Yamamoto, Takashi

写真a

Affiliation

Faculty of Science and Technology, Department of Chemistry ( Yagami )

Position

Associate Professor

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3-14-1 Hiyoshi, Yokohama 223-8522

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Paper Count: 66 Citation Count: 1695 h-index: 24

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Career 【 Display / hide 】

  • 2004.04
    -
    2007.03

    Keio University, 21st Century COE Program "Life Conjugated Chemistry", RA

  • 2006.04
    -
    2007.03

    Japan Society for the Promotion of Science, Research Fellow (DC2)

  • 2007.04
    -
    2008.03

    Japan Society for the Promotion of Science, Research Fellow (PD)

  • 2007.05
    -
    2008.04

    University of Florida, Department of Chemistry, Visiting Scholar

  • 2008.05
    -
    2009.03

    Tokyo Institute of Technology, Chemical Resources Laboratory, Postdoctoral Fellow

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Academic Background 【 Display / hide 】

  • 2002.03

    Keio University, Faculty of Science and Engineering, Department of Chemistry

  • 2004.03

    Keio University, Graduate School, Division of Science and Engineering, School of Fundamental Science and Technology

  • 2007.03

    Keio University, Graduate School, Division of Science and Engineering, School of Fundamental Science and Technology

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Academic Degrees 【 Display / hide 】

  • Doctor of Science, Keio University, Coursework, 2007.03

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Research Areas 【 Display / hide 】

  • Nanotechnology/Materials / Green sustainable chemistry and environmental chemistry

  • Nanotechnology/Materials / Functional solid state chemistry

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Research Keywords 【 Display / hide 】

  • Electro-Organic Chemistry

  • Diamond Electrode

  • Diamond Electrode

  • Electro-Organic Chemistry

  • Inorganic Nanosheet

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Books 【 Display / hide 】

  • Diamond Electrodes: Fundamentals and Applications

    Yamamoto Takashi, Saitoh Tsuyoshi, Springer, 2022.03

    Scope: Electro-Organic Synthesis,  Contact page： 177-195

  • Electro-Organic Synthesis

    Yamamoto T., Saitoh T., Diamond Electrodes Fundamentals and Applications, 2022.01

    　View Summary

    In this chapter, we describe electro-organic synthesis using a boron-doped diamond (BDD) electrode. First, a brief introduction about electro-organic synthesis is provided. This section begins with an explanation of a basic concept in electro-organic synthesis, followed by an introduction of the important milestones. Second, we focus on the electrochemical molecular conversions where the BDD electrodes play a significant role. This section begins with a review of electrochemical properties of BDD, followed by an introduction of reported examples such as anodic methoxylation and dehydrogenative anodic C−C coupling reactions. Third, we describe our approaches toward natural product synthesis via electro-organic synthesis using a BDD electrode: (1) anodic oxidation of the phenol compound possessing a phenylpropanoid framework and (2) cathodic reduction of aromatic carbonyl compounds.

  • 有機電解合成の新潮流

    山本 崇史, 栄長 泰明, シーエムシー出版, 2021.11

    Scope: 第II編: 合成手法・応用 第23章: ダイヤモンド電極を用いた有機電解合成,  Contact page： 290-300

  • 第4版 現代界面コロイド化学の基礎

    H山本 崇史, HR, 彌田 智一, 丸善, 2018.05

    Scope: 7章: 分子の組織化－原子、分子、ナノ粒子の配列 5節: ナノポア材料の作製法と機能 2項b: 有機系規則配列,  Contact page： 392-394

  • Photon-Working Switches

    Yamamoto Takashi, Natsui Keisuke, Einaga Yasuaki, Springer, 2017.06

    Scope: Part III: Photophysics of Photoswitches, Chapter14: Photo-Modulation of Superconducting and Magnetic Property,  Contact page： 285-299

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Papers 【 Display / hide 】

  • Pretreatment of diamond electrodes toward CO<sub>2</sub> electroreduction at high current density

