Теруаки Мукаяма

Теруаки Мукаяма
Теруаки Мукаяма
Рожденный	5 января 1927 г. ; Нагано , Япония
Умер	17 ноября 2018 г. (91 год)
Гражданство	Япония
Альма-матер	Токийский технологический институт ; Токийский университет (доктор философии)
Известный	Мукаяма альдольное дополнение ; Мукаяма гидратация ; Реактивы Мукаямы ; полный синтез таксола ; окислительно-восстановительная конденсация ;
	Научная карьера
Поля	Органическая химия
Учреждения	Университет Гакусюин ; Токийский технологический институт ; Токийский университет ; Токийский научный университет ; Институт Китасато ;
Докторантура	Тосио Хисино
Известные студенты	Эйити Накамура ; Исаму Шиина ;

Теруаки Мукаяма ( 向山光昭 , Мукаяма Теруаки , 5 января 1927 — 17 ноября 2018) — японский химик-органик . Один из самых плодовитых химиков 20-го века в области органического синтеза , Мукаяма помог основать область органической химии в Японии после Второй мировой войны. ^{[ 1 ]}

Образование

Мукаяма изучал химию в Токийском технологическом институте , получив степень бакалавра синтетической органической химии в 1948 году. В 1953 году он стал доцентом Университета Гакусюин , где оставался до тех пор, пока не получил докторскую степень. Получил степень бакалавра синтетической органической химии в Токийском университете в 1957 году. ^{[ 2 ]}

Исследования и карьера

Ранние работы

Мукаяма стал доцентом Токийского технологического института в 1958 году и получил должность профессора в 1963 году. В это время его основное внимание уделялось фосфорорганической химии. Изучая реакции дезоксигенации с участием фосфинов , Мукаяма обнаружил, что ацетат ртути(II), используемый в качестве катализатора, будет реагировать с соединениями фосфора(III) с образованием уксусного ангидрида . Этот первоначальный пример расширился до концепции реакции окислительно-восстановительной конденсации , в которой слабая кислота и слабое основание катализируют конденсацию посредством окислительно-восстановительной реакции - это станет основным направлением исследований Мукаямы на протяжении большей части его карьеры. ^{[ 1 ]} В исходной реакции фосфин служил восстановителем, акцептируя кислород, а ртуть(II) была окислителем, акцепторовавшим водороды, что приводило к конденсации карбоновых кислот с потерей молекулы воды. ^{[ 3 ]}

Эта структура была расширена за счет образования множества других функциональных групп, включая сложные эфиры и амиды , но наиболее важным был синтез эфиров фосфорной кислоты с использованием DEAD и спирта в 1967 году. ^{[ 4 ]} В том же году, когда была опубликована статья, соавтор и бывший студент Мукаямы Ойо Мицунобу атаковал продукты реакции с карбоновой кислотой в присутствии трифенилфосфина с получением сложного эфира , создав то, что теперь известно как реакция Мицунобу . ^{[ 5 ]}

Модификации альдольной реакции

Альдольная реакция является важным инструментом химиков-синтетиков. В простейшем случае альдольная реакция включает в себя соединение двух карбонильных соединений, образующих углерод-углеродную связь. В зависимости от того, в кислых или основных условиях реакция протекает, один из карбонилов атакует другой, который таутомеризуется либо в енол, либо в енолят. Однако, когда оба карбонила имеют одинаковую pKa, они оба могут действовать как нуклеофил или электрофил , что означает, что реакция может образовывать либо перекрестные продукты, либо самопродукты.

Исследуя соединения серы и бора в 1971 году, Мукаяма сообщил, что в результате реакции кетена с тиоборонитом образуется бета-гидроксиалкантиоат через промежуточное соединение винилоксиборана, который будет осуществлять альдольную реакцию с формальдегидом, оставшимся от синтеза кетена. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} Эти винилоксибораны оказалось легко синтезировать непосредственно из желаемых кетонов с использованием DBBT , который имеет более электроноакцепторную трифлатную группу вместо серы. ^{[ 8 ]} Еноляты бора представляют собой альтернативу енолятам металлов для проведения перекрестных альдольных реакций.

