Nukleosidové amidofosfity jsou deriváty přírodních nebo syntetických nukleosidů , které se používají k syntéze oligonukleotidů , relativně krátkých fragmentů DNA a jejich analogů. Nukleosidové amidofosfity byly poprvé navrženy Beaucagem a Caruthersem v roce 1981 [1] . Jsou to monomerní stavební bloky, jejichž sekvenční kondenzace umožňuje získat oligonukleotidový řetězec požadované délky a sekvence, zatímco ve struktuře amidofosforitanového činidla jsou cukerný zbytek a dusíkatá báze přítomny v explicitní formě. a místo fosfátového zbytku je obsazeno reaktivní amidofosfitovou skupinou, která se v procesu syntézy přemění na fosfodiesterovou vazbu.
Kromě klasických 2-deoxyribonukleosidových amidofosfitů existují podobná činidla na bázi ribonukleosidů , LNA, morfolino , 2'-modifikovaných nukleosidů, nukleosidů s nekanonickými bázemi nebo nukleosidů modifikovaných fluorescenčním barvivem nebo linkerem.
Nejčastěji se používají dvě metody syntézy nukleosidových amidofosfitů. Nukleosidový amidofosfit lze získat reakcí chráněného nukleosidu obsahujícího pouze jednu volnou hydroxylovou skupinu, obvykle v poloze 3', s bis( N , N -diisopropylamino)-2-kyanoethoxyfosfinem [2] v přítomnosti slabé kyseliny jako katalyzátor . V tomto případě je jedna diisopropylaminová skupina nahrazena tvorbou nové P–O vazby [3] . Fosfytylační činidlo je poměrně stabilní a lze jej syntetizovat ve dvou stupních, po kterých následuje čištění vakuovou destilací [2] .
Další způsob syntézy používá N , N -diisopropylamino-2-kyanoethoxychlorfosfin jako fosfitylační činidlo. Reakce mezi chráněným nukleosidem a tímto činidlem se provádí v přítomnosti báze, obvykle diisopropylethylaminu [4] .
Syntetizované nukleosidové amidofosfity se čistí sloupcovou chromatografií na silikagelu . Čistotu výsledného produktu lze stanovit pomocí31P NMR spekter. Chirální atom P(III) dává dva signály, odpovídající dvěma diastereomerům , v oblasti asi 149 ppm.
Nukleosidové amidofosfity jsou relativně stabilní sloučeniny, které mají dlouhou skladovatelnost, když jsou skladovány jako pevné látky v bezvodých podmínkách a bez přístupu vzduchu při teplotách pod 4 °C. Amidofosfity dobře odolávají mírně alkalickým podmínkám. Naopak za přítomnosti stop kyselin se velmi rychle rozkládají. Amidofosfity jsou relativně odolné vůči hydrolýze v neutrálním prostředí. Poločas rozpadu amidofosforitanového derivátu thymidinu v 95% vodném acetonitrilu při 25 °C je tedy 200 h. [5]
Hlavní vlastností nukleosidových amidofosfitů je jejich schopnost reagovat s nukleofilními sloučeninami v přítomnosti katalyzátoru, např. 1H - tetrazol , 2-ethylthiotetrazol [6] , 2-benzylthiotetrazol [7] , 4,5-dikyanimidazol [8 ] atd. Tato reakce probíhá velmi rychle as vysokým výtěžkem, což umožňuje použití nukleosidových amidofosfitů při syntéze oligonukleotidů , kde 5'-hydroxylová skupina rostoucího řetězce slouží jako nukleofil. Stereochemickým výsledkem reakce je epimerizace (vznik dvou diastereomerů) na chirálním atomu P(III).
Pokud voda působí jako nukleofil, pak se amidofosfit přemění na H-fosfonát, což je běžný problém při použití neabsolutních rozpouštědel při syntéze nukleosidových amidofosfitů.
Amidofosfity se snadno oxidují slabými oxidačními činidly, např. jódem v přítomnosti slabé báze nebo peroxidem vodíku za vzniku odpovídajících amidofosfátů [9] . Amidofosfity reagují podobně s jinými chalkogeny . Když se amidofosfit dostane do interakce se sírou [9] nebo sirnými činidly [10] , kvantitativně se přemění na amidothiofosfát. Reakcí se selenem [9] nebo deriváty selenu [11] vznikají amidoselenofosfáty. Konfigurace atomu fosforu je při reakcích tohoto typu zachována.
Amidofosfity mohou také vstoupit do Arbuzovovy reakce za vzniku odpovídajících amidofosfonátů. Konkrétně byla popsána syntéza amidofosfonátů za účasti akrylonitrilu [12] . Při teplotě místnosti reakce probíhá stereoselektivně s konfigurací zachovanou na chirálním atomu P. Pokud se reakce provádí za zahřívání, tvoří se racemický produkt.