2024/03/04 更新

写真a

ムトウ ケイ
武藤 慶
所属
附属機関・学校 高等研究所
職名
准教授(任期付)
学位
博士(理学) ( 名古屋大学 )

経歴

  • 2022年04月
    -
    継続中

    早稲田大学   高等研究所   准教授

  • 2020年04月
    -
    2022年03月

    早稲田大学   高等研究所   講師 (任期付)

  • 2018年04月
    -
    2020年03月

    早稲田大学   理工学術院 先進理工学部応用化学科   講師(任期付)

  • 2016年04月
    -
    2018年03月

    早稲田大学   理工学術院 先進理工学部応用化学科   助教

  • 2013年04月
    -
    2015年09月

    名古屋大学   理学研究科   日本学術振興会特別研究員(DC1)

学歴

  • 2015年10月
    -
    2016年03月

    名古屋大学   トランスフォーマティブ生命分子研究所  

  • 2011年04月
    -
    2015年09月

    名古屋大学大学院   理学研究科   化学科  

  • 2007年04月
    -
    2011年03月

    名古屋大学   理学部   化学科  

  • 2004年04月
    -
    2007年03月

    岡崎高校  

所属学協会

  • 2017年09月
    -
    継続中

    近畿化学協会

  •  
     
     

    日本プロセス化学会

  •  
     
     

    有機合成化学協会

  •  
     
     

    日本化学会

研究分野

  • 有機合成化学 / 生物有機化学 / 構造有機化学、物理有機化学

受賞

  • 若い世代の特別講演証

    2022年03月   日本化学会  

  • 研究企画賞 (中外製薬)

    2020年12月   有機合成化学協会   ベンジルパラジウム錯体を中間体とするハロアレーンのカルボアミノ化反応の開発  

  • Reaxys PhD Prize Finalist

    2016年06月   エルゼビア  

  • 日本学術振興会育志賞

    2016年03月   日本学術振興会  

  • 名古屋大学学術奨励賞

    2015年06月   名古屋大学  

  • 日本化学会94回春季年会 学生講演賞

    2014年03月   日本化学会  

  • 名古屋大学グリーン自然科学国際教育研究プログラム Annual Research Award

    2014年01月   名古屋大学  

  • 第4回大津会議フェロー

    2013年10月   公益財団法人MSD生命科学財団  

  • 名古屋大学大学院理学研究科物質理学専攻(化学系)優秀学位論文賞

    2013年03月   名古屋大学  

  • 第59回有機金属化学討論会優秀ポスター賞

    2012年10月   近畿化学協会  

  • 第29回有機合成化学セミナー優秀ポスター賞

    2012年09月   有機合成化学協会  

  • 第100回有機合成シンポジウム優秀ポスター賞

    2011年11月   有機合成化学協会  

▼全件表示

 

論文

  • Chloroacetyl boronate N-tosylhydrazone as a versatile synthetic building block

    Ryuya Miyazaki, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Chemical Communications   59   7419 - 7422  2023年05月  [査読有り]

    担当区分:責任著者

     概要を見る

    Chloroacetyl boronate N-tosylhydrazone (CABT) has been synthesized as a reagent to generate a diverse range of molecular skeletons. CABT can undergo a series of transformations involving nucleophilic substitution of the chloride and coupling of the N-tosylhydrazones, followed by boryl group functionalization. We further demonstrated that this CABT reagent could enable a diversity-oriented synthesis.

    DOI PubMed

    Scopus

  • Pd-Catalyzed Denitriative Intramolecular Mizoroki–Heck Reaction

    Kitty K. Asahara, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Chemistry Letters    2023年03月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

  • 光で翻訳を制御する分子:ピューロスイッチ

    武藤 慶

    ファルマシア   59 ( 7 ) 679  2023年  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者, 最終著者, 責任著者

    DOI

  • Synthesis and Properties of Pyridine-Fused Triazolylidene–Palladium: Catalyst for Cross-Coupling Using Chloroarenes and Nitroarenes

    Keiichiro Iizumi, Keito P. Nakayama, Kenta Kato, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

       2022年08月  [査読有り]

    担当区分:責任著者

    DOI

    Scopus

    3
    被引用数
    (Scopus)
  • Identification of α-Synuclein Proaggregator: Rapid Synthesis and Streamlining RT-QuIC Assays in Parkinson’s Disease

    Fumito Takada, Takahito Kasahara, Kentaro Otake, Takamitsu Maru, Masanori Miwa, Kei Muto, Minoru Sasaki, Yoshihiko Hirozane, Masato Yoshikawa, Junichiro Yamaguchi

    ACS Medicinal Chemistry Letters   13 ( 9 ) 1421 - 1426  2022年08月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    2
    被引用数
    (Scopus)
  • Decarbonylative Reductive Coupling of Aromatic Esters by Nickel and Palladium Catalyst

    Yunfei Peng, Ryota Isshiki, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Chemistry Letters   51 ( 7 ) 749 - 753  2022年07月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

  • Pd-Catalyzed 1,4-Carboamination of Bicyclic Bromoarenes with Diazo Compounds and Amines

    Qikun Wu, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Organic Letters   24 ( 23 ) 4129 - 4134  2022年06月  [査読有り]

    担当区分:責任著者

    DOI

    Scopus

    6
    被引用数
    (Scopus)
  • Unified synthesis of multiply arylated alkanes by catalytic deoxygenative transformation of diarylketones

    Miki B. Kurosawa, Kenta Kato, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Chemical Science   13 ( 36 ) 10743 - 10751  2022年  [査読有り]

     概要を見る

    We succeeded in synthesizing five different types of multiply arylated alkanes from diarylketones in a single step. The key for this method is the generation of diarylphosphinates via a phospha-Brook rearrangement of ketones with phosphine oxide.

    DOI

    Scopus

    6
    被引用数
    (Scopus)
  • Convergent Azaspirocyclization of Bromoarenes with N-Tosylhydrazones by a Palladium Catalyst

    Aika Yanagimoto, Yota Uwabe, Qikun Wu, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    ACS Catalysis   11 ( 16 ) 10429 - 10435  2021年08月

    担当区分:責任著者

     概要を見る

    1-Azaspirocyclic compounds have gained attention in chemistry and drug discovery fields. In this manuscript, the development of a Pd-catalyzed dearomative azaspirocyclization of bromoarenes bearing an aminoalkyl group with N-tosylhydrazones is described. The present method enables azaspirocyclization with the introduction of carbon substituents, achieving the convergent synthesis of 1-azaspirocycles. This method allowed furan, thiophene, and naphthalene cores to generate the corresponding 1-azaspirocycles. The obtained azaspirocycles from furans were further elaborated via an acid-catalyzed rearrangement to afford 1-azaspirocyclopentenones.

    DOI

    Scopus

    16
    被引用数
    (Scopus)
  • Ni-Catalyzed Aryl Sulfide Synthesis through an Aryl Exchange Reaction

    Ryota Isshiki, Miki B. Kurosawa, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Journal of the American Chemical Society   143 ( 27 ) 10333 - 10340  2021年07月  [査読有り]

     概要を見る

    A Ni-catalyzed aryl sulfide synthesis through an aryl exchange reaction between aryl sulfides and a variety of aryl electrophiles was developed. By using 2-pyridyl sulfide as a sulfide donor, this reaction achieved the synthesis of aryl sulfides without using odorous and toxic thiols. The use of a Ni/dcypt catalyst capable of cleaving and forming aryl-S bonds was important for the aryl exchange reaction between 2-pyridyl sulfides and aryl electrophiles, which include aromatic esters, arenol derivatives, and aryl halides. Mechanistic studies revealed that Ni/dcypt can simultaneously undergo oxidative additions of aryl sulfides and aromatic esters, followed by ligand exchange between the generated aryl-Ni-SR and aryl-Ni-OAr species to furnish aryl exchanged compounds.

