by reacting with trityl chloride in the presence of an organic base such as triethylamine or pyridine. can do.
  • the deprotection of the protecting group can be carried out by reacting with an acid such as trifluoroacetic acid (TFA) in an aqueous solvent.
  • TFA trifluoroacetic acid
  • the linking group needs to contain a 1,2,3-triazole ring.
  • the 1,2,3-triazole ring may be arranged so as to be directly bonded to the sugar of the nucleoside moiety, and via a divalent hydrocarbon group which may have a hetero atom. You may arrange
  • an azide is substituted at the 3′-position, and a 5′-
  • the two nucleoside intermediates are composed of two linking groups containing a 1,2,3-triazole ring. It has been found that cyclic dinucleotide analogs having a linked structure are formed.
  • a nucleoside derivative having a structure in which two nucleoside intermediates are linked by a single linking group containing a 1,2,3-triazole ring has a rigid molecule, so that a distorted middle ring structure is formed. It was thought that it could not be formed stably.
  • a linear nucleoside derivative having a structure in which the nucleoside intermediate is linearly linked is preferentially formed (Patent Document 3). It is a novel finding that the present inventors have found that by optimizing the reaction conditions of the cycloaddition reaction, a cyclic dinucleotide analog having a strained medium ring structure can be formed.
  • Non-Patent Document 3 As an artificial cyclic nucleoside conjugate in which the phosphodiester bond portion of a natural cyclic dinucleotide is substituted with another linking group, the compound described in Non-Patent Document 3 is known. However, in the case of the method for producing a compound described in Non-Patent Document 3, the synthesis process is complicated and the production cost may increase. Monophosphorothioic acid diester bonds can also be hydrolyzed by hydrolases. For this reason, the c-di-GMP analog described in Non-Patent Document 3 may be less stable against hydrolase present in the living body. Furthermore, the monophosphorothioic acid diester bond has substantially the same polarity as the phosphodiester bond.
  • a linking group containing a 1,2,3-triazole ring contained in the cyclic dinucleotide analog of the present invention is not decomposed by a nucleic acid hydrolase, unlike a phosphodiester bond and a monophosphorothioate diester bond.
  • the cyclic dinucleotide analog of the present invention can improve in vivo stability as compared with a natural cyclic dinucleotide.
  • the 1,2,3-triazole ring is uncharged, the linking group containing the 1,2,3-triazole ring has not only high lipid solubility but also low electrostatic interaction. Therefore, the cyclic dinucleotide analog of the present invention can improve cell membrane permeability for binding into a target cell and binding force to a complementary strand, as compared with a natural cyclic dinucleotide.
  • cyclic dinucleotide analogs of the invention comprise Formula (I): It is represented by
  • X a and X b are each independently selected from purine bases and pyrimidine bases.
  • X a and X b are each independently selected from the group consisting of purine nucleobases such as adenine and guanine, and derivatives thereof, and pyrimidine nucleobases such as uracil, cytosine and thymine, and derivatives thereof It is preferable.
  • Y 1 and Y 2 are each independently a divalent group containing a 1,2,3-triazole ring.
  • Y 1 and Y 2 are substituted or unsubstituted linear or branched C 1 -C 6 alkylene, substituted, including 1,2,3-triazole-diyl or 1,2,3-triazole-diyl Or unsubstituted linear or branched C 2 -C 6 alkenylene, substituted or unsubstituted linear or branched C 2 -C 6 alkynylene, substituted or unsubstituted C 3 -C 6 cycloalkylene, Substituted or unsubstituted C 4 -C 6 cycloalkenylene (the alkylene, alkenylene, alkynylene, cycloalkylene and cycloalkenylene have 1 to 3 heteroatoms selected from oxygen atom, nitrogen atom and sulfur atom) May be substituted, unsubstituted C
  • the substituent is preferably selected from the substituents listed above.
  • Y 1 and Y 2 are substituted or unsubstituted linear or branched C 1 -C 6 alkylene, including 1,2,3-triazole-diyl, the cyclic dinucleotide analogs of the present invention
  • the distortion of the medium ring structure can be reduced.
  • R a1 and R b1 are each independently hydroxyl or a protected form thereof.
  • Preferred protected forms of hydroxyl are acetyl (Ac), benzoyl (Bz), or silyl such as tert-butyldimethylsilyl (TBDMS), triisopropylsilyl (TIPS) or tert-butyldiphenylsilyl (TBDPS).
  • Y 1 and Y 2 are each independently the following formulas (YI) to (Y-IV): It is preferably selected from the group consisting of
  • * a shows the binding position of the nucleoside moiety including X a
  • * b shows binding position of a nucleoside moiety comprising X b.
  • Z a and Z b are each independently a divalent hydrocarbon group which may have a direct bond or a hetero atom.
  • Z a and Z b are each independently a direct bond, substituted or unsubstituted linear or branched C 1 -C 6 alkylene, substituted or unsubstituted linear or branched C 2 -C 6 alkenylene, substituted or unsubstituted linear or branched C 2 -C 6 alkynylene, substituted or unsubstituted C 3 -C 6 cycloalkylene, substituted or unsubstituted C 4 -C 6 cycloalkenylene (the above alkylene) , Alkenylene, alkynylene, cycloalkylene and cycloalkenylene may have 1 to 3 heteroatoms selected from oxygen, nitrogen and sulfur atoms), substituted or unsubstituted C 6 -C 15 Preferably it is a heterocyclylene, a substituted or
  • the substituent is preferably selected from the substituents listed above.
  • Z a and Z b are each independently a direct bond or a substituted or unsubstituted linear or branched C 1 -C 6 alkylene, the middle ring structure of the cyclic dinucleotide analog of the present invention Can reduce distortion.
  • Z a and Z b are a direct bond when bonded to a nitrogen atom of a 1,2,3-triazole ring, and when bonded to a carbon atom of a 1,2,3-triazole ring.
  • Particularly preferred is methylene. In this case, distortion of the membered ring structure of the cyclic dinucleotide analog of the present invention can be particularly reduced.
  • X a and X b are the same base, and Y 1 is formula (YI) or formula (Y-III) and Y 2 is formula (Y-II) or formula (Y-IV), Alternatively, Y 1 is preferably the formula (Y-II) or the formula (Y-IV) and Y 2 is preferably the formula (YI) or the formula (Y-III).
  • the cyclic dinucleotide analog represented by the formula (I) is a homodimer composed of the same nucleoside moiety.
  • the cyclic dinucleotide analog of the present invention is particularly preferably selected from compounds represented by the following formulae.
  • the cyclic dinucleotide analog of the present invention maintains the structural similarity with the corresponding natural cyclic dinucleotide, and is more stable in vivo than the natural cyclic dinucleotide. Cell membrane permeability and the ability to bind to complementary strands to migrate to can be significantly improved.
  • the cyclic dinucleotide analog of the present invention includes not only the compound itself but also a salt thereof.
  • the counter ion of the salt of the cyclic dinucleotide analog of the present invention is not limited, but includes, for example, cations such as sodium ion, potassium ion, calcium ion or magnesium ion, or chloride ion, bromide ion, formic acid.
  • the cyclic dinucleotide analog of the present invention is in the form of a salt with the counter ion, the stability in vivo, the permeability to the cell membrane for migration into the target cell, and the binding force to the complementary strand are substantially reduced.
  • the compound can be used without it.
  • the cyclic dinucleotide analog of the present invention includes not only the compound itself but also a solvate thereof.
  • Solvents that can form solvates with the cyclic dinucleotide analogs of the present invention are not limited and include, for example, methanol, ethanol, 2-propanol (isopropyl alcohol), dimethyl sulfoxide (DMSO), acetic acid, ethanol Organic solvents such as amines or ethyl acetate, or water are preferred.
  • the cyclic dinucleotide analog of the present invention is in the form of a solvate with the above-mentioned solvent, the stability in vivo, the permeability to the cell membrane for migration into the target cell, and the binding force to the complementary strand are substantially increased.
  • the compound can be used without lowering.
  • the cyclic dinucleotide analog of the present invention includes not only the compound itself but also a protected derivative thereof.
  • Protecting groups that can form a protected derivative of the cyclic dinucleotide analog of the present invention include, but are not limited to, substituted carbamoyl (eg, diphenylcarbamoyl), acetyl (Ac), benzoyl (Bz), silyl ( For example, tert-butyldimethylsilyl (TBDMS), triisopropylsilyl (TIPS), tert-butyldiphenylsilyl (TBDPS), trimethylsilyl (TMS) or triisopropylsilyl (TIPS)), acetonide, tert-butyl, or trityl are preferred.
  • the cyclic dinucleotide analog of the present invention is in the form of a protected derivative having the above-mentioned protecting group, it is possible to prevent an undesirable reaction from
  • the present invention also relates to a method for producing a cyclic dinucleotide analog.
  • X a , X b , R a1 and R b1 are as defined above.
  • X a , X b , R a1 and R b1 may each independently be a protected form having one or more protecting groups. That is, in the present invention, the compound represented by the formula (Ia) and the compound represented by (Ib) include not only the compound itself but also a protected derivative form thereof.
  • R a2 is an azide and R a3 is ethynyl, or R a2 is ethynyl and R a3 is an azide.
  • R b2 is an azide and R b3 is ethynyl, or R b2 is ethynyl and R b3 is an azide.