    Iwai, G; Yamamoto, T; Einaga, Y

    ELECTROCHIMICA ACTA 566 2026.08

    ISSN  0013-4686

    　View Summary

    Boron-doped diamond (BDD) electrodes are promising candidates for long-term and scalable CO<inf>2</inf> electroreduction, a key technology to realize a sustainable society. BDD electrodes have been shown to maintain a high Faradaic efficiency in CO<inf>2</inf> electroreduction for over 1,000 h of continuous operation. Furthermore, a preliminary CO<inf>2</inf> electroreduction step at low current density performed prior to main electrolysis (hereafter referred to as pre-electrolysis treatment) has been proposed as an effective surface treatment unique to BDD electrodes. However, it remains unclear whether this pre-electrolysis treatment is still effective for CO<inf>2</inf> electroreduction at high current density. In this work, we optimized a pre-electrolysis treatment protocol for BDD electrodes to achieve an efficient CO<inf>2</inf> electroreduction even at high current density. X-ray photoelectron spectroscopy studies revealed that the proportion of C–O/C=O and COOH bonding states at the BDD surface were increased after the pre-electrolysis treatment. Consequently, linear sweep voltammetry studies in a CO<inf>2</inf>-saturated electrolyte solution showed that the BDD electrode after the pre-electrolysis treatment exhibited a significant increase in current compared to the BDD electrode without the pre-electrolysis treatment. We propose that interactions between CO<inf>2</inf> molecules in the electrolyte solution and the oxygen-containing functional groups introduced at the BDD surface by the pre‑electrolysis treatment enhances the local CO<inf>2</inf> concentration, thereby promoting the CO<inf>2</inf> electroreduction. With the optimized pre-electrolysis treatment protocol, the Faradaic efficiency for formic acid production was enhanced from 19% to 71%, representing a 3.7-fold increase.

  • Enhanced CO Selectivity in CO<sub>2</sub> Electroreduction on Pyrazole-Modified Boron-Doped Diamond Electrodes

    Oh, E; Einaga, Y; Yamamoto, T

    CHEMELECTROCHEM 13 ( 6 )  2026.03

    ISSN  2196-0216

    　View Summary

    Electrochemical CO<inf>2</inf> reduction is a promising technology for converting CO<inf>2</inf> into value-added compounds, contributing toward a sustainable society. Controlling product selectivity is a critical aspect of CO<inf>2</inf> electroreduction, and various approaches have been developed to achieve high efficiency and selectivity. Bulding on our previous findings that surface modification of boron-doped diamond (BDD) electrodes with aniline enhances the selectivity of CO production through CO<inf>2</inf> capture by the nitrogen lone pair, we herein report pyrazole-modified BDD electrodes to further improve performance. The potential dependence of product selectivity was investigated, revealing that CO production was prominent at relatively positive potentials. Significantly, the selectivity of CO production was increased by up to a factor of two compared with the previously reported aniline-modified BDD. This enhanced performance is attributed to the synergistic effect of the adjacent nitrogen atoms: the high nucleophilicity of one nitrogen atom facilitates CO<inf>2</inf> capture, while the adjacent NH moiety stabilizes the intermediate through intramolecular hydrogen bonding.

  • Magnetoresistance effect based on spin-selective transport in nanodevices using chiral molecules

    Mizuki Matsuzaka, Kotaro Kashima, Koki Terai, Takumi Ueda, Ryunosuke Miyamoto, Takashi Yamamoto, Kohei Sambe, Tomoyuki Akutagawa, Hideo Kaiju

    Nanoscale (Royal Society of Chemistry (RSC))  17 ( 32 ) 18866 - 18875 2025

    ISSN  2040-3364

    　View Summary

    We have successfully observed the chirality-induced spin selectivity (CISS)-based magnetoresistance (MR) effect in Au/N-(3S)-3,7-dimethyloctyl[1]benzothieno[3,2-b]benzothiophene-2-carboxyamide (S-BTBT-CONHR)/Ni<sub>78</sub>Fe<sub>22</sub> nanodevices at room temperature.