    DOI PubMed

    Scopus

    45
    被引用数
    (Scopus)
  • Development of Pd-catalyzed denitrative couplings

    Kitty K. Asahara, Myuto Kashihara, Kei Muto, Yoshiaki Nakao, Junichiro Yamaguchi

    Yuki Gosei Kagaku Kyokaishi/Journal of Synthetic Organic Chemistry   79 ( 1 ) 11 - 21  2021年01月

     概要を見る

    Transition metal-catalyzed cross-coupling between aryl halides and nucleophiles is one of the most reliable C-C and C-heteroatom bond forming reactions. However, preparation of haloarenes usually requires multi-step operation, making the whole cross-coupling process inefficient. Nitroarenes, synthesized by a single-step nitration of arenes, can be attractive alternatives as electrophiles in cross-coupling methodology, but inherent inertness of C(sp 2)-NO 2 bonds toward metal catalysts has been a bottleneck of general denitrative transformations. Recently, we have overcome this obstacle and achieved direct activation of Ar-NO 2 bonds by using Pd/BrettPhos catalysis. Herein, we describe the development of denitrative couplings by Pd/BrettPhos catalyst and its unique suitability from a mechanistic point of view. Deep understanding of reaction mechanism also enabled us to design more active Pd/NHC system.

    DOI

    Scopus

    1
    被引用数
    (Scopus)
  • Catalytic three-component C-C bond forming dearomatization of bromoarenes with malonates and diazo compounds

    Hiroki Kato, Itsuki Musha, Masaaki Komatsuda, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Chemical Science   11 ( 33 ) 8779 - 8784  2020年09月  [査読有り]

    担当区分:責任著者

     概要を見る

    A Pd-catalyzed dearomative three-component C-C bond formation of bromoarenes with diazo compounds and malonates was developed. Various bromoarenes ranging from benzenoids to azines and heteroles were transformed to the corresponding substituted alicyclic molecules. The key to this reaction is the generation of a benzyl-palladium intermediate, which reacts with malonates to form a Pd-O-enolate species. Strikingly, the present method enabled rapid access to multi-substituted alicycles through subsequent elaboration of dearomatized products. This journal is

    DOI

    Scopus

    23
    被引用数
    (Scopus)
  • Transition-Metal-Catalyzed Denitrative Coupling of Nitroarenes

    Kei Muto, Toshimasa Okita, Junichiro Yamaguchi

    ACS Catalysis   10 ( 17 ) 9856 - 9871  2020年09月

     概要を見る

    Functionalization of arenes is a topic of central importance in diverse fields ranging from medicinal chemistry to materials science. Metal-catalyzed cross-coupling and nucleophilic aromatic substitution are among the most reliable methods to access functionalized arenes. In these reactions, haloarenes are often used as a versatile synthetic platform to introduce various functional groups. However, haloarenes are typically prepared from the corresponding nitroarenes through the classic sequence of reduction, diazotization, and halogenation. Thus, haloarene cross-coupling can become a multistep transformation overall. To avoid this lengthy sequence, the direct utilization of nitroarenes has the potential to significantly streamline synthetic processes and, therefore, has attracted attention in the chemistry community from the vantage points of atom- A nd step-economy. In this Review, we comprehensively cover advances in transition-metal-catalyzed denitrative reactions of nitroarenes.

    DOI

    Scopus

    63
    被引用数
    (Scopus)
  • Pd-catalyzed C4-Dearomative Allylation of Benzyl Ammoniums with Allyltributylstannane

    Yuki Kayashima, Masaaki Komatsuda, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Chemistry Letters   49 ( 7 ) 836 - 839  2020年07月  [査読有り]

    担当区分:責任著者

    DOI

    Scopus

    15
    被引用数
    (Scopus)
  • Ester dance reaction on the aromatic ring

    Kaoru Matsushita, Ryosuke Takise, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Science Advances   6 ( 28 ) eaba7614 - eaba7614  2020年07月  [査読有り]

     概要を見る

    Aromatic rearrangement reactions are useful tools in the organic chemist’s toolbox when generating uncommon substitution patterns. However, it is difficult to precisely translocate a functional group in (hetero) arene systems, with the exception of halogen atoms in a halogen dance reaction. Here, we describe an unprecedented “ester dance” reaction: a predictable translocation of an ester group from one carbon atom to another on an aromatic ring. Specifically, a phenyl carboxylate substituent can be shifted from one carbon to an adjacent carbon on a (hetero) aromatic ring under palladium catalysis to often give a thermodynamically favored, regioisomeric product with modest to good conversions. The obtained ester moiety can be further converted to various aromatic derivatives through the use of classic and state-of-the-art transformations including amidation, acylations, and decarbonylative couplings.

    DOI

    Scopus

    18
    被引用数
    (Scopus)
  • Dearomative Allylation of Naphthyl Cyanohydrins by Palladium Catalysis: Catalyst-Enhanced Site Selectivity

    Aika Yanagimoto, Masaaki Komatsuda, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Organic Letters   22 ( 9 ) 3423 - 3427  2020年05月  [査読有り]

    担当区分:責任著者

     概要を見る

    A dearomative allylation of naphthyl cyanohydrins with allyl borates and allyl stannanes under palladium catalysis was developed. At the initial stage of this study, the dearomative reaction (C4 substitution of the aromatics) was competing with benzyl substitution. To circumvent this issue, the use of palladium and meta-disubstituted triarylphosphine as the catalyst in a 1:1 ratio was found to enhance the site selectivity, furnishing the desired dearomatized products. Further derivatizations of products were also successful.

    DOI

    Scopus

    20
    被引用数
    (Scopus)
  • Catalytic Deoxygenative Coupling of Aromatic Esters with Organophosphorus Compounds

    Miki B. Kurosawa, Ryota Isshiki, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Journal of the American Chemical Society   142 ( 16 ) 7386 - 7392  2020年04月  [査読有り]

     概要を見る

    We have developed a deoxygenative coupling of aromatic esters with diarylphosphine oxides/dialkyl phosphonates under palladium catalysis. In this reaction, aromatic esters can work as novel benzylation reagents to give the corresponding benzylic phosphorus compounds. The key of this reaction is the use of phenyl esters, an electron-rich diphosphine as a ligand, and sodium formate as a hydrogen source. Arylcarboxylic acids were also applicable in this reaction using (Boc)(2)O as an additive. Palladium/dcype worked to activate the acyl C-O bond of the ester and to support the reduction with sodium formate.

    DOI

    Scopus

    26
    被引用数
    (Scopus)
  • Palladium-Catalyzed Mizoroki–Heck Reaction of Nitroarenes and Styrene Derivatives

    Toshimasa Okita, Kitty K. Asahara, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Organic Letters   22 ( 8 ) 3205 - 3208  2020年04月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    32
    被引用数
    (Scopus)
  • Ester Transfer Reaction of Aromatic Esters with Haloarenes and Arenols by a Nickel Catalyst

    Ryota Isshiki, Naomi Inayama, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    ACS Catalysis   10 ( 5 ) 3490 - 3494  2020年03月  [査読有り]

     概要を見る

    A catalytic ester transfer reaction of aromatic esters with aryl halides/arenols was developed. The present reaction can transfer an ester functional group from certain aromatic esters to haloarenes. This ester transfer reaction involves two oxidative additions-one from the C-C bond of the aromatic ester and one from the C-halogen bond of haloarenes-onto a nickel catalyst. The utilization of a Ni/dcypt catalyst capable of cleaving both chemical bonds was a key for the reaction progress. Furthermore, naphthol-based aryl electrophiles were also applicable to the catalytic system via C-O bond activation.

    DOI

    Scopus

    23
    被引用数
    (Scopus)
  • Decarbonylative Synthesis of Aryl Nitriles from Aromatic Esters and Organocyanides by a Nickel Catalyst

    Keiichiro Iizumi, Miki B. Kurosawa, Ryota Isshiki, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Synlett    2020年

     概要を見る

    A decarbonylative cyanation of aromatic esters with aminoacetonitriles in the presence of a nickel catalyst was developed. The key to this reaction was the use of a thiophene-based diphosphine ligand, dcypt, permitting the synthesis of aryl nitrile without the generation of stoichiometric metal- or halogen-containing chemical wastes. A wide range of aromatic esters, including hetarenes and pharmaceutical molecules, can be converted into aryl nitriles.