В продолжение своих более ранних исследований трехвалентного фосфора в качестве акцептора кислорода Мукаяма начал изучать роль металлических катализаторов дегидратационного алкилирования Фриделя-Крафтса и, в частности, тетрахлорида титана (IV) . В 1973 году он сообщил, что хлорид титана (IV), обработанный порошком цинка , катализирует пинаколовое сочетание карбонилов в ТГФ , которое образует алкен после кипячения с обратным холодильником с 1,4-диоксаном . ^{[ 9 ]} Это то, что теперь известно как реакция МакМерри - МакМерри опубликовал год спустя и процитировал Мукаяму и группу Тюрлика в Польше в своей статье, но позиция Японии в международном сообществе органической химии еще не была полностью разработана, и название сохраняется. ^{[ 2 ]}

Мукаяма снова обратился к хлориду титана (IV) в поисках подходящей кислоты Льюиса для активации альдегидов для реакции с эфирами силиленола в так называемой альдольной реакции Мукаямы . ^{[ 10 ]} Опубликованная в 1973 году, когда Мукаяма находился в процессе миграции в Токийский университет , она представляет собой перекрестную альдольную реакцию между эфиром силиленола (обычно полученным из выбранного карбонила с использованием метода Сторка). ^{[ 11 ]}) и предпочтительный альдегид в присутствии кислоты Льюиса, такой как хлорид титана (IV). Эта реакция является знаковым примером того, как активация альдегидов может позволить использовать в качестве реагентов даже электронно-нейтральные и слабонуклеофильные соединения, такие как эфиры силиленола.

Для использования эфиров силиленола необходимо добавить кислоту Льюиса, но не енолятов бора, поскольку у бора есть пустая орбиталь, а у кремния нет, что позволяет бору действовать как акцептор электронов. Олово(II) идет еще дальше, имея несколько пустых орбиталей, что позволяет ему координировать хиральные лиганды и вызывать энантиоселективность . которых составляет более 95% В 1982 году Мукаяма показал, что еноляты олова (II), полученные из трифлата олова (II), могут производить альдольные продукты, стереоспецифичность . ^{[ 12 ]} В то время, когда асимметричные реакции в основном полагались на хиральных вспомогательных веществ ковалентное связывание с реагентами, еноляты олова (II), образованные из хиральных диаминовых лигандов, полученных из L-пролина, могли достигать более 90% ее . ^{[ 13 ]}

Тезка реагента

В 1975 году Мукаяма сообщил, что йодид N -метил-2-хлорпиридиния (также называемый йодидом 2-хлор-1-метилпиридиния) обеспечивает дегидратационную конденсацию между карбоновой кислотой и спиртом или подобными функциональными группами с образованием сложноэфирной связи. ^{[ 14 ]} На начальной стадии процесса карбоксил замещает атом галогена в реагенте в присутствии основания . Образующийся пиридиловый эфир является активированным электрофилом , а также служит хорошей уходящей группой в последующей реакции нуклеофильного ацильного замещения с использованием спиртового реагента в качестве нуклеофила . Таким образом, семейство солей 2-галоген -N -алкилпиридиния получили название реагентов Мукаямы . Реакция дает низкие выходы, если стерически большие к месту реакции примыкают группы, такие как третичные атомы углерода , но ее можно улучшить, используя бром в качестве галогена. ^{[ 15 ]} За годы, прошедшие с момента его открытия, ряд различных ониевых солей использовался азаренов для катализа ряда различных реакций дегидратации, включая макролактонизацию . ^{[ 16 ]} В 1994 году Исаму Сиина разработал одноименную макролактонизацию в лаборатории Мукаямы, используя ароматической карбоновой кислоты ангидрид в присутствии катализатора на основе кислоты Льюиса . ^{[ 17 ]}

Синтез таксола

В начале 1990-х годов по меньшей мере тридцать отдельных групп работали над полным синтезом химиотерапевтического препарата паклитаксел (таксол), кульминацией которого стала публикация группой Роберта А. Холтона и К.С. Николау почти одновременной публикации в 1994 году. ^{[ 18 ]} К тому времени Мукаяма ушел из Токийского университета после достижения обязательного возраста в 60 лет и открыл академическую лабораторию в Токийском научном университете . Общий синтез таксола Мукаямы был опубликован в период с 1997 по 1999 год после пяти лет исследований, в результате чего лаборатория Мукаямы стала шестой группой, сообщившей о результатах.

Этот полный синтез в основном представляет собой линейный синтез , который образует четыре кольца таксола в порядке C, B, A, D. Он отличается от других использованием L-серина в качестве исходного материала и тем, что является единственным методом полного синтеза. не использовать лактам Одзимы для создания амидного хвоста. Вместо этого хвост создается с нуля путем преобразования бензилоксиуксусной кислоты в эфир силилинола , присоединения ее к бензальдегиду с добавлением альдола Мукаямы и создания амида из спирта посредством реакции Мицунобу с последующим бензоилированием.

