柴田 高範 (シバタ タカノリ)

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所属

理工学術院 先進理工学部

職名

教授

ホームページ

http://www.chem.waseda.ac.jp/shibata/

兼担 【 表示 / 非表示

  • 理工学術院   大学院先進理工学研究科

学内研究所等 【 表示 / 非表示

  • 2020年
    -
    2022年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

学歴 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1994年

    東京大学   理学系研究科   有機化学  

  •  
    -
    1989年

    東京大学   理学部   化学  

学位 【 表示 / 非表示

  • 東京大学   博士(理学)

  • 東京大学   博士(理学)

所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    有機合成化学協会

  •  
     
     

    日本化学会

  •  
     
     

    アメリカ化学会

  •  
     
     

    近畿化学協会

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 生物有機化学

  • 構造有機化学、物理有機化学

  • 有機合成化学

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 有機金属触媒、不斉合成、合成有機化学、有機元素化学

論文 【 表示 / 非表示

  • Catalytic Dearomative Spirocyclization via Gold Carbene Species Derived from Ynamides: Efficient Synthesis of 2-Azaspiro[4.5]decan-3-ones

    Mamoru Ito, Ryosuke Kawasaki, Kyalo Stephen Kanyiva, Takanori Shibata

    Chemistry - A European Journal   24 ( 15 ) 3721 - 3724  2018年03月  [査読有り]

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    An intramolecular catalytic dearomatization of phenols via gold carbene species proceeded to provide 2-azaspiro[4.5]decan-3-ones. The use of NHC ligand and water as a co-solvent was critical for achieving high reactivity. This reaction did not require hazardous diazo compounds as carbene sources and proceeded even under air. The obtained spirocyclic product could be readily transformed into a gabapentin derivative by hydrogenation and deprotection.

    DOI

  • Ir-Catalyzed Synthesis of Substituted Tribenzosilepins by Dehydrogenative C-H/Si-H Coupling

    Takanori Shibata, Ninna Uno, Tomoya Sasaki, Hideaki Takano, Tatsuki Sato, Kyalo Stephen Kanyiva

    J. Org. Chem.    2018年03月  [査読有り]

  • DFT Studies on the Mechanism of the Iridium-Catalyzed Formal [4 + 1] Cycloaddition of Biphenylene with Alkenes

    Hideaki Takano, Natsuhiko Sugimura, Kyalo Stephen Kanyiva, Takanori Shibata

    ACS Omega    2017年08月  [査読有り]

  • Sulfur-directed carbon-sulfur bond cleavage for Rh-catalyzed regioselective alkynylthiolation of alkynes

    Takanori Shibata, Akihito Mitake, Yosuke Akiyama, Kyalo Stephen Kanyiva

    CHEMICAL COMMUNICATIONS   53 ( 64 ) 9016 - 9019  2017年08月  [査読有り]

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    Sulfur-directed sp C-S bond cleavage along with a regioselective reaction with alkynes proceeded to give (Z)-enyne sulfides in high to excellent yields. Mechanistic studies were conducted, including characterization of an intermediate. An intramolecular variant realized the construction of a dibenzodithiepin skeleton, which is a seven-membered ring with two sulfur atoms.

    DOI

  • Intramolecular C-H Alkenylation of N-Alkynylindoles: Exo and Endo Selective Cyclization According to the Choice of Metal Catalyst

    Takanori Shibata, Takumi Baba, Hideaki Takano, Kyalo Stephen Kanyiva

    ADVANCED SYNTHESIS & CATALYSIS   359 ( 11 ) 1849 - 1853  2017年06月  [査読有り]

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    The intramolecular reaction of 3-acetyl-N-alkynylindoles proceeded via C-H bond cleavage at the C2 position. Iridium and rhodium catalysts selectively promoted 6-exo-dig and 7-endo-dig cyclization, respectively, and N-fused tricyclic compounds were obtained.

    DOI

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • Asymmetric additions using diorganozincs

    K. Soai, T. Shibata

    Organozinc Reagents: A Pratical Approach  1999年

  • 不斉自己触媒反応-自己増殖するキラルな分子たち-

    学問のすすめ(筑摩書房)  1998年

Misc 【 表示 / 非表示

  • Ir-Catalyzed Enantioselective Intra- and Intermolecular Formal C−H Conjugate Addition to β-Substituted α,β-Unsaturated Esters

    Takanori Shibata, Hisaki Kurita, Sahoko Onoda, Kyalo Stephen Kanyiva

    Asian Journal of Organic Chemistry   7   1411 - 1418  2018年07月

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    © 2018 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim An enantioselective intramolecular formal C−H conjugate addition of 4-methyl 1-aryl 2-methylfumarates proceeded using a chiral iridium catalyst. A benzoylamide group served as a directing group, and chiral γ-lactones with a quaternary all-carbon stereogenic center were obtained with up to excellent ee. In the intermolecular reaction of N-arylbenzamides with β-substituted acrylates, C−H bond activation selectively occurred at the ortho-position of carbonyl groups, and highly enantioselective formal C−H conjugate addition proceeded.