    DOI

    Scopus

    11
    被引用数
    (Scopus)
  • Pd-Catalyzed Alkenyl Thioether Synthesis from Thioesters and N-Tosylhydrazones

    Kota Ishitobi, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    ACS Catalysis   9 ( 12 ) 11685 - 11690  2019年12月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    32
    被引用数
    (Scopus)
  • Pd-Catalyzed Dearomative Three-Component Reaction of Bromoarenes with Diazo Compounds and Allylborates

    Komatsuda Masaaki, Kato Hiroki, Muto Kei, Yamaguchi Junichiro

    ACS CATALYSIS   9 ( 10 ) 8991 - 8995  2019年10月  [査読有り]

    担当区分:責任著者

    DOI

    Scopus

    34
    被引用数
    (Scopus)
  • Pd-Catalyzed Denitrative Intramolecular C-H Arylation

    Asahara Kitty K, Okita Toshimasa, Saito Ami N, Muto Kei, Nakao Yoshiaki, Yamaguchi Junichiro

    ORGANIC LETTERS   21 ( 12 ) 4721 - 4724  2019年06月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    36
    被引用数
    (Scopus)
  • Synthesis of a Heptaarylisoquinoline: Unusual Disconnection for Constructing Isoquinoline Frameworks

    Asako Takashi, Suzuki Shin, Itami Kenichiro, Muto Kei, Yamaguchi Junichiro

    CHEMISTRY LETTERS   47 ( 8 ) 968 - 970  2018年08月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    8
    被引用数
    (Scopus)
  • Pd-Catalyzed Dearomative Allylation of Benzyl Phosphates

    Komatsuda, Masaaki, Muto Kei, Yamaguchi Junichiro

    Organic Letters   20 ( 14 ) 4354 - 4357  2018年07月  [査読有り]

    担当区分:責任著者

    DOI

    Scopus

    33
    被引用数
    (Scopus)
  • Dibenzofuran Synthesis: Decarbonylative Intramolecular C-H Arylation of Aromatic Esters

    Okita Toshimasa, Komatsuda Masaaki, Saito Ami N, Hisada Tomoya, Takahara Tomoaki T, Nakayama Keito P, Isshiki Ryota, Takise Ryosuke, Muto Kei, Yamaguchi Junichiro

    ASIAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY   7 ( 7 ) 1358 - 1361  2018年07月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    18
    被引用数
    (Scopus)
  • Dibenzofuran Synthesis: Decarbonylative Intramolecular C–H Arylation of Aromatic Esters

    Okita, Toshimasa, Komatsuda Masaaki, Saito, Ami N, Hisada Tomoya, Takahara Tomoaki T, Nakayama Keito P, Isshiki Ryota, Takise, Ryosuke, Muto, Kei, Yamaguchi, Junichiro

    Asian Journal of Organic ChemistryAsian J. Org. Chem.   7 ( 7 ) 1358 - 1361  2018年06月

    DOI

    Scopus

    18
    被引用数
    (Scopus)
  • Synthesis of A Heptaarylisoquinoline: Unusual Disconnection for Constructing Isoquinoline Frameworks

    Asako, Takashi, Suzuki, Shin, Itami, Kenichiro, Muto, Kei, Yamaguchi, Junichiro

    Chemistry Letters   47   968 - 970  2018年06月

    DOI

    Scopus

    8
    被引用数
    (Scopus)
  • Decarbonylative Methylation of Aromatic Esters by a Nickel Catalyst

    Toshimasa Okita, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Organic Letters   20 ( 10 ) 3132 - 3135  2018年05月  [査読有り]

     概要を見る

    A Ni-catalyzed decarbonylative methylation of aromatic esters was achieved using methylaluminums as methylating agents. Dimethylaluminum chlorides uniquely worked as the methyl source. Because of the Lewis acidity of aluminum reagents, less reactive alkyl esters could also undergo the present methylation. By controlling the Lewis acidity of aluminum reagents, a chemoselective decarbonylative cross-coupling between alkyl esters and phenyl esters was successful.

    DOI

    Scopus

    32
    被引用数
    (Scopus)
  • Decarbonylative Methylation of Aromatic Esters by a Nickel Catalyst

    Toshimasa Okita, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Organic Letters   20 ( 10 ) 3132 - 3135  2018年05月

     概要を見る

    A Ni-catalyzed decarbonylative methylation of aromatic esters was achieved using methylaluminums as methylating agents. Dimethylaluminum chlorides uniquely worked as the methyl source. Because of the Lewis acidity of aluminum reagents, less reactive alkyl esters could also undergo the present methylation. By controlling the Lewis acidity of aluminum reagents, a chemoselective decarbonylative cross-coupling between alkyl esters and phenyl esters was successful.

    DOI

    Scopus

    32
    被引用数
    (Scopus)
  • Pd-Catalyzed Decarbonylative C–H Coupling of Azoles and Aromatic Esters

    Matsushita Kaoru, Takise, Ryosuke, Hisada Tomoya, Suzuki Shin, Isshiki Ryota, Itami Kenichiro, Muto, Kei, Yamaguchi, Junichiro

    Chemistry An Asian Journal   13 ( 17 ) 2393 - 2396  2018年05月  [査読有り]

    DOI

    Scopus

    13
    被引用数
    (Scopus)
  • Decarbonylative C-P bond formation using aromatic esters and organophosphorus compounds

    Ryota Isshiki, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Organic Letters   20 ( 4 ) 1150 - 1153  2018年02月

     概要を見る

    Ni-catalyzed C-P bond formation was achieved using aromatic esters as unconventional aryl sources. The key to success was the use of a thiophene-based diphosphine ligand (dcypt). Several aromatic esters including heteroaromatics can be coupled with phosphine oxides and phosphates, providing aryl phosphorus compounds. The synthetic utility of the method was demonstrated by application of the present protocol to the sequential coupling reactions.

    DOI

    Scopus

    81
    被引用数
    (Scopus)
  • Synthesis of Fully Arylated (Hetero) arenes by Coupling Reaction

    Asako Takashi, Muto Kei, Yamaguchi Junichiro

    JOURNAL OF SYNTHETIC ORGANIC CHEMISTRY JAPAN   76 ( 2 ) 98 - 110  2018年02月  [査読有り]

  • Decarbonylative coupling reaction of aromatic esters

    Ryota Isshiki, Toshimasa Okita, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Yuki Gosei Kagaku Kyokaishi/Journal of Synthetic Organic Chemistry   76 ( 4 ) 300 - 314  2018年  [査読有り]

     概要を見る

    Transition metal-catalyzed cross-coupling reactions are a powerful method to form chemical bonds. Conventionally, haloarenes has been used as the most reliable aryl electrophiles in cross- coupling. Recent studies in the cross-coupling arena have enabled to employ unconventional but ubiquitous aryl electrophiles such as phenol and aniline. With this trend of organic synthesis, cross-coupling reactions using aromatic carboxylic acid derivatives such as esters as aryl electrophiles have gained considerable attention as a de novo and efficient method to construct C-C and C-heteroatom bonds. In order to realize this particular transformation, it is important to develop and design transition metal catalysts, those are active toward the scission of ester C-O bonds and decarbonylation. In this review, we describe the progress of catalytic decarbonylative cross- coupling of aromatic esters including chronological aspects and mechanistic considerations.

    DOI

    Scopus

    1
    被引用数
    (Scopus)
  • Synthesis of fully arylated (hetero) arenes by coupling reaction

    Asako, Takashi, Muto, Kei, Yamaguchi, Junichiro

    Yuki Gosei Kagaku Kyokaishi/Journal of Synthetic Organic Chemistry   76 ( 2 ) 98 - 110  2018年01月

     概要を見る

    Multiply arylated (hetero) arenes are intriguing structural motifs in functional molecules, such as natural products, pharmaceuticals and functional organic materials. In recent decades, many synthesis methods of multiply arylated (hetero) arenes have been reported. As a subclass of multiply arylated arenes, fully arylated (hetero) arenes have also flourished as a unique structural class in functional organic materials and biologically active compounds. Despite the successful application of fully arylated (hetero) arenes with different aryl substituents, the synthesis of such (hetero) arenes has not been explored compared to partially arylated arenes due to the difficulty of synthesizing sterically hindered and highly unsymmetrical aromatic cores. This review reports the synthesis of fully arylated (hetero) arenes bearing more than two different aryl substituents and categorizes this emerging topic by the type of (hetero) arene core, focusing on the methods employing cross-coupling reaction including direct C-H arylation.