В синтезе также использовались три окисления Сверна во время синтеза кольца C. Эта реакция обычно проводится при очень низких температурах (<-50 ° C) для стабилизации активированного промежуточного продукта ДМСО и постоянно выделяет сильно пахнущий ДМС , что очень затрудняет работу с ней в больших масштабах. Трудности, возникшие при их полном синтезе, побудили Мукаяму использовать альтернативный метод, и в 2001 году было разработано окисление при комнатной температуре с использованием N-хлорсукцинимида и каталитического количества N-бутилбензолсульфенамида. ^{[ 19 ]} Более электроотрицательный азот, соседний с серой в сульфенамиде, увеличил стабильность промежуточного соединения по сравнению с тем, которое образуется из связи сера-углерод ДМСО, и это было вдохновлено его более ранними работами с сульфенамидами, когда он еще работал в Токийском технологическом институте. ^{[ 2 ]}^{[ 20 ]}

Наследие

Мукаяма имел научную карьеру, охватывающую более шестидесяти лет, в течение которых он опубликовал более 900 статей. После своего основания в 1972 году Мукаяма публиковался только в японском журнале Chemistry Letters , ссылаясь на убеждение, что «результаты химии следует публиковать в журналах своей страны». ^{[ 21 ]} Сочетание высокого качества его работ и более чем 600 статей, которые он опубликовал в Chemistry Letters, сыграло важную роль в его распространении в других странах.

В общей сложности 145 человек получили докторскую степень под руководством Мукаямы, из них 54 в конечном итоге стали профессорами в различных институтах. ^{[ 2 ]}

Почести и награды

Мукаяма был отмечен за свои достижения в виде семи почетных степеней и членства в национальных академиях четырех стран. Он является тезкой Премии Мукаямы, присуждаемой Обществом синтетической органической химии Японии с 2005 года. ^{[ 22 ]} Среди его главных наград:

Премия Химического общества Японии 1973 г.
Императорская премия и премия Японской академии в 1983 году.
Медаль Николая Коперника Польской академии наук в 1986 году.
Заслуженный деятель культуры из Японии в 1992 г.
Кавалер Национального ордена за заслуги перед Францией в 1994 г.
Премия ACS за творческую работу в области синтетической органической химии от Американского химического общества в 1996 году.
Орден Культуры Японии 1997 г.
Премия «Тетраэдр» за творчество в области органической химии от Elsevier в 1998 году.
Золотая медаль сэра Дерека Бартона Королевского химического общества в 1998 году.