  • L a1 and La 2 and L b1 and L b2 are each independently a divalent hydrocarbon group which may have a direct bond or a hetero atom.
  • L a1 and L a2 and L b1 and L b2 are each independently a direct bond, substituted or unsubstituted linear or branched C 1 to C 6 alkylene, substituted or unsubstituted linear or branched.
  • C 2 ⁇ C 6 alkenylene Edakusari substituted or unsubstituted straight or branched C 2 ⁇ C 6 alkynylene, substituted or unsubstituted C 3 ⁇ C 6 cycloalkylene, substituted or unsubstituted C 4 ⁇ C 6 cycloalkenylene (wherein said alkylene, alkenylene, alkynylene, cycloalkylene and cycloalkenylene may have 1 to 3 heteroatoms selected from oxygen atom, nitrogen atom and sulfur atom), substituted or non-substituted Preferably it is a substituted C 6 -C 15 heterocyclylene, a substituted or unsubstituted C 6 -C 15 arylene, or a substituted or unsubstituted C 6 -C 15 heteroarylene, directly bonded or substituted or unsubstituted Linear or branched And more preferably of C 1 ⁇ C 6 alkylene.
  • the substituent is preferably selected from the substituents listed above.
  • L a1 and L a2 and L b1 and L b2 are each independently a direct bond or a substituted or unsubstituted linear or branched C 1 -C 6 alkylene, It is possible to reduce distortion of a reaction intermediate formed with a medium ring structure. For this reason, the yield of the resulting cyclic dinucleotide analog can be improved.
  • L a1 and L a2 and L b1 and L b2 are a direct bond when they are bonded to the nitrogen atom of azide contained in R a2 or R a3 or R b2 or R b3 , and the ethynyl carbon atom When it is bonded, methylene is particularly preferable. In this case, distortion of the intermediate intermediate structure reaction intermediate formed in the reaction process of this step can be reduced. For this reason, the yield of the resulting cyclic dinucleotide analog can be improved.
  • La1 is a direct bond
  • Ra2 is an azide
  • La2 is methylene
  • Ra3 is ethynyl
  • L b1 is a direct bond
  • R b2 is azido
  • L b2 is methylene
  • R b3 is ethynyl
  • a ligation reaction in a reaction system containing a compound represented by formula (Ia) and a compound represented by formula (Ib) at a concentration of 1 to 50 mM.
  • concentration of the compound represented by formula (Ia) and the compound represented by formula (Ib) in the reaction system is more preferably in the range of 1 to 25 ⁇ mM, and more preferably in the range of 1 to 10 ⁇ mM. Is particularly preferred, and it is particularly preferred that it is 10 ⁇ m.
  • the concentration means the concentration of the compound at the time when the ligation reaction of the compound represented by the formula (Ia) and the compound represented by the formula (Ib) is started.
  • the compound represented by formula (Ia) and the compound represented by formula (Ib) are preferably subjected to a ligation reaction in a reaction system in the presence of a catalyst.
  • a catalyst include a combination of divalent copper and a reducing agent, a combination of zerovalent copper and divalent copper, a monovalent copper complex, and a ruthenium complex.
  • Examples of combinations of divalent copper and a reducing agent include, for example, a combination of copper sulfate (II) anhydride or hydrate and sodium ascorbate, a combination of copper acetate (II) and sodium ascorbate, copper chloride (II ) And sodium ascorbate, and a combination of copper sulfate anhydride or hydrate and tri (carboxyethyl) phosphine.
  • divalent copper is reduced by the reducing agent to produce monovalent copper in the reaction solution.
  • Examples of monovalent copper complexes include copper halide dimethyl sulfide complexes such as copper bromide dimethyl sulfide complex, and copper halides (I) such as copper bromide (I) and copper iodide (I). it can.
  • Examples of the ruthenium complex include divalent ruthenium complexes such as Ru (OAc) 2 (PPh 3 ) 2 , Cp * RuCl (PPh 3 ) 2 and Cp * RuCl (NBD).
  • a combination of divalent copper and a reducing agent is preferable, and a combination of copper (II) sulfate anhydride or hydrate and sodium ascorbate is more preferable.
  • the compound represented by the formula (Ia) and the compound represented by the formula (Ib) are preferably subjected to a ligation reaction in a reaction system in the presence of a solvent.
  • the solvent is a protic polar organic solvent such as tert-butanol, methanol or 2-propanol, an aprotic polar organic solvent such as dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), acetonitrile or pyridine, or their A combination is preferred.
  • a protic polar organic solvent such as tert-butanol, methanol or 2-propanol
  • an aprotic polar organic solvent such as dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), acetonitrile or pyridine, or their A combination is preferred.
  • the compound represented by the formula (Ia) and the compound represented by the formula (Ib) are preferably subjected to a ligation reaction in a reaction system in the presence of a base.
  • the base is preferably tris (benzyltriazolylmethyl) amine (TBTA) or tris (2-benzimidazolylmethyl) amine, more preferably TBTA.
  • the temperature for the ligation reaction between the compound represented by formula (Ia) and the compound represented by formula (Ib) is preferably in the range of 20 to 80 ° C., and in the range of 50 to 60 ° C. More preferably.
  • the reaction time is preferably in the range of 2 to 48 hours, more preferably in the range of 6 to 24 hours.
  • the cyclic dinucleotide analog of the present invention having a structure in which two nucleoside moieties are linked by two linking groups to form a cyclic structure is preferentially formed.
  • this step is performed at a temperature of 50 ° C. or higher, the catalyst described above can be substantially dissolved in the reaction system. For this reason, the yield of the cyclic dinucleotide analog obtained as a result can be improved by implementing this process on the said conditions.
  • the compound represented by the formula (Ia) and the compound represented by the formula (Ib) are the same compound.
  • the cyclic dinucleotide analog formed in this step is a homodimer composed of the same nucleoside moiety.
  • the compound represented by the formula (Ia) and the compound represented by the formula (Ib) used in this step may be prepared by purchasing a previously synthesized compound, for example, Patent Document 3 or You may prepare by synthesize
  • the cyclic dinucleotide analog of the present invention is more stable in vivo than the natural cyclic dinucleotide, while maintaining structural similarity with the corresponding natural cyclic dinucleotide.
  • the cell membrane permeability for transferring into the target cell and the binding force to the complementary strand can be remarkably improved. Therefore, by using the cyclic dinucleotide analog of the present invention and the method for producing the same, a bacterial infection preventive or therapeutic agent against bacteria such as plague, cholera, and salmonella, an immune response activator, an anticancer agent, etc. It becomes possible to provide a new medicine.
  • ⁇ II Synthesis of Triazole-Linked Cyclic Bis (3'-5 ') Diguanylate Derivatives (1)> Guanosine derivative (1) (49.5 mg, 124 ⁇ mol), copper (II) sulfate pentahydrate (3.13 mg, 12.5 ⁇ mol), sodium ascorbate (24.6 mg, 124 ⁇ mol) and tris (benzyltriazolylmethyl) amine (6.56) mg, 12.3 ⁇ mol) of tert-butanol / DMF (volume ratio 1: 2, 13 ml) was stirred at 50 ° C. for 21 hours. Thereafter, the solvent was distilled off from the reaction solution under reduced pressure.