    DOI

    Scopus

    3
    被引用数
    (Scopus)
  • Decarbonylative aryl thioether synthesis by Ni catalysis

    Kota Ishitobi, Ryota Isshiki, Kitty Asahara, Cassandra Lim, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Chemistry Letters   47 ( 6 ) 756 - 759  2018年  [査読有り]

     概要を見る

    A decarbonylative aryl thioether synthesis by nickel catalysis is described. After optimization of the reaction conditions, two air-stable Ni catalytic systems [Ni(OAc)2/PnBu3 and Ni(OAc)2/dppb] were identified. Using these catalysts, various aryl thioesters can be converted to the corresponding aryl thioethers in decarbonylative fashion.

    DOI

    Scopus

    43
    被引用数
    (Scopus)
  • Decarbonylative coupling reaction of aromatic esters

    Ryota Isshiki, Toshimasa Okita, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    Yuki Gosei Kagaku Kyokaishi/Journal of Synthetic Organic Chemistry   76 ( 4 ) 300 - 314  2018年

     概要を見る

    Transition metal-catalyzed cross-coupling reactions are a powerful method to form chemical bonds. Conventionally, haloarenes has been used as the most reliable aryl electrophiles in cross- coupling. Recent studies in the cross-coupling arena have enabled to employ unconventional but ubiquitous aryl electrophiles such as phenol and aniline. With this trend of organic synthesis, cross-coupling reactions using aromatic carboxylic acid derivatives such as esters as aryl electrophiles have gained considerable attention as a de novo and efficient method to construct C-C and C-heteroatom bonds. In order to realize this particular transformation, it is important to develop and design transition metal catalysts, those are active toward the scission of ester C-O bonds and decarbonylation. In this review, we describe the progress of catalytic decarbonylative cross- coupling of aromatic esters including chronological aspects and mechanistic considerations.

    DOI

    Scopus

    1
    被引用数
    (Scopus)
  • Catalytic α-Arylation of Ketones with Heteroaromatic Esters

    Isshiki, Ryota, Takise, Ryosuke, Itami, Kenichiro, Itami, Kenichiro, Muto, Kei, Yamaguchi, Junichiro

    Synlett   28 ( 19 ) 2599 - 2603  2017年12月

     概要を見る

    © Georg Thieme Verlag Stuttgart, New York. Heteroaromatic esters were found to be applicable as an arylating agent for the Pd-catalyzed α-arylation of ketones in a decarbonylative fashion. The use of our in-house ligand, dcypt, enabled this unique bond formation. Considering the ubiquity and low cost of aromatic esters, the present work will allow for rapid access to valuable α-aryl carbonyl compounds.

    DOI

    Scopus

    19
    被引用数
    (Scopus)
  • Cross-coupling of aromatic esters and amides

    Ryosuke Takise, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    CHEMICAL SOCIETY REVIEWS   46 ( 19 ) 5864 - 5888  2017年10月

     概要を見る

    Catalytic cross-coupling reactions of aromatic esters and amides have recently gained considerable attention from synthetic chemists as de novo and efficient synthetic methods to form C-C and C-heteroatom bonds. Esters and amides can be used as diversifiable groups in metal-catalyzed cross-coupling: in a decarbonylative manner, they can be utilized as leaving groups, whereas in a non-decarbonylative manner, they can form ketone derivatives. In this review, recent advances of this research topic are discussed.

    DOI

    Scopus

    372
    被引用数
    (Scopus)
  • Synthesis of multiply arylated pyridines

    Takashi Asako, Wakana Hayashi, Kazuma Amaike, Shin Suzuki, Kenichiro Itami, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi

    TETRAHEDRON   73 ( 26 ) 3669 - 3676  2017年06月

     概要を見る

    We have achieved a synthesis of multiply arylated pyridines by using a [4 + 2] cycloaddition of 2,4-diaryl-5-chloroxazoles and cinnamic acids as a key reaction. The resulting hydroxytriarylpyridines can be derivatized into triarylpyridines, tetraarylpyridines and pentaarylpyridines by sequential cross couplings. This synthetic method allows for facile and rapid access to highly arylated pyridines with different aryl substituents. (C) 2017 Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI

    Scopus

    25
    被引用数
    (Scopus)
  • Decarbonylative Diaryl Ether Synthesis by Pd and Ni Catalysis

    Ryosuke Takise, Ryota Isshiki, Kei Muto, Kenichiro Itami, Junichiro Yamaguchi

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   139 ( 9 ) 3340 - 3343  2017年03月

     概要を見る

    Because diaryl ethers are present as an important motif in pharmaceuticals and natural products, extensive studies for the development of novel methods have been conducted. A conventional method for the construction of the diaryl ether moiety is the intermolecular cross-coupling reaction of aryl halides and phenols with a copper or palladium catalyst. We developed a catalytic decarbonylative etherification of aromatic esters using a palladium or nickel catalyst with our enabling diphosphine ligand to give the corresponding diaryl ethers. The present reaction can be conducted on grain scale in excellent yield. This reaction not only functions in an intramolecular setting but also allows for a crossetherification using other phenols.

    DOI

    Scopus

    108
    被引用数
    (Scopus)
  • Palladium-catalyzed Decarbonylative Alkynylation of Aromatic Esters

    Toshimasa Okita, Kazushi Kumazawa, Ryosuke Takise, Kei Muto, Kenichiro Itami, Junichiro Yamaguchi

    CHEMISTRY LETTERS   46 ( 2 ) 218 - 220  2017年02月

     概要を見る

    A palladium-catalyzed decarbonylative alkynylation reaction of aromatic esters with terminal alkynes is reported. This reaction allows for halogen-free Sonogashira coupling, resulting in various aryl- and heteroarylalkynes. The utility of the reaction was demonstrated by orthogonal coupling reaction.

    DOI

    Scopus

    50
    被引用数
    (Scopus)
  • Palladium-Catalyzed Decarbonylative Cross-Coupling of Azinecarboxylates with Arylboronic Acids

    Kei Muto, Taito Hatakeyama, Kenichiro Itami, Junichiro Yamaguchi

    ORGANIC LETTERS   18 ( 19 ) 5106 - 5109  2016年10月

     概要を見る

    The first palladium-catalyzed decarbonylative coupling of phenyl 2-azinecarboxylates and arylboronic acids is presented. The key for the development of this decarbonylative coupling is the use of Pd/dcype as a catalyst. A wide range of 2-azinecarboxylates can undergo the present coupling reaction to afford 2-arylazines. By combination with previously reported nickel-catalyzed decarbonylative coupling, we achieved a chemoselective sequential decarbonylative coupling of pyridine dicarboxylate to synthesize 2,4-diarylpyridine.

    DOI

    Scopus

    44
    被引用数
    (Scopus)
  • Nickel-Catalyzed Aromatic C–H Functionalization

    Yamaguchi, Junichiro, Muto, Kei, Itami, Kenichiro, Itami, Kenichiro

    Topics in Current Chemistry   374 ( 4 ) 55  2016年08月

     概要を見る

    © 2016, Springer International Publishing Switzerland.Catalytic C–H functionalization using transition metals has received significant interest from organic chemists because it provides a new strategy to construct carbon–carbon bonds and carbon–heteroatom bonds in highly functionalized, complex molecules without pre-functionalization. Recently, inexpensive catalysts based on transition metals such as copper, iron, cobalt, and nickel have seen more use in the laboratory. This review describes recent progress in nickel-catalyzed aromatic C–H functionalization reactions classified by reaction types and reaction partners. Furthermore, some reaction mechanisms are described and cutting-edge syntheses of natural products and pharmaceuticals using nickel-catalyzed aromatic C–H functionalization are presented.