  • Selective C-N Bond Cleavage in Unstrained Pyrrolidines Enabled by Lewis Acid and Photoredox Catalysis

    Aida, K., Hirao, M., Saitoh, T., Yamamoto, T., Einaga, Y., Ota, E., Yamaguchi, J.

    JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 146 ( 44 ) 30698 - 30707 2024.10

    ISSN  0002-7863

    　View Summary

    Cleavage of inert C-N bonds in unstrained azacycles such as pyrrolidine remains a formidable challenge in synthetic chemistry. To address this, we introduce an effective strategy for the reductive cleavage of the C-N bond in N-benzoyl pyrrolidine, leveraging a combination of Lewis acid and photoredox catalysis. This method involves single-electron transfer to the amide, followed by site-selective cleavage at the C2-N bond. Cyclic voltammetry and NMR studies demonstrated that the Lewis acid is crucial for promoting the single-electron transfer from the photoredox catalyst to the amide carbonyl group. This protocol is widely applicable to various pyrrolidine-containing molecules and enables inert C-N bond cleavage including C-C bond formation via intermolecular radical addition. Furthermore, the current protocol successfully converts pyrrolidines to aziridines, γ-lactones, and tetrahydrofurans, showcasing its potential of the inert C-N bond cleavage for expanding synthetic strategies.

  • Tailoring Unstrained Pyrrolidines via Reductive C–N Bond Cleavage with Lewis Acid and Photoredox Catalysis

    Marina Hirao, Kazuhiro Aida, Tsuyoshi Saitoh, Takashi Yamamoto, Yasuaki Einaga, Eisuke Ota, Junichiro Yamaguchi

    (American Chemical Society (ACS))   2024.07

    　View Summary

    Skeletal remodeling of unstrained azacycles such as pyrrolidine remains a formidable challenge in synthetic chemistry. To achieve such remodeling, continuous development of the cleavage of inert C–N bonds is essential. In this study, we introduce an effective strategy for the reductive cleavage of C–N bond in N-benzoyl pyrrolidine, leveraging a combination of Lewis acid and photoredox catalysis. This method involves single-electron transfer to the amide, followed by site-selective cleavage at C2–N bond. Cyclic voltammetry and NMR studies demonstrated that the Lewis acid is crucial for promoting the single-electron transfer from the photoredox catalyst to the amide carbonyl group. This protocol is widely applicable to various pyrrolidine-containing molecules and enables inert C–N bond cleavage including C–C bond formation via intermolecular radical addition. Furthermore, the current protocol successfully converts pyrrolidines to aziridines, lactones, and tetrahydrofurans, demonstrating the potential to expand synthetic strategies in skeletal remodeling.

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Papers, etc., Registered in KOARA 【 Display / hide 】

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Reviews, Commentaries, etc. 【 Display / hide 】

  • ダイヤモンド電極を活用したクメン酸化反応の開発

    北野麻奈, 山本崇史, 斉藤毅, 西山繁, 栄長泰明

    有機電子移動化学討論会講演要旨集 45th 2021

  • ホウ素ドープダイヤモンド電極を用いたイソオイゲノールの陽極酸化

    山本崇史, 五十嵐弾, 斉藤毅, 西山繁, WALDVOGEL Siegfried R., 栄長泰明, 栄長泰明

    日本化学会春季年会講演予稿集(CD-ROM) 98th 2018

  • ホウ素ドープダイヤモンドを陰極としたカルボニル化合物の電解還元

    中原謙心, 斉藤毅, 西山繁, 山本崇史, 栄長泰明, 栄長泰明

    電気化学秋季大会講演要旨集(CD-ROM) 2018 2018

  • ホウ素ドープダイヤモンド電極を活用したフェニルアセトン類の電解還元による新規炭素-炭素結合開裂反応

    張岩, 須貝智也, 斉藤毅, 山本崇史, 西山繁, 栄長泰明, 栄長泰明, 長瀬博, 長瀬博

    有機電子移動化学討論会講演要旨集 42nd 2018

  • ダイヤモンド電極を活用した有機電解合成

    YAMAMOTO Takashi, SAITOH Tsuyoshi, EINAGA Yasuaki

    NEW DIAMOND 34 ( 2 ) 26 - 29 2017.01

    Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal), Joint Work

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Presentations 【 Display / hide 】