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Зеебах, Д. (2019). «Некролог: Теруаки Мукаяма (1927–2018)» . Энджью. хим. Намекать. Эд . 58 (18): 5803–5804. дои : 10.1002/anie.201902440 . ПМИД 30861285 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Мураками, М. (2021). «Достижения покойного профессора Теруаки Мукаямы» . Химический рекорд . 21 (1): 2–16. дои : 10.1002/tcr.202000105 . ПМИД 33305537 . S2CID 228101971 .
^ Мукаяма, Т (1976). «Окислительно-восстановительная конденсация». Энджью. хим. Межд. Эд . 15 (2): 94–103. дои : 10.1002/anie.197600941 .
^ О. Мицунобу; М. Ямада; Т. Мукаяма. (1967). «Получение эфиров фосфорной кислоты реакцией соединений трехвалентного фосфора с диэтилазодикарбоксилатом в присутствии спиртов» . Бык. хим. Соц. Япония . 40 (4): 935–939. дои : 10.1246/bcsj.40.935 .
^ Мицунобу, О.; Ямада, Ю. (1967). «Получение эфиров карбоновой и фосфорной кислот через четвертичные фосфониевые соли» . Бюллетень Химического общества Японии . 40 (10): 2380–2382. дои : 10.1246/bcsj.40.2380 .
^ Мукаяма, Теруаки; Иномата, Кацухико (1971). «Реакция тиоборонита. Удобный метод получения β-гидроксиалкантиоатов» . Бюллетень Химического общества Японии . 44 (11). Химическое общество Японии: 3215. doi : 10.1246/bcsj.44.3215 . ISSN 0009-2673 .
^ Мукаяма, Т.; Иномата, К.; Мураки, М. (1972). «Винилоксибораны как синтетические полупродукты». Бюллетень Химического общества Японии . 95 (3): 967–968. дои : 10.1021/ja00784a079 .
^ Мукаяма, Т.; Иноу, Т. (1976). «Новая кросс-альдольная реакция через винилоксибораны». Химические письма . 5 (6): 559–562. дои : 10.1246/кл.1976.559 .
^ Мукаяма, Т.; Сато, Т.; Ханна, Дж. (1973). «Восстановительное связывание карбонильных соединений с пинаколами и олефинами с использованием TiCl4 и Zn» . хим. Летт. 2 (10): 1041–1044. дои : 10.1246/кл.1973.1041 .
^ Мукаяма, Т.; Нарасака, К.; Банно, К. (1973). «Реакция нового альдольного типа» . хим. Летт. 2 (9): 1011–1014. дои : 10.1246/кл.1973.1011 .
^ Аист, Г.; Гудрлик, П.Ф. (1968). «Выделение енолятов кетонов в виде триалкилсилиловых эфиров». Журнал Американского химического общества . 90 (16): 4462–4464. дои : 10.1021/ja01018a051 .
^ Мукайяна, Т.; Стивенс, RW; Ивасава, Н. (1982). «Трифлат олова: новая альдольная реакция через еноляты двухвалентного олова». хим. Летт. 11 (3): 353–356. дои : 10.1246/кл.1982.353 .
^ Ивасава, Н.; Мукаяма, Т. (1983). «Высокоэнантиоселективная реакция альдольного типа 3-ацетилтиазолидин-2-тиона с ахиральными альдегидами». хим. Летт. 12 (3): 297–298. дои : 10.1246/кл.1983.297 .
^ Мукаяма, Т.; Усуи, М.; Шимада, Э.; Сайго, К. (1975). «Удобный метод синтеза эфиров карбоновых кислот». хим. Летт. 4 (10): 1045–1048. дои : 10.1246/кл.1975.1045 .
^ Сайго, К.; Масахиро, У.; Кикучи, К.; Шимада, Э.; Мукаяма, Т. (1977). «Новый метод получения эфиров карбоновых кислот» . Бюллетень Химического общества Японии . 50 (7): 1863–1866. дои : 10.1246/bcsj.50.1863 .
^ Мукаяма, Т.; Усуи, М.; Сайго, К. (1976). «Легкий синтез лактонов» . хим. Летт. 5 (1): 49–50. дои : 10.1246/кл.1976.49 .
^ Шиина, И.; Мукаяма, Т. (1994). «Новый метод получения макролидов из ω-гидроксикарбоновых кислот». хим. Летт. 23 (4): 677–680. дои : 10.1246/кл.1994.677 .
^ Нина Холл (2003). «Создание сложности – красота и логика синтеза» . хим. Коммун. 6 (6): 661–664. дои : 10.1039/b212248k .
^ Мукаяма, Т.; Мацуо, Дж.; Иида, Д.; Китагава, Х. (2001). «Каталитическое окисление различных спиртов до соответствующих карбонильных соединений N-хлорсукцинимидом с использованием каталитического количества сульфенамида». хим. Летт. 30 (8): 846–847. дои : 10.1246/кл.2001.846 .
^ Мукаяма, Т.; Кобаяши, С.; Кумамото, Т. (1970). «Сульфенилирование активных метиленовых соединений с использованием сульфенамидов». Буквы тетраэдра . 11 (59): 5115–5118. дои : 10.1016/S0040-4039(00)96953-3 .
^ Теруаки Мукаяма (1990). «Проблемы синтетической органической химии» Clarendon Press. 2003 г. ISBN 978-0198556442
^ «Общество синтетической органической химии, Япония» .

[obit-1] Перейти обратно: ^а ^б Зеебах, Д. (2019). «Некролог: Теруаки Мукаяма (1927–2018)» . Энджью. хим. Намекать. Эд . 58 (18): 5803–5804. дои : 10.1002/anie.201902440 . ПМИД 30861285 .

[achievements-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Мураками, М. (2021). «Достижения покойного профессора Теруаки Мукаямы» . Химический рекорд . 21 (1): 2–16. дои : 10.1002/tcr.202000105 . ПМИД 33305537 . S2CID 228101971 .

[3] Мукаяма, Т (1976). «Окислительно-восстановительная конденсация». Энджью. хим. Межд. Эд . 15 (2): 94–103. дои : 10.1002/anie.197600941 .

[4] О. Мицунобу; М. Ямада; Т. Мукаяма. (1967). «Получение эфиров фосфорной кислоты реакцией соединений трехвалентного фосфора с диэтилазодикарбоксилатом в присутствии спиртов» . Бык. хим. Соц. Япония . 40 (4): 935–939. дои : 10.1246/bcsj.40.935 .

[5] Мицунобу, О.; Ямада, Ю. (1967). «Получение эфиров карбоновой и фосфорной кислот через четвертичные фосфониевые соли» . Бюллетень Химического общества Японии . 40 (10): 2380–2382. дои : 10.1246/bcsj.40.2380 .