    DOI

    Scopus

    68
    被引用数
    (Scopus)
  • 触媒的なアルケンのエナンチオ選択的ジハロゲン化反応

    武藤 慶

    有機合成化学協会誌   74 ( 12 ) 1225 - 1226  2016年

     概要を見る

    <p>Dihalogenation of alkene is well known reaction undergoing in a stereospecific manner. Although enantioselective dihalogenation of alkene using chiral auxiliary was developed, the catalytic protocol remained as a challenging issue. This review summarizes recent progress of catalytic enantioselective dihalogenation of alkene.</p>

    DOI CiNii

    Scopus

  • Decarbonylative organoboron cross-coupling of esters by nickel catalysis

    Kei Muto, Junichiro Yamaguchi, Djamaladdin G. Musaev, Kenichiro Itami

    NATURE COMMUNICATIONS   6   7508  2015年06月

     概要を見る

    The Suzuki-Miyaura cross-coupling is a metal-catalysed reaction in which boron-based nucleophiles and halide-based electrophiles are reacted to form a single molecule. This is one of the most reliable tools in synthetic chemistry, and is extensively used in the synthesis of pharmaceuticals, agrochemicals and organic materials. Herein, we report a significant advance in the choice of electrophilic coupling partner in this reaction. With a user-friendly and inexpensive nickel catalyst, a range of phenyl esters of aromatic, heteroaromatic and aliphatic carboxylic acids react with boronic acids in a decarbonylative manner. Overall, phenyl ester moieties function as leaving groups. Theoretical calculations uncovered key mechanistic features of this unusual decarbonylative coupling. Since extraordinary numbers of ester-containing molecules are available both commercially and synthetically, this new 'ester' cross-coupling should find significant use in synthetic chemistry as an alternative to the standard halide-based Suzuki-Miyaura coupling.

    DOI

    Scopus

    220
    被引用数
    (Scopus)
  • C–H Activation Generates Period Shortening Molecules Targeting Cryptochrome in the Mammalian Circadian Clock

    Tsuyoshi Oshima, Iori Yamanaka, Anupriya Kumar, Junichiro Yamaguchi, Taeko Nishiwaki-Ohkawa, Kei Muto, Rika Kawamura, Tsuyoshi Hirota, Kazuhiro Yagita, Stephan Irle, Steve A. Kay, Takashi Yoshimura, Kenichiro Itami

    Angewandte Chemie, International Edition   54 ( 24 ) 7193 - 7197  2015年06月

    DOI

    Scopus

    57
    被引用数
    (Scopus)
  • C–H Arylation and Alkenylation of Imidazoles by Nickel Catalysis: Solvent accelerated Imidazole C–H Activation

    Kei Muto, Taito Hatakeyama, Kenichiro Itami, Junichiro Yamaguchi

    Chemical Science   6 ( 12 ) 6792 - 6798  2015年

    DOI

    Scopus

    103
    被引用数
    (Scopus)
  • Key mechanistic features of Ni-catalyzed C-H/C-O biaryl coupling of azoles and naphthalen-2-yl pivalates

    Huiying Xu, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi, Cunyuan Zhao, Kenichiro Itami, Djamaladdin G. Musaev

    Journal of the American Chemical Society   136 ( 42 ) 14834 - 14844  2014年10月

     概要を見る

    The mechanism of the Ni-dcype-catalyzed C-H/C-O coupling of benzoxazole and naphthalen-2-yl pivalate was studied. Special attention was devoted to the base effect in the C-O oxidative addition and C-H activation steps as well as the C-H substrate effect in the C-H activation step. No base effect in the C(aryl)-O oxidative addition to Ni-dcype was found, but the nature of the base and C-H substrate plays a crucial role in the following C-H activation. In the absence of base, the azole C-H activation initiated by the C-O oxidative addition product Ni(dcype)(Naph)(PivO), 1B, proceeds via ΔG = 34.7 kcal/mol barrier. Addition of Cs2CO3 base to the reaction mixture forms the Ni(dcype)(Naph)[PivOCs·CsCO3], 3-Cs-clus, cluster complex rather than undergoing PivO- → CsCO3- ligand exchange. Coordination of azole to the resulting 3-Cs-clus complex forms intermediate with a weak Cs-heteroatom(azole) bond, the existence of which increases acidity of the activated C-H bond and reduces C-H activation barrier. This conclusion from computation is consistent with experiments showing that the addition of Cs2CO3 to the reaction mixture of 1B and benzoxazole increases yield of C-H/C-O coupling from 32% to 67% and makes the reaction faster by 3-fold. This emerging mechanistic knowledge was validated by further exploring base and C-H substrate effects via replacing Cs2CO3 with K2CO3 and benzoxazole (1a) with 1H-benzo[d]imidazole (1b) or quinazoline (1c). We proposed the modified catalytic cycle for the Ni(cod)(dcype)-catalyzed C-H/C-O coupling of benzoxazole and naphthalen-2-yl pivalate. (Chemical Equation Presented)

    DOI PubMed

    Scopus

    151
    被引用数
    (Scopus)
  • Nickel-Catalyzed α-Arylation of Ketones with Phenol Derivatives

    Ryosuke Takise, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi, Kenichiro Itami

    Angewandte Chemie, International Edition   53 ( 26 ) 6791 - 6794  2014年06月

    DOI

    Scopus

    152
    被引用数
    (Scopus)
  • Isolation, Structure, and Reactivity of an Arylnickel(II) Pivalate Complex in Catalytic C–H/C–O Biaryl Coupling

    Kei Muto, Junichiro Yamaguchi, Aiwen Lei, Kenichiro Itami

    Journal of the American Chemical Society   135 ( 44 ) 16384 - 16387  2013年11月

    DOI PubMed

    Scopus

    146
    被引用数
    (Scopus)
  • C–H Alkenylation of Azoles with Enols and Esters by Nickel Catalysis

    Lingkui Meng, Yuko Kamada, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi, Kenichiro Itami

    Angewandte Chemie, International Edition   52 ( 38 ) 10048 - 10051  2013年09月

    DOI

  • Recent Progress in Nickel-Catalyzed Biaryl Coupling

    Junichiro Yamaguchi, Kei Muto, Kenichiro Itami

    EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY   2013 ( 1 ) 19 - 30  2013年01月

     概要を見る

    Nickel catalysis for biaryl coupling reactions has received significant attention as a less expensive and less toxic alternative to "standard" palladium catalysis. Here we describe recent developments in nickel-catalyzed biaryl coupling methodology, along with mechanistic studies and applications. In particular we focus on nickel-catalyzed coupling reactions in which "unreactive" bonds such as C-H, C-O, and C-C bonds are converted into biaryl moieties.

    DOI

  • Nickel-catalyzed direct coupling of heteroarenes

    Junichiro Yamaguchi, Kei Muto, Kazuma Amaike, Takuya Yamamoto, Kenichiro Itami

    Yuki Gosei Kagaku Kyokaishi/Journal of Synthetic Organic Chemistry   71 ( 6 ) 576 - 587  2013年

     概要を見る

    Nickel-catalyzed cross-coupling reactions have recently been receiving significant attention from the synthetic community as a way to construct carbon-carbon or carbon-heteroatom bonds, because nickel catalysts are less expensive and less toxic than palladium catalysts. We herein describe our recent developments in nickel-catalyzed biaryl coupling methodology, along with mechanistic studies and applications to the synthesis of natural products and pharmaceuticals. In particular, we focus on nickel-catalyzed direct coupling reactions in which "unreactive" bonds such as C-H, C-O, and C-C bonds are converted into biaryl moieties.