  • Electrosynthesis Using Diamond Electrodes

    Takashi Yamamoto, Yasuaki Einaga

    [International presentation]  The 16th International Symposium on Organic Reactions (ISOR-16) (Yokohama) , 

    2025.11
    , 

    Oral presentation (invited, special)

  • Recent Advance in Diamond Electrodes: from Electro-Organic Synthesis to CO2 Electroreduction

    Takashi Yamamoto, Yasuaki Einaga

    [International presentation]  ISE Satellite Meeting: Electrifying Organic Synthesis (EOS-2025) – From Alternative Synthetic Access to Greener Production Methods (Yokohama) , 

    2025.09
    , 

    Oral presentation (invited, special)

  • Surface-Modified Diamond Electrodes for Electrochemical Application

    Takashi Yamamoto

    [International presentation]  10th German-Japanese Symposium on Electrosynthesis (GJSE-10) (Yokohama) , 

    2023.06
    , 

    Oral presentation (invited, special)

  • Sustainable Molecular Conversion Using Diamond Electrodes

    Takashi Yamamoto

    [International presentation]  The 15th International Symposium on Organic Reactions (ISOR-15), 

    2022.11
    , 

    Oral presentation (invited, special)

  • Diamond Electrode for Sustainable Synthesis

    Takashi Yamamoto

    [International presentation]  9th German-Japanese Symposium on Electrosynthesis (GJSE-9), 

    2022.10
    , 

    Oral presentation (invited, special)

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Research Projects of Competitive Funds, etc. 【 Display / hide 】

  • 光センシングによる電気化学界面の革新的診断・修復システムの創成

    2025.10
    -
    Present

    JST, CREST, 山本 崇史, Coinvestigator(s)

    　View Summary

    電気化学デバイスの性能を支配する固液界面は非常に複雑なため、機能発現や劣化の状態といった重要情報の迅速な取得は困難です。本研究では、情報技術との融合を可能とする電気化学界面の光センシング技術を開発し、従来の電流-電圧測定では難しかった革新的診断・修復技術を実現します。マルチスケール分光、材料・デバイス、情報・計算科学の研究者が結集して、持続可能社会の実現に向けたグリーン情報システムを構築します。
    ダイヤモンド電極上では、通常電極と異なり、活性化学種を効率的に発生することができる。すなわち、この活性種により高い反応性 (酸化／還元力) を示すことが期待される。したがって、このような活性化学種を有機電解合成におけるメディエーターとして活用することによって、従来研究の延長線上では困難な「不活性な化合物の直接的分子変換の実現」が期待できる。このことを利用して、本年度は、ダイヤモンド電極を用いた特異な反応を目指し、新規反応開拓、新規物質合成につなげることを目標としていくつかの成果を挙げた。はじめに、モリブデン触媒による窒素還元が報告されていることを利用し、モリブデンを電気化学的に修飾したダイヤモンド電極を作製した。この複合電極では、ダイヤモンド電極の耐久性を維持しつつ触媒能が付与されている。この電極を用いることにより、窒素還元でアンモニアを生成することに成功した。さらに、「不活性な化合物の直接的分子変換の実現」を目指し、反応系をフロー系としたリアクターを設計した。バッチ法と比べて、反応効率の向上などが期待できる。このフローリアクターを用いて、クメンの酸化反応を行ったところ、バッチ法より効率的に起こすことに成功した。そのほか、ダイヤモンド電極を用いた炭素－炭素結合開裂反応による有用物質創製のための実験系を構築した。実際に糖を電解により分解することができた。このことにより、ダイヤモンド電極界面での、糖の電解に関する基礎的な知見を得た。
    本年度は、ダイヤモンド電極上で発生することができる活性化学種を有機電解合成におけるメディエーターとして活用することによって、従来研究の延長線上では困難な「不活性な化合物の直接的分子変換の実現」を目指した。その結果、実際に、炭素－炭素結合開裂によって、実際の有用物質生成を実証する実験系の構築に成果を挙げた。さらに、その他の直接的分子変換系の構築として、窒素からのアンモニア生成や、クメンの酸化反応など、具体的な物質変換例を示すことができたため。
    次年度は、本年度の成果をふまえ、ダイヤモンド電極の特異性である「高効率で活性化学種を生成できる」ことをより積極的に利用した戦略的な新反応、新物質創製を目指す。
    本年度に構築した炭素－炭素結合開裂反応による有用物質創製系をさらに発展させ、実際に新反応、新物質創製を目指す新しい系を構築する。