[Mukaiyama_Inomata_1971_pp._3215–3215-6] Мукаяма, Теруаки; Иномата, Кацухико (1971). «Реакция тиоборонита. Удобный метод получения β-гидроксиалкантиоатов» . Бюллетень Химического общества Японии . 44 (11). Химическое общество Японии: 3215. doi : 10.1246/bcsj.44.3215 . ISSN 0009-2673 .

[7] Мукаяма, Т.; Иномата, К.; Мураки, М. (1972). «Винилоксибораны как синтетические полупродукты». Бюллетень Химического общества Японии . 95 (3): 967–968. дои : 10.1021/ja00784a079 .

[8] Мукаяма, Т.; Иноу, Т. (1976). «Новая кросс-альдольная реакция через винилоксибораны». Химические письма . 5 (6): 559–562. дои : 10.1246/кл.1976.559 .

[9] Мукаяма, Т.; Сато, Т.; Ханна, Дж. (1973). «Восстановительное связывание карбонильных соединений с пинаколами и олефинами с использованием TiCl4 и Zn» . хим. Летт. 2 (10): 1041–1044. дои : 10.1246/кл.1973.1041 .

[10] Мукаяма, Т.; Нарасака, К.; Банно, К. (1973). «Реакция нового альдольного типа» . хим. Летт. 2 (9): 1011–1014. дои : 10.1246/кл.1973.1011 .

[11] Аист, Г.; Гудрлик, П.Ф. (1968). «Выделение енолятов кетонов в виде триалкилсилиловых эфиров». Журнал Американского химического общества . 90 (16): 4462–4464. дои : 10.1021/ja01018a051 .

[12] Мукайяна, Т.; Стивенс, RW; Ивасава, Н. (1982). «Трифлат олова: новая альдольная реакция через еноляты двухвалентного олова». хим. Летт. 11 (3): 353–356. дои : 10.1246/кл.1982.353 .

[13] Ивасава, Н.; Мукаяма, Т. (1983). «Высокоэнантиоселективная реакция альдольного типа 3-ацетилтиазолидин-2-тиона с ахиральными альдегидами». хим. Летт. 12 (3): 297–298. дои : 10.1246/кл.1983.297 .

[14] Мукаяма, Т.; Усуи, М.; Шимада, Э.; Сайго, К. (1975). «Удобный метод синтеза эфиров карбоновых кислот». хим. Летт. 4 (10): 1045–1048. дои : 10.1246/кл.1975.1045 .

[15] Сайго, К.; Масахиро, У.; Кикучи, К.; Шимада, Э.; Мукаяма, Т. (1977). «Новый метод получения эфиров карбоновых кислот» . Бюллетень Химического общества Японии . 50 (7): 1863–1866. дои : 10.1246/bcsj.50.1863 .

[16] Мукаяма, Т.; Усуи, М.; Сайго, К. (1976). «Легкий синтез лактонов» . хим. Летт. 5 (1): 49–50. дои : 10.1246/кл.1976.49 .

[17] Шиина, И.; Мукаяма, Т. (1994). «Новый метод получения макролидов из ω-гидроксикарбоновых кислот». хим. Летт. 23 (4): 677–680. дои : 10.1246/кл.1994.677 .

[18] Нина Холл (2003). «Создание сложности – красота и логика синтеза» . хим. Коммун. 6 (6): 661–664. дои : 10.1039/b212248k .

[19] Мукаяма, Т.; Мацуо, Дж.; Иида, Д.; Китагава, Х. (2001). «Каталитическое окисление различных спиртов до соответствующих карбонильных соединений N-хлорсукцинимидом с использованием каталитического количества сульфенамида». хим. Летт. 30 (8): 846–847. дои : 10.1246/кл.2001.846 .

[20] Мукаяма, Т.; Кобаяши, С.; Кумамото, Т. (1970). «Сульфенилирование активных метиленовых соединений с использованием сульфенамидов». Буквы тетраэдра . 11 (59): 5115–5118. дои : 10.1016/S0040-4039(00)96953-3 .

[21] Теруаки Мукаяма (1990). «Проблемы синтетической органической химии» Clarendon Press. 2003 г. ISBN 978-0198556442

[22] «Общество синтетической органической химии, Япония» .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

Базы данных авторитетного контроля
Международный	ЯВЛЯЮТСЯ ВИАФ WorldCat
Национальный	Франция Данные БНФ Германия Израиль Соединенные Штаты Япония Австралия Нидерланды
академики	Скопус
Люди	Находка
Другой	ИдРеф