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Abstract

　天然型環状ジヌクレオチドの類縁体である人工環状ヌクレオシド連結体において、天然型との構造類似性を維持しつつ、化学的安定性及び脂溶性を向上させる手段を提供する。本発明は、プリン塩基又はピリミジン塩基を含む2個のヌクレオシド部分と、1,2,3-トリアゾール環を含み、該2個のヌクレオシド部分を互いに連結して環状構造を形成する2個の連結基とを有する環状ジヌクレオチド類縁体に関する。

Description

トリアゾール連結型環状ジヌクレオチド類縁体
　本発明は、トリアゾール連結型環状ジヌクレオチド類縁体に関する。
　環状ジヌクレオチドは、細菌のセカンドメッセンジャーとして機能する天然生理活性物質である。例えば、細菌由来環状ジヌクレオチドである、環状ビス（3’-5’）ジグアニル酸（c-di-GMP）は、ペスト菌、コレラ菌及びサルモネラ菌等のバイオフィルム生合成並びに運動性を制御する生理活性を有する。近年、c-di-GMPのような特定の環状ジヌクレオチドが、哺乳類の免疫応答を活性化し得ることが見出された。このため、医学又は生物科学分野における環状ジヌクレオチドの利用が期待されている（非特許文献1及び2）。
　環状ジヌクレオチドの新規用途を開発するためには、環状ジヌクレオチドを低コストで大量合成し得る技術が必要とされる。例えば、特許文献1は、ジヌクレオチドの分子内環化反応により、環状ビス（3’-5’）ジヌクレオチドを効率的に収率よく合成する方法を記載する。
　環状ジヌクレオチドのような天然型ヌクレオチドは、塩基とアルドペントース型の糖とからなる複数のヌクレオシドが、糖の水酸基部分に形成されたリン酸ジエステル結合を介して互いに連結された構造を有する。前記の構造的特徴に起因して、天然型ヌクレオチドは、生体内に存在する加水分解酵素に対するリン酸ジエステル結合部分の安定性が低い。また、塩基部分、糖部分及びリン酸ジエステル結合部分のいずれも脂溶性が低い極性基であるため、天然型ヌクレオチドは、標的細胞内に移行するための細胞膜透過性が低い。これらの性質は、天然型ヌクレオチドを医薬用途に応用する際に、大きな問題となる。
　前記の問題に対し、天然型ヌクレオチドのリン酸ジエステル結合部分を化学的により安定な基に置換した天然型ヌクレオチドの類縁体又はミミックである、人工ヌクレオシド連結体が開発された。例えば、特許文献2は、複数のリガンドを有するポリアミド骨格を含む化合物であって、前記複数のリガンドは、前記骨格中に位置する窒素原子と個別に結合し、前記リガンドの少なくとも1つは天然核酸塩基、非天然核酸塩基、DNAインターカレーター又は核酸塩基結合基である、前記化合物を記載する。当該文献に記載の化合物は、ヌクレオチドのリン酸ジエステル結合部分をペプチド鎖に置換したペプチド核酸（PNA）を包含する。
　特許文献3は、糖とピリミジン塩基又はプリン塩基とがグリコシド結合してなる糖－塩基部が複数結合したヌクレオシド誘導体であって、該糖－塩基部が1,2,3-トリアゾール環を含む有機基を介して結合した構造を含む、前記ヌクレオシド誘導体を記載する。
　天然型環状ジヌクレオチドの類縁体である人工環状ヌクレオシド連結体として、例えば、非特許文献3は、c-di-GMPのリン酸ジエステル結合部分の一方をモノホスホロチオ酸ジエステル基に置換したc-di-GMP類縁体を記載する。
国際公開第2005/005450号 国際公開第92/20702号 特開2007-204367号公報
兵藤守ら、有機合成化学協会誌（2006）、第64巻、第4号、p. 359-370 吉岡資郎、化学（2012）、第67巻、第5号、p. 61-62 Hyodo, M.ら, Tetrahedron (2006), 第62巻, p. 3089-3094
　前記のように、天然型環状ジヌクレオチドの類縁体である人工環状ヌクレオシド連結体は知られている。しかしながら、人工環状ヌクレオシド連結体を医薬用途に応用するためには、天然型環状ジヌクレオチドとの構造類似性を維持しつつ、化学的安定性及び脂溶性をさらに向上させる必要がある。
　それ故、本発明は、天然型環状ジヌクレオチドの類縁体である人工環状ヌクレオシド連結体において、天然型との構造類似性を維持しつつ、化学的安定性及び脂溶性を向上させる手段を提供することを目的とする。
　本発明者は、前記課題を解決するための手段を種々検討した結果、天然型環状ジヌクレオチドの2個のリン酸ジエステル結合部分を、アジドとエチニルの付加環化反応によって形成される1,2,3-トリアゾール環を含む連結基に置換することにより、化学的安定性及び脂溶性を向上し得ることを見いだし、本発明を完成した。
　すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
　（1）　プリン塩基又はピリミジン塩基を含む2個のヌクレオシド部分と、1,2,3-トリアゾール環を含み、該2個のヌクレオシド部分を互いに連結して環状構造を形成する2個の連結基とを有する環状ジヌクレオチド類縁体。
　（2）　式（I）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 ［式中、
Xa及びXbは、それぞれ独立して、プリン塩基及びピリミジン塩基から選択され、
Y1及びY2は、それぞれ独立して、1,2,3-トリアゾール環を含む二価の基であり、
Ra1及びRb1は、それぞれ独立して、ヒドロキシル又はその保護形態である］
で表される環状ジヌクレオチド類縁体。
　（3）　Y1及びY2が、それぞれ独立して、以下の式（Y-I）～（Y-IV）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 ［式中、
*aは、Xaを含むヌクレオシド部分との結合位置を示し、
*bは、Xbを含むヌクレオシド部分との結合位置を示し、
Za及びZbは、それぞれ独立して、直接結合又はヘテロ原子を有していてもよい二価の炭化水素基である］
からなる群より選択される、前記（2）に記載の環状ジヌクレオチド類縁体。
　（4）　Xa及びXbが同一の塩基であり、並びにY1が式（Y-I）若しくは式（Y-III）であり且つY2が式（Y-II）若しくは式（Y-IV）であるか、又はY1が式（Y-II）若しくは式（Y-IV）であり且つY2が式（Y-I）若しくは式（Y-III）である、前記（2）又は（3）に記載の環状ジヌクレオチド類縁体。
　（5）　式（Ia）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 ［式中、
Xa及びRa1は、前記（2）と同義であり、
La1及びLa2は、それぞれ独立して、直接結合又はヘテロ原子を有していてもよい二価の炭化水素基であり、
Ra2は、アジドであり、且つRa3は、エチニルであるか、又は
Ra2は、エチニルであり、且つRa3は、アジドである］
で表される化合物と、式（Ib）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 ［式中、
Xb及びRb1は、前記（2）と同義であり、
Lb1及びLb2は、それぞれ独立して、直接結合又はヘテロ原子を有していてもよい二価の炭化水素基であり、
Rb2は、アジドであり、且つRb3は、エチニルであるか、又は
Rb2は、エチニルであり、且つRb3は、アジドである］
で表される化合物とを連結反応させて、環状構造を形成する環状構造形成工程；
を含む、前記（2）～（4）のいずれかに記載の環状ジヌクレオチド類縁体の製造方法。
　（6）　式（Ia）で表される化合物と式（Ib）で表される化合物とが同一の化合物である、前記（5）に記載の方法。
　本発明により、天然型環状ジヌクレオチドの類縁体である人工環状ヌクレオシド連結体において、天然型との構造類似性を維持しつつ、化学的安定性及び脂溶性を向上させる手段を提供することが可能となる。
　本明細書は、本願の優先権の基礎である日本国特許出願第2013-001994号の明細書及び／又は図面に記載される内容を包含する。
図1は、トリアゾール修飾型－親水性相互作用クロマトグラフィー（HILIC）カラムを接続したHPLCを用いた化合物（5）の分析HPLCクロマトグラムを示す図である。 図2は、トリアゾール修飾型－親水性相互作用クロマトグラフィー（HILIC）カラムを接続したHPLCを用いた化合物（8）の分析HPLCクロマトグラムを示す図である。
＜1. 環状ジヌクレオチド類縁体＞
　本発明は、環状ジヌクレオチド類縁体に関する。
　本発明の環状ジヌクレオチド類縁体は、プリン塩基又はピリミジン塩基を含む2個のヌクレオシド部分と、該2個のヌクレオシド部分を互いに連結して環状構造を形成する2個の連結基とを有することが必要である。本発明の環状ジヌクレオチド類縁体は、プリン塩基又はピリミジン塩基を含む2個のヌクレオシドが、2個の連結基によって環状構造を形成するように連結された環状ヌクレオシド連結体である。
　本明細書において、「プリン塩基」は、プリン核を有する塩基性化合物又はその9-位窒素原子上の水素原子を除去した1価の基を意味する。プリン塩基としては、限定するものではないが、例えば、アデニン及びグアニン等のプリン核酸塩基、並びにこれらの誘導体を挙げることができる。本明細書において、「ピリミジン塩基」は、ピリミジン核を有する塩基性化合物又はその1-位窒素原子上の水素原子を除去した1価の基を意味する。ピリミジン塩基としては、限定するものではないが、例えば、ウラシル、シトシン及びチミン等のピリミジン核酸塩基、並びにこれらの誘導体を挙げることができる。ピリミジン核酸塩基及びプリン核酸塩基の誘導体としては、限定するものではないが、例えば、ウラシル、シトシン、チミン、アデニン又はグアニンのハロゲン化誘導体及び脱アミノ誘導体、前記化合物の酸素原子が硫黄原子に置換された誘導体、ピリミジンのC-5位修飾塩基、プリンのC-7位修飾塩基、並びに環拡張型修飾塩基等を挙げることができる。
　例えば、プリン核酸塩基及びその誘導体としては、以下の式で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
　式中、D1は、酸素原子又は硫黄原子であり、D2は、ヒドロキシル又はアミノであり、E1及びE2は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン、シアノ、アルキル、アルケニル又はアルキニルである。この場合、プリン核酸塩基及びその誘導体は、9-位の窒素原子を介してヌクレオシド部分の糖の1-位の炭素原子と結合する。