  • 電解発生活性化学種の利用による新物質変換系の構築

    2023.04
    -
    2026.03

    MEXT,JSPS, Grant-in-Aid for Scientific Research, 山本 崇史, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Coinvestigator(s)

    　View Summary

    特殊な電極材料、特殊な電極界面を用いることで、従来法では達成できなかった反応を実現できる。また、そのような独特な反応を誘起することで、従来法による物質合成では達成し得なかった有用な物質を創製できる。特に、次世代の電極材料である「ダイヤモンド電極」の特異的な電気化学特性である「電解発生活性化学種の生成」に焦点を絞り、これを利用した独創的な反応開拓、ならびに革新的な物質創製へと展開することを目指す。
    ダイヤモンド電極上では、通常電極と異なり、活性化学種を効率的に発生することができる。すなわち、この活性種により高い反応性 (酸化／還元力) を示すことが期待される。したがって、このような活性化学種を有機電解合成におけるメディエーターとして活用することによって、従来研究の延長線上では困難な「不活性な化合物の直接的分子変換の実現」が期待できる。このことを利用して、本年度は、ダイヤモンド電極を用いた特異な反応を目指し、新規反応開拓、新規物質合成につなげることを目標としていくつかの成果を挙げた。はじめに、モリブデン触媒による窒素還元が報告されていることを利用し、モリブデンを電気化学的に修飾したダイヤモンド電極を作製した。この複合電極では、ダイヤモンド電極の耐久性を維持しつつ触媒能が付与されている。この電極を用いることにより、窒素還元でアンモニアを生成することに成功した。さらに、「不活性な化合物の直接的分子変換の実現」を目指し、反応系をフロー系としたリアクターを設計した。バッチ法と比べて、反応効率の向上などが期待できる。このフローリアクターを用いて、クメンの酸化反応を行ったところ、バッチ法より効率的に起こすことに成功した。そのほか、ダイヤモンド電極を用いた炭素－炭素結合開裂反応による有用物質創製のための実験系を構築した。実際に糖を電解により分解することができた。このことにより、ダイヤモンド電極界面での、糖の電解に関する基礎的な知見を得た。
    本年度は、ダイヤモンド電極上で発生することができる活性化学種を有機電解合成におけるメディエーターとして活用することによって、従来研究の延長線上では困難な「不活性な化合物の直接的分子変換の実現」を目指した。その結果、実際に、炭素－炭素結合開裂によって、実際の有用物質生成を実証する実験系の構築に成果を挙げた。さらに、その他の直接的分子変換系の構築として、窒素からのアンモニア生成や、クメンの酸化反応など、具体的な物質変換例を示すことができたため。
    次年度は、本年度の成果をふまえ、ダイヤモンド電極の特異性である「高効率で活性化学種を生成できる」ことをより積極的に利用した戦略的な新反応、新物質創製を目指す。
    本年度に構築した炭素－炭素結合開裂反応による有用物質創製系をさらに発展させ、実際に新反応、新物質創製を目指す新しい系を構築する。

  • Mass Production and Property of Two-Dimensional Magnetic Nanosheets

    2021.04
    -
    2024.03

    MEXT,JSPS, Grant-in-Aid for Scientific Research, 山本 崇史, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Principal investigator