    DOI

    Scopus

    4
    被引用数
    (Scopus)
  • Decarbonylative C–H Coupling of Azoles and Aryl Esters: Unprecedented Nickel Catalysis and Application to Synthesis of Muscoride A

    Kazuma Amaike, Kei Muto, Junichiro Yamaguchi, Kenichiro Itami

    Journal of the American Chemical Society   134 ( 33 ) 13573 - 13576  2012年08月

    DOI

  • Nickel-Catalyzed C–H/C–O Coupling of Azoles with Phenol Derivatives

    Kei Muto, Junichiro Yamaguchi, Kenichiro Itami

    Journal of the American Chemical Society   134 ( 1 ) 169 - 172  2012年01月

    DOI

  • Nickel-Catalyzed C–H Arylation of Azoles with Haloarenes: Scope, Mechanism, and Applications to the Synthesis of Bioactive Molecules

    Takuya Yamamoto, Kei Muto, Masato Komiyama, Jerôme Canivet, Junichiro Yamaguchi, Kenichiro Itami

    Chemistry A Europian Journal   17 ( 36 ) 10113 - 10122  2011年08月

    DOI

▼全件表示

書籍等出版物

  • Amide Bond Activation: Concepts and Reactions

    ( 担当: 共著)

    Wiley-VCH  2022年10月 ISBN: 352734831X

    ASIN

  • 有機合成のための新触媒反応101

    有機合成化学協会, 檜山, 為次郎, 野崎, 京子, 中尾, 佳亮, 中野, 幸司( 担当: 分担執筆,  担当範囲: 項目54,55, 60, 71)

    東京化学同人  2021年11月 ISBN: 9784807920051

  • New Cross-coupling Reactions through Nickel Catalysis

    Junichiro Yamaguchi, Kazuma Amaike, Kei Muto, Kenichiro Itami

講演・口頭発表等

  • ベンジルパラジウム種を活かした触媒的な脱芳香族的官能基化

    武藤 慶  [招待有り]

    東京農工大学 招待講演  

    発表年月: 2022年12月

  • ベンジルパラジウムを鍵とする不活性芳香族の脱芳香族的官能基化

    武藤慶  [招待有り]

    日本化学会 第102春季年会  

    発表年月: 2022年03月

    開催年月:
    2022年03月
     
     
  • 触媒的結合切断を起点とする新奇分子変換: 芳香環交換反応と脱芳香族的官能基化

    武藤慶  [招待有り]

    ハイブリッド触媒 若手道場  

    発表年月: 2022年02月

  • Organic Synthesis by Breaking Arenes: Development of Catalytic Dearomative Functionalization

    Kei Muto, Hiroki Kato, Aika Yanagimoto, Yota Uwabe, Qikun Wu, Itsuki Musha, Masaaki Komatsuda, Junichiro Yamaguchi

    13th AFMC International Medicinal Chemistry Symposium (AIMECS2021)  

    発表年月: 2021年12月

    開催年月:
    2021年11月
    -
    2021年12月
  • ベンジルパラジウム種を活かした触媒的脱芳香族的官能基化反応

    武藤慶  [招待有り]

    第48回オルガノメタリックセミナー「効率的分子変換のフロンティア」  

    発表年月: 2021年11月

  • ベンジルパラジウムを経由するブロモアレーンの触媒的脱芳香族的官能基化

    武藤慶, 加藤弘基, 柳本愛華, 上部耀大, ウチクン 武者樹, 小松田雅晃, 山口潤一郎

    第67回有機金属化学討論会  

    発表年月: 2021年09月

  • Organic Synthesis by Breaking Arenes: Development of Catalytic Dearomative Functionalization

    Kei Muto  [招待有り]

    Reaxys PhD Prize Virtual Symposium  

    発表年月: 2020年10月

  • 壊すことで分子をつくる:脱芳香族的合成法の開発

    武藤慶

    令和元年度 日本学術振興会育志賞研究発表会  

    発表年月: 2020年03月

  • Catalyst Design toward Selective Dearomative Functionalizations

    Kei Muto  [招待有り]

    The Chemical Society of Japan 2019, 99th Annual Meeting-Special Program Lecture  

    発表年月: 2019年03月

  • C–O結合切断を起点とする新奇触媒反応の開発

    武藤慶  [招待有り]

    第二回産総研化学研究シンポジウム  

    発表年月: 2018年10月

  • 分子触媒による新奇分子連結反応の開発

    武藤慶

    平成29年度育志賞研究発表会  

    発表年月: 2017年09月

▼全件表示

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • ベンジルパラジウムの遠隔位結合形成能を活用する芳香環の三成分連結型変換

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)

    研究期間:

    2021年04月
    -
    2024年03月
     

    武藤 慶

     概要を見る

    本研究では入手容易なブロモアレーン類の1,4位選択的な二官能基化反応の開発を目的とする。我々がこれまでに見出したパラジウム触媒によるブロモアレーンとジアゾ化合物、炭素求核剤との脱芳香族的1,4-二官能基化反応が本研究の礎となっている。しかし、これまでの手法では適用できる反応剤に制限があり、炭素求核剤にアリル金属種やマロン酸エステルしか適用できなかった。この課題解決に向け、まずはマロン酸の代わりに単純なケトンを求核剤とするブロモアレーンの1,4-二炭素官能基化反応をモデルとして触媒の再設計をした。その結果、パラジウムと用いる配位子の量論比や構造を改変することでケトンを求核剤としても反応が良好に進行することがわかった。
    また、アミンを求核剤とした場合、ブロモナフタレンとジアゾ化合物とアミンが反応し、1-アルキル-4-アミノナフタレンが得られ、1,4-カルボアミノ化できることがわかった。多環芳香族臭化物に限られるが、広範なカルボアミノ化生成物が位置選択的に得られた。本手法を用いて、抗腫瘍活性をもつ生物活性物質の短工程合成も達成できた。

  • 求核種活性化型有機・遷移金属ハイブリッド触媒を用いる脱芳香族的アルキル化反応

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2022年03月
     

    武藤 慶

     概要を見る

    前年度、新型コロナ禍で一部補助金を繰越した。延長期間も含めて、当該年度では様々な求核剤を用いるハロアレーン類の脱芳香族的二官能基化の開発研究を行った (1:分子内アミンを求核剤とするハロアレーンとジアゾ化合物との脱芳香族的アザスピロ環化反応、2:単純カルボニル化合物を求核剤とするハロアレーン類とジアゾ化合物の脱芳香族的二炭素官能基化)。1に関しては、前年度に早々に反応条件を確立できたため、本年度では基質一般製の拡大と応用展開をした。アミノアルキル基をもつブロモフラン、ブロモチオフェンなどのヘテロール類に加え、ナフタレンなどのベンゼノイドを用いても反応が進行し、対応するアザスピロ環が高収率で得られた。ブロモフランより得られるアザスピロ環は酸触媒による転位反応を経て、様々な有用なアザスピロ化合物へ導くことができた。2の研究に関しては、最適な条件の探索に苦戦したものの、従来条件では適用できなかった単純カルボニルを反応剤としても反応が進行する改良条件の端を見出すことができた。2に関しては、前年度見出した条件を用いて基質一般性の検討をした。その結果を受けて、条件の再検討をし、求核剤に応じて適切な触媒が全く異なる触媒の特異性を見出した。求核剤の遷移金属触媒への配位力と、触媒のもつ空き配座の調製が重要であることが明らかになり、本知見は今後の研究において大いに役立つ知見である。

  • 配位子による反応空間制御を鍵とする触媒的脱芳香族的官能基化反応の開発と応用

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究

    研究期間:

    2019年04月
    -
    2021年03月
     

    武藤 慶

     概要を見る

    多置換脂環式分子のモジュラー合成法の確立を志向し、ユビキタスなアレーンの脱芳香族的官能基化反応の開発を行った。脱芳香族的官能基化はいくつか既に知られるものの、その反応の効率は出発原料の芳香族の電子的性質に強く依存する。電子的な偏りの小さいベンゼノイドの効率的な手法はごく小数例しかなく、過剰量のアレーンを用いるという決定的な課題を抱える。我々は、これまでの研究においてベンジルアルコールの触媒的脱芳香族的C-C結合形成法の開発に成功した。しかし、生成物が不安定であり、本手法を多置換脂環式分子合成へと展開することが難しい状況であった。
    そこで、本研究では脱芳香族的反応後の誘導化を見据え、生成物の安定性と誘導容易性を獲得すべく、芳香族シアノヒドリンの脱芳香族的官能基化の開発をした。この反応で得られる生成物はα,β不飽和ニトリル部位をもつ。本研究の申請段階で、パラジウムと一般的なトリアリールホスフィンを触媒とすると、目的とする芳香族シアノヒドリンとアリル求核剤との脱芳香族的アリル化が進行することはわかっていた。しかし、望まぬ副反応としてベンジル置換反応がかなりの割合で生じることが課題となっていた。今年度の研究により、アリールホスフィンのメタ位に嵩高い置換基を導入することで劇的な化学選択性が誘起できることがわかり、副反応を抑制できることを見いだした。生成物の誘導化も予期したとおり多岐にわたり、多置換脂環式化合物の合成法を確立できた。具体的には、炭素求核剤の共役付加やニトリルや生成物上のアルケンの還元など、様々な誘導化を実施できた。

  • 求核種認識型遷移金属ハイブリッド触媒を用いる脱芳香族的官能基化反応

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)

    研究期間:

    2018年04月
    -
    2020年03月
     

    武藤 慶

     概要を見る

    申請者が継続して研究している「結合切断を起点とする触媒的脱芳香族的官能基化反応」の改良を行った。この手法は、脱芳香族的官能基化において最難関基質である単純なベンゼン環の脱芳香族的化学修飾を実現する手法である。既存の脱芳香族的官能基化法が抱えていた量論量の金属試薬や過剰量のベンゼン類を用いずとも反応が進行し、良好な収率で脱芳香族化体が得られる。しかし、適用可能な求核剤がアリル求核剤のみであり、求核剤の一般性獲得が課題であった。これに際し、求核剤の位置制御可能な新規触媒をデザインし、反応に適用することに解決の糸口を求めて研究した。具体的にはパラジウム触媒によるベンジルアルコール類やアンモニウム類の脱芳香族的炭素-炭素形成反応の開発研究を行い、①用いる遷移金属触媒に併用する配位子のデザイン・開発と、②二つの金属の協働触媒系の確立を目的として研究を進めた。 ①に関して、未だ反応収率と位置選択性は完全ではないものの、新たな求核剤としてエノラート類を用いて脱芳香族的官能基化が進行し、デザインした配位子を用いることで市販の配位子とは位置選択性が逆転することを確認した。②に関しては、系中で活性な金属求核種を発生させられることと、この求核種を用いた脱芳香族的反応の進行は確認できているが、収率が50%を上回るには至っていない。
    一方で、本研究から大きく派生し、全く新しい芳香族化合物としてハロアレーン類を出発原料に用いた脱芳香族的官能基化の開発に成功した。

  • 配向性脱離基による反応場制御を鍵とする脱芳香族的官能基化反応の開発

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)

    研究期間:

    2017年04月
    -
    2019年03月
     

    武藤 慶, 小松田 雅晃, 茅嶋 悠樹, 柳本 愛華, 山口 潤一郎

     概要を見る

    パラジウム触媒を用いてベンジルホスファートやカーボナートに対して、アリルボラートを反応させることで目的とする脱芳香族的アリル化が進行することを見出した。 本反応は触媒的に、かつ一当量のベンジルホスファート類を用いることで進行する。ベンジル位の結合切断を促進する高い電子供与性の配位子をもつパラジウム触媒の適用が重要であり、金属上の電子密度を高くしていくにつれて反応の収率が向上した。生成する化合物の誘導化にも成功し、有用な脂環式ビルディングブロックを簡便に合成できた。さらに、本研究を基盤とし、ベンジル位炭素ー酸素結合切断に加え、他の炭素ーヘテロ結合切断をともなう脱芳香族的官能基化も見いだした。

  • π-ベンジル錯体を鍵中間体とするベンゼン環の脱芳香族的官能基化反応の開発

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 研究活動スタート支援

    研究期間:

    2016年08月
    -
    2018年03月
     

    武藤 慶

     概要を見る

    ベンゼン環は有機分子における最頻出骨格であり剛直な平面構造をもつ。さらに芳香族安定化効果により種々の有機反応に対し安定である。芳香族求電子置換反応や触媒的クロスカップリング反応の進展により、芳香環の水平方向への化学修飾が容易になってきている。しかし、芳香環の垂直方向への化学修飾、すなわち脱芳香族的官能基化反応の開発は未だ報告例が限られる。このような脱芳香族的変換反応の実現は、ユビキタス骨格であるベンゼン環から三次元骨格をもつ分子の新規合成法となるため、有機合成化学の力量を押し上げることが期待できる。これまでに知られる脱芳香族的反応では、Birch還元や遷移金属触媒を用いた水素化が知られるが、これらの手法では芳香族性を壊しながら炭素置換基を導入することはできない。置換基の導入を伴う反応としては、主にフェノールやインドールなどの電子豊富芳香環に限られ、それ以外の芳香族分子に対する当該手法は少ない。本研究では、変換困難な芳香族分子群に対し芳香環上の置換基切断を起点する戦略に基づき触媒的脱芳香族的官能基化の開発を行った。
    具体的にはベンジルアルコール類と有機スズを化合物との脱芳香族的官能基化の開発をおこなった。ベンジルアルコール類は天然に豊富に存在する安価で低毒性な分子群であり、多くの有機分子骨格にみられる。ベンジルアルコール類の脱芳香族的官能基化を実現するにあたり、遷移金属触媒を用いてベンジル位C-O結合の切断を起点とする戦略に着目した。一般にC-O結合は反応性が低く、この結合切断を促進する触媒開発が重要となる。検討の結果、C-O結合の切断と脱芳香族的に置換基導入を可能にする高効率な触媒を見出すに至った。有機スズ化合物以外の求核剤が反応することも明らかになった。以上のことから研究は当初の期待以上に進展した。

  • ニッケル触媒を用いた炭素-水素結合直接変換反応の開発と応用

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費

    研究期間:

    2013年04月
    -
    2016年03月
     

    武藤 慶

     概要を見る

    遷移金属触媒を用いた芳香環連結反応は、最も進展が著しい有機合成分野の一つである。従来、鈴木宮浦カップリング反応などの、パラジウム触媒を用いたアリール金属種とハロゲン化アリールとのクロスカップリングがビアリール合成のスタンダードとして頻用されてきた。近年ではこの従来法が抱える、多段階プロセス問題、ハロゲン問題、そして高価な金属触媒の使用といった問題点の解決に向けた、より理想的な方法論の開拓研究が注目されている。
    本研究では、上記の課題を解決すべく、1)調製に多段階を要するアリール金属種に代わり、その原料である芳香環を直接反応させる、2)ハロゲン化アリールに代わりハロゲンを含まないフェノール誘導体をカップリング剤に用いる、3)高価なパラジウム触媒に代わり、安価なニッケルを金属触媒に用いる、といった3つを同時に満たす新規クロスカップリング反応の開発研究を行った。
    その結果、新たなニッケル触媒を用いることで、オキサゾールやチアゾールのC-H結合とフェノール誘導体のC-O結合を切断し、連結させるC-H/C-Oカップリングの開発に成功した。
    反応開発にとどまらず、様々な生物活性物質の迅速合成へと応用展開することができた。さらに、反応中間体の単離、速度論実験などの実験化学と、量子化学計算が連動した機構解明研究を行い、触媒サイクルと新たなニッケル触媒の反応性を明らかにすることにも成功した。
    これらの研究で得た機構的知見をもとに、反応条件の再検討へとフィードバックすることで、エノール誘導体を用いたアゾールの直接アルケニル化や、イミダゾールとフェノール誘導体とのC-H/C-Oカップリング反応の開発へと展開することができた。

▼全件表示

Misc

  • Aryl sulfide synthesis via aryl exchange reaction

    Kei Muto, Ryota Isshiki, Miki B. Kurosawa, Junichiro Yamaguchi

    Trends in Chemistry   5 ( 1 ) 102 - 103  2023年01月  [査読有り]

    担当区分:筆頭著者

    DOI

  • Nickel-Catalyzed Aromatic C-H Functionalization

    Junichiro Yamaguchi, Kei Muto, Kenichiro Itami

    TOPICS IN CURRENT CHEMISTRY   374 ( 4 )  2016年08月

    書評論文,書評,文献紹介等  

     概要を見る

    Catalytic C-H functionalization using transition metals has received significant interest from organic chemists because it provides a new strategy to construct carbon-carbon bonds and carbon-heteroatom bonds in highly functionalized, complex molecules without pre-functionalization. Recently, inexpensive catalysts based on transition metals such as copper, iron, cobalt, and nickel have seen more use in the laboratory. This review describes recent progress in nickelcatalyzed aromatic C-H functionalization reactions classified by reaction types and reaction partners. Furthermore, some reaction mechanisms are described and cutting-edge syntheses of natural products and pharmaceuticals using nickel-catalyzed aromatic C-H functionalization are presented.