　前記化合物に包含されるプリン核酸塩基及びその誘導体としては、例えば、ヒポキサンチンのような脱アミノグアニン誘導体、8-フルオログアニン、8-ブロモグアニン及び8-ヨードグアニンのようなハロゲン化グアニン誘導体等の、グアニンの誘導体；8-フルオロアデニン、8-ブロモアデニン及び8-ヨードアデニンのようなハロゲン化アデニン誘導体、並びに1,N6-エテノアデニン等の、アデニンの誘導体を挙げることができる。
　例えば、ピリミジン核酸塩基及びその誘導体としては、以下の式で表される化合物を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
　式中、D3及びD4は、それぞれ独立して、酸素原子又は硫黄原子であり、D5は、ヒドロキシル又はアミノであり、D6は、水素原子、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ又はアミノアルコキシであり、E3は、水素原子、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル又はアルコキシである。この場合、ピリミジン核酸塩基及びその誘導体は、1-位の窒素原子を介してヌクレオシド部分の糖の1-位の炭素原子と結合する。
　前記化合物に包含されるピリミジン核酸塩基及びその誘導体としては、例えば、5-フルオロウラシル、5-ブロモウラシル及び5-ヨードウラシルのようなハロゲン化ウラシル誘導体、2-チオウラシル、4-チオウラシル及び2,4-ジチオウラシルのような酸素原子に代えて硫黄原子を有するウラシル誘導体、5-メチルウラシル、5-ビニルウラシル、並びに5-エチニルウラシル等の、ウラシルの誘導体；5-フルオロシトシン、5-ブロモシトシン及び5-ヨードシトシンのようなハロゲン化シトシン誘導体、5-エチニルシトシンのようなアルキニルを有するシトシン誘導体等の、シトシンの誘導体を挙げることができる。
　本明細書において、「アルキル」は、特定の数の炭素原子を含む、直鎖又は分枝鎖の脂肪族炭化水素基を意味する。例えば、「C1～C6アルキル」は、少なくとも1個且つ多くても6個の炭素原子を含む、直鎖又は分枝鎖の炭化水素鎖を意味する。好適なアルキルとしては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t-ブチル、ペンチル及びヘキシル等の直鎖又は分枝鎖のC1～C6アルキルを挙げることができる。また、本明細書において、「アルキレン」は、前記アルキルの1個の水素原子が取り除かれた2価の基を意味する。好適なアルキレンとしては、例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、イソブチレン、t-ブチレン、ペンチレン及びヘキシレン等の直鎖又は分枝鎖のC1～C6アルキレンを挙げることができる。
　本明細書において、「アルケニル」は、前記アルキルの1個以上のC-C単結合が二重結合に置換された基を意味する。好適なアルケニルとしては、例えば、ビニル、アリル、プロペニル、イソプロペニル、2-メチル-1-プロペニル、2-メチルアリル、3-ブテニル、4-ペンテニル、5-ヘキセニル及び1,3-ブタンジエニル等の直鎖又は分枝鎖のC2～C6アルケニルを挙げることができる。また、本明細書において、「アルケニレン」は、前記アルケニルの1個の水素原子が取り除かれた2価の基を意味する。好適なアルケニレンとしては、例えば、ビニレン、プロペニレン、イソプロペニレン、2-メチル-1-プロペニレン、3-ブテニレン、4-ペンテニレン、5-ヘキセニレン及び1,3-ブタジエニレン等の直鎖又は分枝鎖のC2～C6アルケニレンを挙げることができる。
　本明細書において、「アルキニル」は、前記アルキルの1個以上のC-C単結合が三重結合に置換された基を意味する。好適なアルキニルとしては、例えば、エチニル、2-プロピニル、2-ブチニル、2-ペンチニル、2-ヘキシニル及び2-ペンテン-4-イニル等の直鎖又は分枝鎖のC2～C6アルキニルを挙げることができる。また、本明細書において、「アルキニレン」は、前記アルキニルの1個の水素原子が取り除かれた2価の基を意味する。
　本明細書において、「シクロアルキル」は、特定の数の炭素原子を含む、脂環式アルキルを意味する。例えば、「C3～C6シクロアルキル」は、少なくとも3個且つ多くても6個の炭素原子を含む、環式の炭化水素基を意味する。好適なシクロアルキルは、限定するものではないが、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル及びシクロヘキシル等を挙げることができる。また、本明細書において、「シクロアルキレン」は、前記シクロアルキルの1個の水素原子が取り除かれた2価の基を意味する。
　本明細書において、「シクロアルケニル」は、前記シクロアルキルの１個以上のC-C単結合が二重結合に置換された基を意味する。好適なシクロアルケニルは、限定するものではないが、例えばシクロブテニル、シクロペンテニル及びシクロヘキセニル等を挙げることができる。また、本明細書において、「シクロアルケニレン」は、前記シクロアルケニルの1個の水素原子が取り除かれた2価の基を意味する。
　本明細書において、「ヘテロシクリル」は、前記シクロアルキル又はシクロアルケニルの1個以上の炭素原子が、それぞれ独立して窒素原子（N）、硫黄原子（S）及び酸素原子（O）から選択されるヘテロ原子に置換された基を意味する。この場合において、N又はSによる置換は、それぞれN-オキシド又はSのオキシド若しくはジオキシドによる置換を包含する。好適なヘテロシクリルは、限定するものではないが、例えばピロリジニル、テトラヒドロフラニル、ジヒドロフラニル、テトラヒドロチエニル、テトラヒドロピラニル、ジヒドロピラニル、テトラヒドロチオピラニル、ピペリジニル、モルホリニル、チオモルホリニル及びピペラジニル等を挙げることができる。また、本明細書において、「ヘテロシクリレン」は、前記ヘテロシクリルの1個の水素原子が取り除かれた2価の基を意味する。
　本明細書において、「アリール」は、6～15の炭素原子数を有する芳香環基を意味する。好適なアリールは、限定するものではないが、例えばフェニル、ビフェニル、ナフチル及びアントリル（アントラセニル）等を挙げることができる。また、本明細書において、「アリーレン」は、前記アリールの1個の水素原子が取り除かれた2価の基を意味する。
　本明細書において、「アリールアルキル」は、前記アルキルの水素原子の1個が前記アリールに置換された基を意味する。好適なアリールアルキルは、限定するものではないが、例えばベンジル、1-フェネチル及び2-フェネチル等を挙げることができる。
　本明細書において、「アリールアルケニル」は、前記アルケニルの水素原子の1個が前記アリールに置換された基を意味する。好適なアリールアルケニルは、限定するものではないが、例えばスチリル等を挙げることができる。
　本明細書において、「ヘテロアリール」は、前記アリールの1個以上の炭素原子が、それぞれ独立して窒素原子（N）、硫黄原子（S）及び酸素原子（O）から選択されるヘテロ原子に置換された基を意味する。この場合において、N又はSによる置換は、それぞれN-オキシド又はSのオキシド若しくはジオキシドによる置換を包含する。好適なヘテロアリールは、限定するものではないが、例えばフラニル、チエニル（チオフェンイル）、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、オキサジアゾリル、チアジアゾリル、イソチアゾリル、ピリジル、ピリダジニル、ピラジニル、ピリミジニル、キノリニル、イソキノリニル及びインドリル等を挙げることができる。また、本明細書において、「ヘテロアリーレン」は、前記ヘテロアリールの1個の水素原子が取り除かれた2価の基を意味する。
　本明細書において、「ヘテロアリールアルキル」は、前記アルキルの水素原子の1個が前記ヘテロアリールに置換された基を意味する。
　本明細書において、「アシル」は、前記で説明した基から選択される1価基とカルボニルとが連結した基を意味する。好適なアシルは、限定するものではないが、例えばアセチル、プロピオニル及びベンゾイル等を挙げることができる。
　本明細書において、「アルコキシ」は、前記アルキル、アルケニル又はアルキニルの1個以上の水素原子が酸素原子に置換された基を意味する。好適な直鎖又は分枝鎖のC1～C6アルコキシとしては、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ及びイソブトキシ等を挙げることができる。
　本明細書において、「アミノアルコキシ」は、前記アルコキシの1個以上の水素原子がアミノ基に置換された基を意味する。好適な直鎖又は分枝鎖のアミノC1～C6アルコキシとしては、アミノメトキシ、2-アミノエトキシ及び3-アミノプロポキシ等を挙げることができる。
　本明細書において、「ハロゲン」は、フッ素、臭素、ヨウ素又は塩素を意味する。好適なハロゲンとしては、例えば、フッ素、臭素又はヨウ素を挙げることができる。
　本明細書において、「ヘテロ原子」は、酸素原子（O）、窒素原子（N）、硫黄原子（S）、ケイ素原子（Si）又はリン原子（P）を意味する。
　前記で説明した基は、それぞれ独立して、非置換であるか、或いは1個若しくは複数のハロゲン、OH、NQ1Q2（Q1及びQ2は、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシル、アルキル、アルケニル若しくはアルキニルである）、NO2、C(O)Q3（Q3は水素、ヒドロキシル、NH2若しくは前記で説明した基から選択される1価基である）、又は前記で説明した基から選択される1価基によってさらに置換することもできる。
　本明細書において、「保護基」は、望ましくない反応の進行を防止するために、特定の官能基に導入される基であって、特定の反応条件において定量的に除去され、且つそれ以外の反応条件においては実質的に安定、即ち反応不活性である基を意味する。本明細書において、「保護（化）」及び「脱保護（化）」は、それぞれ官能基に保護基を導入すること、及び保護基を定量的に除去することを意味する。また、本明細書において、「保護形態」は、1個又は複数の官能基に保護基が導入された形態を意味し、「保護誘導体」は、特定の化合物において、1個又は複数の官能基に保護基が導入された誘導体、すなわち保護形態の基を有する該化合物の誘導体を意味する。保護誘導体は、以下で説明する保護化を実施することによって調製してもよく、予め所望の保護基が導入されている市販の保護誘導体を用いてもよい。