    DOI

  • Ir-catalyzed synthesis of substituted tribenzosilepins by dehydrogenative C-H/Si-H coupling

    Takanori Shibata, Ninna Uno, Tomoya Sasaki, Hideaki Takano, Tatsuki Sato, Kyalo Stephen Kanyiva

    Journal of Organic Chemistry   83 ( 7 ) 3426 - 3432  2018年04月

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    The Ir-catalyzed intramolecular reaction of 2′,6′-diaryl-2-(hydrosilyl)biphenyls gave substituted tribenzosilepins by direct dehydrogenative C-H/Si-H coupling. This is the first example of catalytic construction of the tribenzosilepin skeleton. Enantiomerically pure tribenzosilepin was prepared by optical resolution using chiral HPLC, and its inversion barrier was calculated by measurement of rate of racemization using the Eyring kinetic equation under heating conditions.

    DOI

  • Catalytic Dearomative Spirocyclization via Gold Carbene Species Derived from Ynamides: Efficient Synthesis of 2-Azaspiro[4.5]decan-3-ones

    Mamoru Ito, Ryosuke Kawasaki, Kyalo Stephen Kanyiva, Takanori Shibata

    Chemistry - A European Journal   24 ( 15 ) 3721 - 3724  2018年03月

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    An intramolecular catalytic dearomatization of phenols via gold carbene species proceeded to provide 2-azaspiro[4.5]decan-3-ones. The use of NHC ligand and water as a co-solvent was critical for achieving high reactivity. This reaction did not require hazardous diazo compounds as carbene sources and proceeded even under air. The obtained spirocyclic product could be readily transformed into a gabapentin derivative by hydrogenation and deprotection.

    DOI

  • Silver-Catalyzed Efficient Synthesis of Oxindoles and Pyrroloindolines via α-Aminoalkylation of N-Arylacrylamides with Amino Acid Derivatives

    Kyalo Stephen Kanyiva, Sohei Makino, Takanori Shibata

    Chemistry - An Asian Journal   13 ( 5 ) 496 - 499  2018年03月

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    © 2018 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim α-Aminoalkylation of N-arylacrylamides with amino acid derivatives was achieved by silver-catalysis in moderate to high yields. The reaction provides an efficient strategy for the synthesis of functionalized oxindoles, and is suitable for a wide range of N-arylacrylamides and amino acids, both of which are inexpensive and readily available. The oxindoles obtained were readily transformed into densely functionalized pyrroloindolines by deprotection and cyclization in one pot.

    DOI

  • Metal-Free N–H/C–H Coupling for Efficient Asymmetric Synthesis of Chiral Dihydroquinoxalinones from Readily Available α-Amino Acids

    Kyalo Stephen Kanyiva, Masashi Horiuchi, Takanori Shibata

    European Journal of Organic Chemistry   2018 ( 8 ) 1067 - 1070  2018年02月

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    © 2018 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim We have developed a method for the synthesis of dihydroquinoxalinones via intramolecular N–H/C–H coupling using hypervalent iodine. The starting materials were prepared from inexpensive and readily available aniline and amino acid derivatives. Various functional groups were tolerated to give multisubstituted dihydroquinoxalinones in moderate to excellent yields. The chirality of the amino acid was transferred to the desired target compound without a loss of enantiomeric excess. Preliminary mechanistic studies indicated that the reaction proceeds via an ionic mechanism.

    DOI

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受賞 【 表示 / 非表示

  • 日産化学・有機合成新反応/手法賞

    2018年02月   有機合成化学協会   イリジウムならびにロジウム触媒を駆使した効率的分子変換法の創出  

    受賞者: 柴田 高範

  • 奨励賞

    2005年02月   有機合成化学協会   遷移金属錯体を利用した触媒的不斉炭素-炭素結合生成反応の開発  

  • 研究企画賞

    1997年02月   有機合成化学協会  

共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 1,3,5-ヘキサトリインの特異な反応性を駆使した新規合成法の開発

    挑戦的萌芽研究

  • 不斉自己増殖反応の一般化ならびに機構の解明

    奨励研究(A)