    DOI

 

現在担当している科目

▼全件表示

 

他学部・他研究科等兼任情報

  • 理工学術院   先進理工学部

学内研究所・附属機関兼任歴

  • 2022年
    -
    2024年

    カーボンニュートラル社会研究教育センター   兼任センター員

特定課題制度(学内資金)

  • 脱芳香族的アザスピロ環化を鍵とするセファロタキシン類天然物の短工程合成

    2023年  

     概要を見る

    2021年に報告したブロモフランとN-トシルヒドラゾンとのパラジウム触媒による脱芳香族的アザスピロ環化反応を用いて、セファロタキシン類天然物の短工程合成を目的に研究した。セファロタキシン類は数十種もの関連天然物が知られ、抗腫瘍活性をもつ天然物として古くから知られる。セファロタキシン類がもつアザスピロ環とテトラヒドロベンズアゼピン環からなる4環性骨格は多くの合成科学者の興味を惹き、未だ多くの合成化学者が独自の合成戦略で本天然物類の合成に挑戦している。とりわけ、比較的最近単離されたC11位が酸化された類縁体は、更に縮環したユニークな構造をもち、合成難度が高い。本研究では、C11位酸化体であるfortuneicyclidins A and B、とcephalotinesを合成標的に設定し研究した。それぞれ2工程で合成できるブロモフランとN-トシルヒドラゾンとのパラジウム触媒による脱芳香族的アザスピロ環化反応は円滑に進行し、目的のアザスピロ環化生成物を良好な収率で得ることができた。この生成物をTFA/TFAA中で加熱すると、骨格転位、脱保護、分子内環化、異性化が逐次的に進行し、本天然物がもつ4環性骨格を一挙に構築できた。その後、各種官能基変換を経て、fortuneicyclidins A and Bを全8工程、cephalotine Bを全9工程で合成完了した。我々の論文投稿前後に同一天然物の不斉合成が2例報告された。本研究はラセミ合成ではあり直接の比較は難しいものの、他2例(14–21工程)と比較しても圧倒的に短工程であり、我々の開発した反応、合成戦略の優位性が明白となった。本成果はChem Eur J誌で報告した。本成果は、本誌のVIP選出、カバアート選出、さらにChemistryViewsで紹介されるなど、国際的に高い評価を受けている。

  • 脱芳香族的な炭素縮環骨格構築法の開発

    2022年  

     概要を見る

    インダンやテトラリン骨格は生物活性物質に多く含まれる。本研究では申請者がこれまでに見いだしたベンジルパラジウム種の特異な反応性を活かし、環化による骨格形成と芳香環上の化学修飾の両者が一挙に進行する手法の開発を目指した。具体的に、パラジウム触媒存在下、容易に調製可能な炭素求核部位をもつハロアレーンとジアゾ化合物類を反応させることで、二つの炭素-炭素結合形成を伴う脱芳香族的環化反応である。種々検討した結果、本反応を進行させる条件を確立し、種々の置換インダンやテトラリンを本反応によって合成可能なことがわかった。天然物がもつ多環性分子合成にも適用できることも見いだした。

  • 汎用芳香族分子の新規三成分連結型二官能基化反応

    2021年  

     概要を見る

    ヘテロ原子官能基化された芳香族分子は機能の宝庫である。ヘテロ原子の導入により極性、電子的性質は変化する。特に、パラ位二置換芳香族分子は電子的性質や溶解性などの固体物性に劇的な変化を与えるため、医農薬や機能性有機材料分子に頻繁に導入される。本研究では、これら分子への簡便なアクセスを可能にすべく、ハロアレーンやフェノール類などの汎用芳香族分子の位置選択的な1,4-二官能基化反応の開発を目指した。その結果、パラジウム触媒による汎用芳香族分子に対するジアゾ化合物とアミンの1,4-カルボアミノ化が進行することを見いだした。また、分子内に窒素求核部位をもつハロアレーンでは分子内アザスピロ環化することも見いだした。

  • 脱芳香族化を鍵とする迅速なヘテロ脂環式骨格形成法の開発研究

    2020年  

     概要を見る

    ヘテロ原子をもつ脂環式化合物(ヘテロ脂環式化合物)は医薬品や生理活性物質に見られる重要骨格である。多様な置換様式をもつこれら化合物の新規合成法の開発は合成化学のみならず創薬化学など多分野に大きなインパクトを与える。本研究では、ヘテロ芳香環の脱芳香族的官能基化を開発を目指した。ヘテロ芳香環は豊富な化学フィードストックであり、ヘテロ脂環式分子合成にこれらの使用が可能となれば迅速に多様なヘテロ脂環式分子が合成できる。種々検討の結果、ブロモヘテロ芳香環を脱芳香族的官能基化できる触媒条件を見いだした。パラジウム触媒とジアゾ化合物、種々のカルボニル化合物を用いると、ブロモヘテロ芳香環が効率的に脱芳香族化できた。

  • 炭素-窒素結合切断を起点とする脱芳香族的官能基化反応の開発

    2018年  

     概要を見る

    多置換脂環式化合物は豊かな3次元骨格をもつため、創薬研究で需要の高い骨格である。本研究では、そのような脂環式化合物合成の新手法として、ベンジルアミン類を出発物質とし、脱芳香族的官能基化を鍵反応とする合成法の確立を目指した。ベンジルアミンのアミノメチル基は種々の芳香環修飾反応におけるよい配向基として機能するため、位置選択的な化学修飾が可能である。この利点を生かして置換様式の定まったベンジルアミン類を脱芳香族的に官能基化できれば、ベンジルアミン類をテンプレートしてモジュラー式の多置換脂環式化合物合成法となると考えた。そこで、これまでに見いだしたベンジルアルコールのC-O結合切断を起点とする触媒的脱芳香族的アリル化反応を参考に、ベンジルアミン類のC-N結合切断を伴う手法の開発を行った。反応条件を探索した結果、ベンジルアンモニウムとアリルスズとの脱芳香族的アリル化を進行させる触媒的条件を見いだした。ベンジルアミン類の位置選択的化学修飾、続く本脱芳香族的アリル化を用いて、実際に立ち感脂環式化合物合成法の確立も行った。

  • 精密制御分子触媒を用いたフェノールの炭素-ヒドロキシ結合のアミノ化反応

    2016年  

     概要を見る

    遷移金属触媒を用いたハロゲン化アリールと有機金属化合物とのクロスカップリング反応は信頼性の高い分子連結反応である。しかし、アリール化剤にハロゲン化アリールを用いなければならないという制約がある。この制約の解決にむけフェノール誘導体やアニリン誘導体を用いたクロスカップリング反応の開発が世界中で行われている。本研究ではフェノールと同様にユビキタス構造体であるカルボン酸誘導体を用いて検討を行い興味深い反応を発見した。具体的に、独自に開発したPd触媒と銅触媒、そしてアミン存在下、芳香族フェニルエステルとアルキンを反応させることで、脱カルボニルを伴いながらアリールアルキンが生成することを見出した。

▼全件表示