　例えば、酸性条件下において安定で、且つアルカリ処理で脱保護されるヒドロキシル基又はアミノ基の保護基としては、限定するものではないが、例えば、アセチル（Ac）、ベンゾイル（Bz）、並びにtert-ブチルジメチルシリル（TBDMS）、トリイソプロピルシリル（TIPS）及びtert-ブチルジフェニルシリル（TBDPS）のようなシリルを挙げることができる。前記保護基による保護化は、例えば、トリエチルアミン又はピリジンのような有機塩基存在下、無水酢酸、塩化ベンゾイル又は塩化シランのような保護化試薬と反応させることにより実施することができる。また、前記保護基の脱保護化は、メタノール又は水のような溶媒中、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム又はアンモニアのようなアルカリで処理することにより実施することができる。
　例えば、酸性条件下において安定で、且つ脱シリル化条件で脱保護される末端アルキン（例えばエチニル）の保護基としては、限定するものではないが、例えば、トリメチルシリル（TMS）及びトリイソプロピルシリル（TIPS）のようなシリルを挙げることができる。前記保護基の脱保護化は、テトラヒドロフラン（THF）のような非プロトン性極性溶媒中、テトラブチルアンモニウムフルオリド又は強塩基のような試薬と反応させることにより実施することができる。なお、本明細書において、「脱シリル化条件」は、前記で説明したような、シリルの脱保護化を実施するための反応条件を意味する。
　塩基性条件下において安定で、且つ酸処理によって脱保護されるヒドロキシル基の保護基としては、限定するものではないが、例えば、アセトニド、tert-ブチル及びトリチルを挙げることができる。前記の保護基による保護化は、例えば、硫酸又は塩酸のような酸存在下、アセトン又はイソブテンと反応させることにより、或いはトリエチルアミン又はピリジンのような有機塩基存在下、塩化トリチルと反応させることにより実施することができる。また、かかる保護基の脱保護化は、水性溶媒中、トリフルオロ酢酸（TFA）のような酸と反応させることにより実施することができる。
　本発明の環状ジヌクレオチド類縁体において、前記連結基は、1,2,3-トリアゾール環を含むことが必要である。前記連結基において、1,2,3-トリアゾール環は、ヌクレオシド部分の糖と直接結合するように配置されていてもよく、ヘテロ原子を有していてもよい二価の炭化水素基を介してヌクレオシド部分の糖と結合するように配置されていてもよい。
　本発明者らは、天然型ヌクレオチドのリン酸ジエステル結合部分を1,2,3-トリアゾール環を含む連結基に置換した人工ヌクレオシド連結体の合成において、3’-位にアジドを、5’-位にエチニルを、それぞれ有するヌクレオシド中間体を用いて、所定の条件下で環化付加反応を行うと、2分子のヌクレオシド中間体が1,2,3-トリアゾール環を含む2個の連結基で連結された構造を有する環状ジヌクレオチド類縁体が形成されることを見出した。従来、2分子のヌクレオシド中間体が1,2,3-トリアゾール環を含む1個の連結基で連結された構造を有するヌクレオシド誘導体は、分子が剛直であるため、歪みの生じる中員環構造を安定に形成し得ないと考えられた。実際に、前記ヌクレオシド中間体を用いて環化付加反応を行うと、ヌクレオシド中間体が直鎖状に連結された構造を有する直鎖状ヌクレオシド誘導体が優先的に形成される（特許文献3）。環化付加反応の反応条件を最適化することにより、歪みの生じる中員環構造を有する環状ジヌクレオチド類縁体を形成し得ることは、本発明者らが見出した新規な知見である。
　天然型環状ジヌクレオチドのリン酸ジエステル結合部分を別の連結基に置換した人工環状ヌクレオシド連結体としては、非特許文献3に記載の化合物が知られている。しかしながら、非特許文献3に記載の化合物の製造方法の場合、合成工程が複雑であり、製造コストが増大する可能性がある。また、モノホスホロチオ酸ジエステル結合は、加水分解酵素によって加水分解され得る。このため、非特許文献3に記載のc-di-GMP類縁体は、生体内に存在する加水分解酵素に対する安定性が低くなる可能性がある。さらに、モノホスホロチオ酸ジエステル結合は、リン酸ジエステル結合と実質的に同程度の極性を有する。このため、標的細胞内に移行するための細胞膜透過性が低くなる可能性がある。これに対し、本発明の環状ジヌクレオチド類縁体に含まれる、1,2,3-トリアゾール環を含む連結基は、リン酸ジエステル結合及びモノホスホロチオ酸ジエステル結合と異なり、核酸加水分解酵素によって分解されない。このため、本発明の環状ジヌクレオチド類縁体は、天然型環状ジヌクレオチドと比較して、生体内における安定性を向上させることができる。また、1,2,3-トリアゾール環は無電荷であるため、1,2,3-トリアゾール環を含む連結基は、脂溶性が高いだけでなく、静電相互作用が低い。それ故、本発明の環状ジヌクレオチド類縁体は、天然型環状ジヌクレオチドと比較して、標的細胞内に移行するための細胞膜透過性及び相補鎖に対する結合力を向上させることができる。
　一態様において、本発明の環状ジヌクレオチド類縁体は、
　式（I）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 で表される。
　前記式において、Xa及びXbは、それぞれ独立して、プリン塩基及びピリミジン塩基から選択される。Xa及びXbは、それぞれ独立して、アデニン及びグアニン等のプリン核酸塩基、及びこれらの誘導体、並びに、ウラシル、シトシン及びチミン等のピリミジン核酸塩基、及びこれらの誘導体からなる群より選択されることが好ましい。
　前記式において、Y1及びY2は、それぞれ独立して、1,2,3-トリアゾール環を含む二価の基である。Y1及びY2は、1,2,3-トリアゾール－ジイル、或いは1,2,3-トリアゾール－ジイルを含む、置換又は非置換の直鎖若しくは分枝鎖のC1～C6アルキレン、置換又は非置換の直鎖若しくは分枝鎖のC2～C6アルケニレン、置換又は非置換の直鎖若しくは分枝鎖のC2～C6アルキニレン、置換又は非置換のC3～C6シクロアルキレン、置換又は非置換のC4～C6シクロアルケニレン（前記アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、シクロアルキレン及びシクロアルケニレンは、酸素原子、窒素原子及び硫黄原子から選択される1～3個のヘテロ原子を有していてもよい）、置換又は非置換のC6～C15ヘテロシクリレン、置換又は非置換のC6～C15アリーレン、又は置換又は非置換のC6～C15ヘテロアリーレンであることが好ましく、1,2,3-トリアゾール－ジイルを含む、置換又は非置換の直鎖若しくは分枝鎖のC1～C6アルキレンであることがより好ましい。前記の基が置換されている場合、該置換基は、前記で挙げた置換基から選択されることが好ましい。Y1及びY2が、1,2,3-トリアゾール－ジイルを含む、置換又は非置換の直鎖若しくは分枝鎖のC1～C6アルキレンである場合、本発明の環状ジヌクレオチド類縁体の中員環構造の歪みを軽減することができる。
　前記式において、Ra1及びRb1は、それぞれ独立して、ヒドロキシル又はその保護形態である。ヒドロキシルの保護形態としては、アセチル（Ac）、ベンゾイル（Bz）、又はtert-ブチルジメチルシリル（TBDMS）、トリイソプロピルシリル（TIPS）若しくはtert-ブチルジフェニルシリル（TBDPS）のようなシリルが好ましい。
　Y1及びY2は、それぞれ独立して、以下の式（Y-I）～（Y-IV）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 からなる群より選択されることが好ましい。
　前記式において、*aは、Xaを含むヌクレオシド部分との結合位置を示し、*bは、Xbを含むヌクレオシド部分との結合位置を示す。
　前記式において、Za及びZbは、それぞれ独立して、直接結合又はヘテロ原子を有していてもよい二価の炭化水素基である。Za及びZbは、それぞれ独立して、直接結合、置換又は非置換の直鎖若しくは分枝鎖のC1～C6アルキレン、置換又は非置換の直鎖若しくは分枝鎖のC2～C6アルケニレン、置換又は非置換の直鎖若しくは分枝鎖のC2～C6アルキニレン、置換又は非置換のC3～C6シクロアルキレン、置換又は非置換のC4～C6シクロアルケニレン（前記アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、シクロアルキレン及びシクロアルケニレンは、酸素原子、窒素原子及び硫黄原子から選択される1～3個のヘテロ原子を有していてもよい）、置換又は非置換のC6～C15ヘテロシクリレン、置換又は非置換のC6～C15アリーレン、又は置換又は非置換のC6～C15ヘテロアリーレンであることが好ましく、直接結合又は置換若しくは非置換の直鎖若しくは分枝鎖のC1～C6アルキレンであることがより好ましい。前記の基が置換されている場合、該置換基は、前記で挙げた置換基から選択されることが好ましい。Za及びZbが、それぞれ独立して、直接結合又は置換若しくは非置換の直鎖若しくは分枝鎖のC1～C6アルキレンである場合、本発明の環状ジヌクレオチド類縁体の中員環構造の歪みを軽減することができる。
　Za及びZbは、1,2,3-トリアゾール環の窒素原子と結合している場合には直接結合であり、1,2,3-トリアゾール環の炭素原子と結合している場合にはメチレンであることが特に好ましい。この場合、本発明の環状ジヌクレオチド類縁体の中員環構造の歪みを特に軽減することができる。
　Xa及びXbが同一の塩基であり、並びにY1が式（Y-I）若しくは式（Y-III）であり且つY2が式（Y-II）若しくは式（Y-IV）であるか、又はY1が式（Y-II）若しくは式（Y-IV）であり且つY2が式（Y-I）若しくは式（Y-III）であることが好ましい。この場合、式（I）で表される環状ジヌクレオチド類縁体は、同一のヌクレオシド部分からなるホモ二量体となる。