  • 不斉還元におけるキラル分子の自己増殖

    重点領域研究

  • 自己完結型不斉環元反応の開発

    奨励研究(A)

  • 不斉自己触媒反応の開拓に基づく不斉の発生と自己増殖の研究

    基盤研究(A)

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • 非平面π共役系を有する高次アザヘリセン類の短工程合成とキロプティカル特性の評価

    2020年   大谷 卓

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    ヘリセンとは非平面縮合多環式芳香族化合物の総称であり、らせん不斉を有することから、そのキロプティカル特性を活かした機能性有機材料としての利用が期待されている。しかし、炭素のみから構成されるカルボヘリセンは、一般に合成に多工程を要し、蛍光量子収率が低いことが課題であった。本研究では、ヘリセン骨格にヘテロ原子として窒素を複数導入したポリアザヘリセンに着目した。その結果、市販試薬から、超原子価ヨウ素を用いる酸化的カップリングを鍵反応として、僅か2〜3工程でポリアザ[5]-[9]ヘリセンの合成を達成した。さらにそれらの光基礎物性を評価したところ、ヘリセン類として比較的高い蛍光量子収率と円偏光発光特性を示した。

  • チオ基を配向基とするカルボヘテロ原子化による高効率分子変換法の開発

    2019年   杉山 颯

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    炭素−ヘテロ原子結合の開裂を伴うカルボヘテロ原子化は、原子効率100%で炭素−炭素と炭素−ヘテロ原子結合を同時に形成できる理想的な合成変換である。報告者は、配向基としてさらなる合成変換可能なチオ基を用いた反応を総括的に検討しており、既にアルキンのアルキニルチオ化を達成した。今回、チオ基の配向性を利用したアルケニルチオ化、アリールチオ化への展開を行った。その結果、2-メチルチオフェニル基を有するアルケニルスルフィドに対して、カチオン性Rh触媒とジフェニルホスフィン配位子を用いることで、種々の末端アルキンに対するビニルチオ化、アリールチオ化が進行し、合成中間体としてビニルスルフィド類が得られた。

  • 炭素-炭素結合開裂を起点とした新規な多環式芳香族炭化水素の効率合成

    2018年  

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    遷移金属錯体による炭素-炭素結合開裂を起点とする反応は、比較的単純な化合物から複雑な炭素骨格を構築できる原子効率が高い合成変換である。炭素-炭素結合活性化の手法として最も汎用されるのが、小員環の環歪みの解消を駆動力とする方法であり、例えば、四員環のシクロブタジエンに2つのベンゼン環が縮環したビフェニレンは、典型的な基質である。本研究では、配向基かつ反応部位としてアルケン部位を有するビフェニレンを用いた分子内反応を検討した。その結果ロジウム触媒を用いることで、所望のより混み合った炭素−炭素結合が開裂し、引き続きアルケンが挿入することで分子内[4+2]付加環化反応が進行することを見出した。

  • 炭素-水素結合活性化を伴う触媒的不斉共役付加反応の開発

    2017年   栗田 久樹, 小野田 早穂子

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    炭素−水素結合の開裂を起点とする合成変換は、官能基の事前導入が不要であり、その事前導入した官能基に由来する副生成物が生成しないため、原子効率の点で理想的な合成変換である。一方、不活性な炭素−水素結合を開裂するためには、反応点に触媒を近づけるために配向基が重要である。実際に、遷移金属触媒による炭素−水素結合の活性化において配向基の導入により様々な形式の合成変換が報告されている。しかしながら炭素−水素結合活性化を起点とする不斉反応の報告例は未だ少ない。今回報告者は、イリジウム錯体と光学活性ホスフィンから調製される不斉触媒により、高エナンチオ選択的な不斉C-H共役付加反応を達成した。

  • 不斉窒素原子を有するジアザトリプチセンの合成と応用

    2017年   伊藤 守, 川崎 涼介, 井上 大輔

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    本研究では、堅固な構造を有する三次元骨格として、配位子の母骨格や高分子の基本ユニットとして活用されながら、キラル素子として利用されていなかったトリプチセン骨格に注目する。中でも2つの橋頭位に窒素原子を有する置換ジアザトリプチセンは、窒素原子上に中心不斉を有する過去の合成例がない新規なキラル骨格である。本年度はその予備的な研究として、窒素原子を環内に有する七員環の8π系化合物であるアゼピンに2つのベンゼン環が縮環したジベンザゼピン骨格の効率的な構築を目指した。アゼピンに代表されるヘテロピンは三次元の桶型構造であるため、置換基の導入によりキラリティの導入が可能である。

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現在担当している科目 【 表示 / 非表示

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