    　View Summary

    厚みが数nm程度に対して横サイズが数μmに及ぶ超異方的2次元結晶の総称である無機ナノシートは次世代エレクトロニクス・スピントロニクスの基幹材料として有望視されている。本研究課題では、磁性体ナノシートの大量合成手法を確立することによって磁性パラメーターを実験的に獲得し、2次元磁性体の本質に迫ることを目的とする。具体的には、酸素や水に対して比較的耐性があり、磁気転移温度が比較的高い2次元磁性体であるFe3GeTe2, MPS3 (M: 遷移金属イオン) を探索対象とする。

  • 無機ナノシートの光磁気物性の開拓とスピントロニクスへの展開

    2018.04
    -
    2021.03

    Keio University, Grant-in-Aid for Scientific Research, Takashi Yamamoto, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Research grant, Principal investigator

  • 異種界面形成に基づいた協奏的な電子物性の開拓

    2013.04
    -
    2016.03

    Grant-in-Aid for Scientific Research, 山本 崇史, Research grant, Principal investigator

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Intellectual Property Rights, etc. 【 Display / hide 】

  • 自立性高分子薄膜

    Date applied： 2009-126425  2009.05 

    Date announced： 2010-275349  2010.12 

    Patent

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Awards 【 Display / hide 】

  • 令和元年度有機電子移動化学奨励賞

    2019.06, 有機電子移動化学研究会, 電子移動反応を活用した無機および有機材料の創出

    Type of Award： Other

  • 学生講演賞

    2006.03, 日本化学会・第86春季年会, Co-Feプルシアンブルー超薄膜における、異方的光誘起磁化の発現

    Type of Award： Award from Japanese society, conference, symposium, etc.

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Courses Taught 【 Display / hide 】

  • INDEPENDENT STUDY ON INTEGRATED DESIGN ENGINEERING

    2026

  • GRADUATE RESEARCH ON CHEMISTRY, LIFE SCIENCE, AND INFORMATICS 2

    2026

  • SEMINAR IN CHEMISTRY

    2026

  • LABORATORIES IN CHEMISTRY 1

    2026

  • SEMINAR IN EMERGING PHYSICO-CHEMISTRY 1

    2026

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Courses Previously Taught 【 Display / hide 】

  • LABORATORY IN SCIENCE

    Keio University

    2026.04
    -
    2027.03

  • INDEPENDENT STUDY ON INTEGRATED DESIGN ENGINEERING

    Keio University

    2026.04
    -
    2027.03

  • GRADUATE RESEARCH ON INTEGRATED DESIGN ENGINEERING 1

    Keio University

    2026.04
    -
    2027.03

  • INTRODUCTION TO FUNCTIONAL MATERIALS

    Keio University

    2026.04
    -
    2027.03

  • BACHELOR'S THESIS

    Keio University

    2026.04
    -
    2027.03

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Social Activities 【 Display / hide 】

  • セミナー「（有機）電解合成・電解反応のメカニズム、二酸化炭素の還元、電池・電子材料の合成、その他の応用　ダイヤモンド電極を活用した有機電解合成」

    技術情報協会

    2023.10

  • 電気化学セミナー「初心者のための電気化学測定法（実習編）　インピーダンス法による電解液のイオン伝導率測定」

    電気化学会

    2023.08

  • 電気化学セミナー「初心者のための電気化学測定法（実習編）　インピーダンス法による電解液のイオン伝導率測定」

    電気化学会

    2022.08

  • 地域連携授業 (川崎市立木月小学校)

    2018.01

  • 実験教室 (日本化学会・第97春季年会)

    2017.03

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Memberships in Academic Societies 【 Display / hide 】

  • 日本化学会

    　

  • 電気化学会, 

    2018
    -
    Present

  • 高分子学会

    　

  • 光化学協会

    　

  • American Chemical Society

    　

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Committee Experiences 【 Display / hide 】

  • 2024.12
    -
    Present

    化学グランプリ2025小委員会委員, 日本化学会

  • 2024.04
    -
    Present

    電気化学ディビジョン幹事, 日本化学会

  • 2024.04
    -
    Present

    電気化学ディビジョン幹事, 日本化学会

  • 2023.12
    -
    Present

    化学グランプリ2023オブザーバー, 日本化学会

  • 2023.12
    -
    Present

    化学グランプリ2024オブザーバー, 日本化学会

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