　本発明の環状ジヌクレオチド類縁体は、以下の式で表される化合物から選択されることが特に好ましい。この場合、本発明の環状ジヌクレオチド類縁体は、対応する天然型環状ジヌクレオチドとの構造類似性を維持しつつ、該天然型環状ジヌクレオチドと比較して、生体内における安定性、標的細胞内に移行するための細胞膜透過性及び相補鎖に対する結合力を顕著に向上させることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
　本発明の環状ジヌクレオチド類縁体は、該化合物自体だけでなく、その塩も包含する。本発明の環状ジヌクレオチド類縁体の塩の対イオンとしては、限定するものではないが、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン若しくはマグネシウムイオンのようなカチオン、又は塩化物イオン、臭化物イオン、ギ酸イオン、酢酸イオン、マレイン酸イオン、フマル酸イオン、安息香酸イオン、アスコルビン酸イオン、パモ酸イオン、コハク酸イオン、ビスメチレンサリチル酸イオン、メタンスルホン酸イオン、エタンジスルホン酸イオン、プロピオン酸イオン、酒石酸イオン、サリチル酸イオン、クエン酸イオン、グルコン酸イオン、アスパラギン酸イオン、ステアリン酸イオン、パルミチン酸イオン、イタコン酸イオン、グリコール酸イオン、p-アミノ安息香酸イオン、グルタミン酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、シクロヘキシルスルファミン酸イオン、メタンスルホン酸イオン、エタンスルホン酸イオン、イセチオン酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、p-トルエンスルホン酸イオン、ナフタレンスルホン酸イオン、リン酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、炭酸イオン、炭酸水素イオン又は過塩素酸イオンのようなアニオンが好ましい。本発明の環状ジヌクレオチド類縁体が前記の対イオンとの塩の形態である場合、生体内における安定性、標的細胞内に移行するための細胞膜透過性及び相補鎖に対する結合力を実質的に低下させることなく該化合物を使用することができる。
　本発明の環状ジヌクレオチド類縁体は、前記の化合物自体だけでなく、その溶媒和物も包含する。本発明の環状ジヌクレオチド類縁体と溶媒和物を形成し得る溶媒としては、限定するものではないが、例えば、メタノール、エタノール、2-プロパノール（イソプロピルアルコール）、ジメチルスルホキシド（DMSO）、酢酸、エタノールアミン若しくは酢酸エチルのような有機溶媒、又は水が好ましい。本発明の環状ジヌクレオチド類縁体が前記の溶媒との溶媒和物の形態である場合、生体内における安定性、標的細胞内に移行するための細胞膜透過性及び相補鎖に対する結合力を実質的に低下させることなく該化合物を使用することができる。
　本発明の環状ジヌクレオチド類縁体は、前記の化合物自体だけでなく、その保護誘導体も包含する。本発明の環状ジヌクレオチド類縁体の保護誘導体を形成し得る保護基としては、限定するものではないが、例えば、置換カルバモイル（例えば、ジフェニルカルバモイル）、アセチル（Ac）、ベンゾイル（Bz）、シリル（例えば、tert-ブチルジメチルシリル（TBDMS）、トリイソプロピルシリル（TIPS）、tert-ブチルジフェニルシリル（TBDPS）、トリメチルシリル（TMS）若しくはトリイソプロピルシリル（TIPS））、アセトニド、tert-ブチル、又はトリチルが好ましい。本発明の環状ジヌクレオチド類縁体が前記の保護基を有する保護誘導体の形態である場合、望ましくない反応の進行を防止することができる。
＜2. 環状ジヌクレオチド類縁体の製造方法＞
　本発明はまた、環状ジヌクレオチド類縁体の製造方法に関する。
［2-1. 環状構造形成工程］
　本発明の方法は、式（Ia）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 で表される化合物と、式（Ib）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 で表される化合物とを連結反応させて、環状構造を形成する環状構造形成工程を含むことが必要である。
　前記式（Ia）及び（Ib）において、Xa、Xb、Ra1及びRb1は、前記と同義である。また、Xa、Xb、Ra1及びRb1は、それぞれ独立して、1個又は複数の保護基を有する保護形態であってもよい。すなわち、本発明において、式（Ia）で表される化合物及び（Ib）で表される化合物は、前記の化合物自体だけでなく、その保護誘導体の形態も包含する。
　前記式（Ia）において、Ra2は、アジドであり、且つRa3は、エチニルであるか、又はRa2は、エチニルであり、且つRa3は、アジドであることが必要である。また、前記式（Ib）において、Rb2は、アジドであり、且つRb3は、エチニルであるか、又はRb2は、エチニルであり、且つRb3は、アジドであることが必要である。Ra2、Ra3、Rb2及びRb3が前記の条件を満たす場合、アジドとエチニルとの間の環化付加反応により、1,2,3-トリアゾール環を含む連結基が形成される。これにより、2個の連結基によって2個のヌクレオシド部分が環状構造を形成するように連結された構造を有する本発明の環状ジヌクレオチド類縁体を得ることができる。
　前記式（Ia）及び（Ib）において、La1及びLa2とLb1及びLb2とは、それぞれ独立して、直接結合又はヘテロ原子を有していてもよい二価の炭化水素基である。La1及びLa2とLb1及びLb2とは、それぞれ独立して、直接結合、置換又は非置換の直鎖若しくは分枝鎖のC1～C6アルキレン、置換又は非置換の直鎖若しくは分枝鎖のC2～C6アルケニレン、置換又は非置換の直鎖若しくは分枝鎖のC2～C6アルキニレン、置換又は非置換のC3～C6シクロアルキレン、置換又は非置換のC4～C6シクロアルケニレン（前記アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、シクロアルキレン及びシクロアルケニレンは、酸素原子、窒素原子及び硫黄原子から選択される1～3個のヘテロ原子を有していてもよい）、置換又は非置換のC6～C15ヘテロシクリレン、置換又は非置換のC6～C15アリーレン、又は置換又は非置換のC6～C15ヘテロアリーレンであることが好ましく、直接結合又は置換若しくは非置換の直鎖若しくは分枝鎖のC1～C6アルキレンであることがより好ましい。前記の基が置換されている場合、該置換基は、前記で挙げた置換基から選択されることが好ましい。La1及びLa2とLb1及びLb2とが、それぞれ独立して、直接結合又は置換若しくは非置換の直鎖若しくは分枝鎖のC1～C6アルキレンである場合、本工程の反応過程で形成される中員環構造の反応中間体の歪みを軽減することができる。このため、結果として得られる環状ジヌクレオチド類縁体の収量を向上させることができる。
　La1及びLa2とLb1及びLb2とは、Ra2若しくはRa3又はRb2若しくはRb3に含まれるアジドの窒素原子と結合している場合には直接結合であり、エチニルの炭素原子と結合している場合にはメチレンであることが特に好ましい。この場合、本工程の反応過程で形成される中員環構造の反応中間体の歪みを軽減することができる。このため、結果として得られる環状ジヌクレオチド類縁体の収量を向上させることができる。
　前記式（Ia）において、La1が直接結合であり、Ra2がアジドであり、La2がメチレンであり、Ra3がエチニルであることが特に好ましい。また、前記式（Ib）において、Lb1が直接結合であり、Rb2がアジドであり、Lb2がメチレンであり、Rb3がエチニルであることが特に好ましい。この場合、本工程の反応過程で形成される中員環構造の反応中間体の歪みを特に軽減することができる。このため、結果として得られる環状ジヌクレオチド類縁体の収量を特に向上させることができる。
　本工程において、式（Ia）で表される化合物と式（Ib）で表される化合物とを、それぞれ1～50 mMの濃度で含む反応系中で連結反応させることが好ましい。反応系中における式（Ia）で表される化合物及び式（Ib）で表される化合物の濃度は、それぞれ1～25 mMの範囲であることがより好ましく、1～10 mMの範囲であることが特に好ましく、10 mMであることがとりわけ好ましい。前記濃度は、式（Ia）で表される化合物及び式（Ib）で表される化合物の連結反応を開始する時点における該化合物の濃度を意味する。反応系中における式（Ia）で表される化合物及び式（Ib）で表される化合物の濃度が50 mM以下の場合、該化合物が直鎖状に連結された構造を有する直鎖状ヌクレオシド連結体に対して、2個の連結基によって2個のヌクレオシド部分が環状構造を形成するように連結された構造を有する本発明の環状ジヌクレオチド類縁体が優先的に形成される。このため、結果として得られる環状ジヌクレオチド類縁体の収量を向上させることができる。
　本工程において、式（Ia）で表される化合物と式（Ib）で表される化合物とを、触媒存在下の反応系中で連結反応させることが好ましい。前記触媒としては、例えば、二価銅及び還元剤の組み合わせ、0価銅及び二価銅の組み合わせ、一価銅錯体、並びにルテニウム錯体を挙げることができる。二価銅及び還元剤の組み合わせとしては、例えば、硫酸銅（II）の無水物又は水和物とアスコルビン酸ナトリウムとの組み合わせ、酢酸銅（II）とアスコルビン酸ナトリウムとの組み合わせ、塩化銅（II）とアスコルビン酸ナトリウムとの組み合わせ、並びに硫酸銅の無水物又は水和物とトリ（カルボキシエチル）ホスフィンとの組み合わせを挙げることができる。この場合、還元剤によって二価銅が還元されて、反応液中で一価銅を生成する。一価銅錯体としては、例えば、臭化銅ジメチルスルフィド錯体等のハロゲン化銅ジメチルスルフィド錯体、並びに臭化銅（I）及びヨウ化銅（I）等のハロゲン化銅（I）を挙げることができる。ルテニウム錯体としては、Ru(OAc)2(PPh3)2、Cp*RuCl(PPh3)2及びCp*RuCl(NBD)のような二価ルテニウム錯体を挙げることができる。二価銅及び還元剤の組み合わせが好ましく、硫酸銅（II）の無水物又は水和物とアスコルビン酸ナトリウムとの組み合わせがより好ましい。二価銅及び還元剤の組み合わせを用いることにより、結果として得られる環状ジヌクレオチド類縁体の収量を向上させることができる。
　本工程において、式（Ia）で表される化合物と式（Ib）で表される化合物とを、溶媒存在下の反応系中で連結反応させることが好ましい。前記溶媒は、tert-ブタノール、メタノール若しくは2-プロパノールのようなプロトン性極性有機溶媒、ジメチルホルムアミド（DMF）、ジメチルスルホキシド（DMSO）、アセトニトリル若しくはピリジンのような非プロトン性極性有機溶媒、又はそれらの組合せであることが好ましい。前記の溶媒を用いることにより、結果として得られる環状ジヌクレオチド類縁体の収量を向上させることができる。
　本工程において、式（Ia）で表される化合物と式（Ib）で表される化合物とを、塩基存在下の反応系中で連結反応させることが好ましい。前記塩基は、トリス(ベンジルトリアゾリルメチル)アミン（TBTA）又はトリス（2-ベンジミダゾリルメチル）アミンが好ましく、TBTAがより好ましい。前記の塩基存在下で本工程を実施することにより、結果として得られる環状ジヌクレオチド類縁体の収量を向上させることができる。
　本工程において、式（Ia）で表される化合物と式（Ib）で表される化合物とを連結反応させる温度は、20～80℃の範囲であることが好ましく、50～60℃の範囲であることがより好ましい。また、反応時間は、2～48時間の範囲であることが好ましく、6～24時間の範囲であることがより好ましい。80℃以下の温度で本工程を実施する場合、式（Ia）で表される化合物及び式（Ib）で表される化合物が直鎖状に連結された構造を有する直鎖状ヌクレオシド連結体に対して、2個の連結基によって2個のヌクレオシド部分が環状構造を形成するように連結された構造を有する本発明の環状ジヌクレオチド類縁体が優先的に形成される。50℃以上の温度で本工程を実施する場合、前記で説明した触媒を、反応系中に実質的に溶解させることができる。このため、前記の条件で本工程を実施することにより、結果として得られる環状ジヌクレオチド類縁体の収量を向上させることができる。
　本工程において、式（Ia）で表される化合物と式（Ib）で表される化合物とが同一の化合物であることが好ましい。この場合、本工程で形成される環状ジヌクレオチド類縁体は、同一のヌクレオシド部分からなるホモ二量体となる。
　なお、本工程において使用される式（Ia）で表される化合物及び式（Ib）で表される化合物は、予め合成されたものを購入等して準備してもよく、例えば特許文献3又は特開2011-153111号公報に記載の方法に基づき合成することによって準備してもよい。いずれの場合も、本工程の実施形態に包含される。
　以上説明したように、本発明の環状ジヌクレオチド類縁体は、対応する天然型環状ジヌクレオチドとの構造類似性を維持しつつ、該天然型環状ジヌクレオチドと比較して、生体内における安定性、標的細胞内に移行するための細胞膜透過性及び相補鎖に対する結合力を顕著に向上させることができる。それ故、本発明の環状ジヌクレオチド類縁体及びその製造方法を用いることにより、ペスト菌、コレラ菌及びサルモネラ菌等の細菌に対する細菌感染症予防薬若しくは治療薬、又は免疫応答賦活化剤若しくは抗癌剤等の新たな医薬を提供することが可能となる。
　以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。
＜I：一般的実験方法＞
　プロトン(1H)核磁気共鳴(NMR)スペクトルは、JEOL LA-400 (400 MHz)分光計を用いて測定した。分析用薄層クロマトグラフィー(TLC)は、蛍光検出試薬を含有するシリカゲル(230-400メッシュ、0.25 mm厚)を塗布したガラスプレート(silica gel 60F254, Merck社)を用いて実施した。質量分析は、JEOL JMS-T100LC (ESI-TOF MS)質量分析計を用いて測定した。
＜II：トリアゾール連結型環状ビス（3’-5’）ジグアニル酸誘導体の合成（1）＞
　グアノシン誘導体（1）（49.5 mg, 124μmol）、硫酸銅（II）五水和物（3.13 mg, 12.5μmol）、アスコルビン酸ナトリウム（24.6 mg, 124μmol）及びトリス(ベンジルトリアゾリルメチル)アミン（6.56 mg, 12.3μmol）のtert-ブタノール/DMF（体積比1：2, 13 ml）溶液を、50℃で21時間撹拌した。その後、反応溶液から溶媒を減圧留去した。得られた粗生成物の一部（総重量の20重量％）を、トリアゾール修飾型－親水性相互作用クロマトグラフィー（HILIC）カラムを接続したHPLCを用いて下記の条件で分取し、目的物（2）を分析的に純品として得た（1.98 mg, 2.48μmol, 出発物質（1）に対する収率：10％）。
　HPLC条件：
　　カラム：COSMOSIL（登録商標） HILIC（20×250 mm、ナカライテスク社製）
　　溶離液：10体積％水（10 mM 酢酸アンモニウムバッファー、pH7）／アセトニトリル溶液
　　流速　：10 ml/分
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 　化合物（2）の物性値：1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ1H NMR (400 MHz, 20（体積／体積）％ CD3OD/CDCl3) δ 1.72 (s, 3H), 2.17 (s, 3H), 4.66 (ddd, J= 4.8, 7.0, 12.4 Hz, 1H), 5.73 (dd, J= 6.8, 7.0 Hz, 1H), 5.95 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.08 (dd, J = 3.2, 6.8 Hz, 1H), 7.70 (s, 1H), 7.85 (s, 1H)（2個のプロトンは、溶媒ピークと重なっていた）; MS (ESI-TOF) C32H32N16O10K（[M + K]+）に対する計算値：839.21, 実測値：839.25.
＜III：トリアゾール連結型環状ビス（3’-5’）ジグアニル酸誘導体の合成（2）＞
［III-1：トリアゾール連結型環状ビス（3’-5’）ジグアニル酸誘導体前駆体の合成］
　モノマー（3）（205 mg, 344 μmol）のtert-ブタノール/DMF（1:2 v/v, 35 mL）溶液に、硫酸銅（II）五水和物（9.03 mg, 36.1 μmol）、アスコルビン酸ナトリウム（72.4 mg, 365 μmol）及びトリス(ベンジルトリアゾリルメチル)アミン（TBTA； 18.2 mg, 34.4 μmol）を加えた。この反応混合物を、60℃で1日間撹拌した。室温まで冷却後、揮発性物質を減圧留去し、得られた混合物をクロロホルムで洗浄した（200 mL）。粗生成物を、循環型GPC（溶出液：クロロホルム）で精製し、標題化合物（4）を白色固体として得た（64.5 mg, 107 μmol, 31%）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 　化合物（4）の物性値：IR (neat) 2924 (m), 1745 (s), 1212 (s), 1051 (s) cm-1; 1H NMR (400 MHz, CD3OD) δ2.03 (s, 6H), 2.29 (s, 6H), 3.13 (dd, J = 10.8, 13.2 Hz, 2H), 3.41 (dd, J = 4.0, 13.2 Hz, 2H), 5.05 (ddd, J = 4.0, 9.6, 10.8 Hz, 2H), 5.97 (d, J = 6.6 Hz, 2H), 6.13 (s, 2H), 6.72 (dd, J = 6.6, 9.6 Hz, 2H), 7.37-7.56 (m, 20H), 7.96 (s, 2H), 8.09 (s, 2H), 8.50 (s, 2H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) 20.1 (CH3), 24.7 (CH3), 28.2 (CH2), 62.3 (CH), 75.9 (CH), 81.0 (CH), 89.1 (CH), 121.0, 126.4 (CH), 127.3 (CH), 128.7 (CH), 129.0 (CH), 138.9, 141.3, 143.4 (CH), 150.3, 151.8, 153.6, 155.9, 168.2, 170.0; HRMS C58H50N18O12Na（[M + Na]+）に対する計算値：1213.3753, 実測値：1213.3777.
［III-2：トリアゾール連結型環状ビス（3’-5’）ジグアニル酸誘導体の合成］
　トリアゾール連結型環状ビス（3’-5’）ジグアニル酸誘導体前駆体（4）（86.5 mg, 72.7 μmol）の28％水性水酸化アンモニウム/メタノール（1:1 v/v, 36 mL）溶液を、60℃で2日間撹拌した。沈殿した固体を濾過によって集め、メタノール/クロロホルム（1:5 v/v, 30 mL）及び28％水性水酸化アンモニウム（30 mL）で洗浄し、標題化合物（5）を白色固体として得た（33.2 mg, 52.5 μmol, 72%）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 　化合物（5）の物性値：IR (neat) 2924 (m), 1731 (s), 1213 (s), 1059 (s) cm-1; 1H NMR (400 MHz, 75% TFA-d/D2O) δ3.57 (dd, J = 6.4, 8.4 Hz, 1H), 3.79 (dd, J = 2.2, 8.4 Hz, 1H), 4.98 (ddd, J = 2.2, 6.0, 6.4 Hz, 1H), 5.28 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.25 (dd, J = 3.2, 6.0 Hz, 1H), 6.34 (s, 1H), 8.28 (s, 1H), 9.05 (s, 1H); 13C NMR (100 MHz, 75% TFA-d/D2O) δ28.8 (CH2), 67.5 (CH), 75.1 (CH), 81.4 (CH), 94.9 (CH), 110.2, 129.7 (CH), 138.1, 141.8 (CH), 151.4, 156.3, 157.4; HRMS C24H25O6N16（[M + H]+）に対する計算値：633.2143, 実測値：633.2157.
　化合物（5）を、トリアゾール修飾型－親水性相互作用クロマトグラフィー（HILIC）カラムを接続したHPLCを用いて下記の条件で分析した。結果を図1に示す。
　HPLC条件：
　　カラム：COSMOSIL（登録商標） トリアゾール－HILIC
　　　　　　（4.6×250 mm、ナカライテスク社製）
　　溶離液：10-30体積％水（10 mM 酢酸アンモニウムバッファー、pH7）／
　　　　　　アセトニトリル溶液（0-30分までの直線勾配）
　　流速　：1.0 ml/分
　　検出　：UV 260 nm
＜IV：トリアゾール連結型環状ビス（3’-5’）ジアデニル酸誘導体の合成＞
［IV-1：トリアゾール連結型環状ビス（3’-5’）ジアデニル酸誘導体前駆体の合成］
　モノマー（6）（31.9 mg, 71.4 μmol）のtert-ブタノール/DMF（1:2 v/v, 7.2 mL）溶液に、硫酸銅（II）五水和物（1.90 mg, 7.61 μmol）、アスコルビン酸ナトリウム（15.2 mg, 76.9 μmol）及びトリス(ベンジルトリアゾリルメチル)アミン（TBTA； 3.80 mg, 7.17 μmol）を加えた。この反応混合物を、60℃で12時間撹拌した。室温まで冷却後、沈殿した固体を濾過によって集め、揮発性物質を減圧留去した。得られた混合物を20％メタノール/クロロホルム(10 mL)及びメタノール(3×20 mL)で洗浄し、標題化合物（7）を白色固体として得た （11.2 mg, 12.5 μmol, 35%）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 　化合物（7）の物性値：IR (neat) 2968 (m), 1618 (s), 1454 (m), 1250 (s) cm-1; 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ1.97 (s, 3H), 2.12 (s, 3H), 3.02 (dd, J = 11.2, 13.6 Hz, 1H), 3.32 (dd, J = 10.0, 14.4 Hz, 1H), 3.41 (dd, J = 6.8, 14.4 Hz, 1H), 3.58 (dd, J = 2.2, 13.6 Hz, 1H), 4.59 (ddd, J = 2.2, 11.2, 12.2 Hz, 1H), 5.04 (ddd, J = 6.8, 7.4, 10.0 Hz, 1H), 5.55 (dd, J = 7.4, 8.2 Hz, 1H), 5.84 (d, J = 5.8 Hz, 1H), 6.00 (s, 1H), 6.18 (dd, J = 3.2, 8.2 Hz, 1H), 6.38 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 6.57 (dd, J = 5.8, 12.2 Hz, 1H), 6.62 (s, 1H), 6.65 (s, 1H), 7.56 (dd, J = 6.8, 6.8 Hz, 4H), 7.64 (t, J = 6.8 Hz, 2H), 8.05 (d, J = 6.8 Hz, 2H), 8.06 (d, J = 6.8 Hz, 2H), 8.10 (s, 1H), 8.21 (s, 1H), 8.95 (s, 2H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ11.0 (CH), 14.0 (CH), 20.4 (CH3), 20.7 (CH3), 23.0 (CH2), 23.8 (CH2), 28.3, 28.9, 29.1, 29.7, 30.4, 38.7 (CH), 62.1 (CH), 64.1 (CH), 68.2, 73.6 (CH), 75.6 (CH), 80.7 (CH), 81.9 (CH), 88.9 (CH), 89.2 (CH), 121.6 (CH), 125.7 (CH), 127.9 (CH), 128.0 A(CH), 128.8 (CH), 129.0 (CH), 130.9 (CH), 133.0 (CH), 133.0, 140.3, 142.0, 142.2, 142.4 (CH), 151.3, 153.0, 169.2, 169.5; HRMS C42H36N16O8Na （[M + Na]+）に対する計算値：915.2800, 実測値：915.2842.
［IV-2：トリアゾール連結型環状ビス（3’-5’）ジアデニル酸誘導体の合成］
　トリアゾール連結型環状ビス（3’-5’）ジアデニル酸誘導体前駆体（7）（5.60 mg, 6.28 μmol）の28％水性水酸化アンモニウム/メタノール（1:1 v/v, 2.4 mL）溶液を、60℃で24時間撹拌した。沈殿した固体を濾過によって集め、28％水性水酸化アンモニウム/メタノール（1:1 v/v, 5.0 mL）で洗浄し、標題化合物（8）を白色固体として得た（3.60 mg, 6.00 μmol, 95%）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 　化合物（8）の物性値：IR (neat) 3173 (w), 1693 (s), 1434 (s), 1042 (s) cm-1; 1H NMR (400 MHz, 75% TFA-d/D2O) δ3.56 (dd, J = 12.4, 13.8 Hz, 2H), 3.82 (dd, J = 2.8, 13.8 Hz, 2H), 5.05 (ddd, J = 2.8, 10.2, 12.4 Hz, 2H), 5.26 (d, J = 5.2 Hz, 2H), 6.23 (dd, J = 5.2, 10.2 Hz, 2H), 6.49 (s, 2H), 8.32 (s, 2H), 8.70 (s, 2H), 8.78 (s, 2H); 13C NMR (100 MHz, CDCl3); HRMS C24H25N16O4 （[M + H]+）に対する計算値：601.2245, 実測値：601.2231.
　化合物（8）を、トリアゾール修飾型－親水性相互作用クロマトグラフィー（HILIC）カラムを接続したHPLCを用いて下記の条件で分析した。結果を図2に示す。
　HPLC条件：
　　カラム：COSMOSIL（登録商標） トリアゾール－HILIC
　　　　　　（4.6×250 mm、ナカライテスク社製）
　　溶離液：10-30体積％水（10 mM 酢酸アンモニウムバッファー、pH7）／
　　　　　　アセトニトリル溶液（0-30分までの直線勾配）
　　流速　：1.0 ml/分
　　検出　：UV 260 nm
　本明細書で引用した全ての刊行物、特許及び特許出願をそのまま参考として本明細書にとり入れるものとする。

Claims (6)

  1. 　プリン塩基又はピリミジン塩基を含む2個のヌクレオシド部分と、1,2,3-トリアゾール環を含み、該2個のヌクレオシド部分を互いに連結して環状構造を形成する2個の連結基とを有する環状ジヌクレオチド類縁体。
  2. 　式（I）：
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     ［式中、
    Xa及びXbは、それぞれ独立して、プリン塩基及びピリミジン塩基から選択され、
    Y1及びY2は、それぞれ独立して、1,2,3-トリアゾール環を含む二価の基であり、
    Ra1及びRb1は、それぞれ独立して、ヒドロキシル又はその保護形態である］
    で表される環状ジヌクレオチド類縁体。
  3. 　Y1及びY2が、それぞれ独立して、以下の式（Y-I）～（Y-IV）：
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     ［式中、
    *aは、Xaを含むヌクレオシド部分との結合位置を示し、
    *bは、Xbを含むヌクレオシド部分との結合位置を示し、
    Za及びZbは、それぞれ独立して、直接結合又はヘテロ原子を有していてもよい二価の炭化水素基である］
    からなる群より選択される、請求項2に記載の環状ジヌクレオチド類縁体。
  4. 　Xa及びXbが同一の塩基であり、並びにY1が式（Y-I）若しくは式（Y-III）であり且つY2が式（Y-II）若しくは式（Y-IV）であるか、又はY1が式（Y-II）若しくは式（Y-IV）であり且つY2が式（Y-I）若しくは式（Y-III）である、請求項2又は3に記載の環状ジヌクレオチド類縁体。
  5. 　式（Ia）：
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     ［式中、
    Xa及びRa1は、請求項2と同義であり、
    La1及びLa2は、それぞれ独立して、直接結合又はヘテロ原子を有していてもよい二価の炭化水素基であり、
    Ra2は、アジドであり、且つRa3は、エチニルであるか、又は
    Ra2は、エチニルであり、且つRa3は、アジドである］
    で表される化合物と、式（Ib）：
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     ［式中、
    Xb及びRb1は、請求項2と同義であり、
    Lb1及びLb2は、それぞれ独立して、直接結合又はヘテロ原子を有していてもよい二価の炭化水素基であり、
    Rb2は、アジドであり、且つRb3は、エチニルであるか、又は
    Rb2は、エチニルであり、且つRb3は、アジドである］
    で表される化合物とを連結反応させて、環状構造を形成する環状構造形成工程；
    を含む、請求項2～4のいずれか1項に記載の環状ジヌクレオチド類縁体の製造方法。
  6. 　式（Ia）で表される化合物と式（Ib）で表される化合物とが同一の化合物である、請求項5に記載の方法。
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