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Mandai Ryo

Institute for Integrated Innovations Institute for Chemical Reaction Design and DiscoverySpecially Appointed Assistant Professor

Researcher basic information

■ Degree
  • Ph.D, The University of Tokyo, Mar. 2026
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
Researcher number
  • 41038905
ORCID IDJ-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • Polymer chemistry
  • Organometallics
  • Organic synthesis
Research Field
  • Nanotechnology/Materials, Structural organic chemistry and physical organic chemistry
  • Nanotechnology/Materials, Synthetic organic chemistry

Career

■ Career
Career
  • Apr. 2026 - Present
    Hokkaido University, Institute for Chemical Reaction Design and Discovery (WPI-ICReDD), Specially Appointed Assistant Professor, Japan
  • Apr. 2023 - Mar. 2026
    The University of Tokyo, The Graduate School of Engineering, JSPS Research Fellow, Japan
Educational Background
  • Apr. 2023 - Mar. 2026, The University of Tokyo, The Graduate School of Engineering, Department of Chemistry and Biotechnology, PhD. student, Japan
  • Apr. 2021 - Mar. 2023, The University of Tokyo, The Graduate School of Engineering, Department of Chemistry and Biotechnology, 修士課程, Japan
  • Apr. 2019 - Mar. 2021, The University of Tokyo, The Faculty of Engineering, Department of Chemistry and Biotechnology, Japan
  • Apr. 2017 - Mar. 2019, The University of Tokyo, College of Arts and Sciences, 理科一類, Japan

Research activity information

■ Awards
  • Mar. 2026, The University of Tokyo, Sigma-Aldrich Rising Star Award and Lecture
  • Sep. 2025, 近畿化学協会有機金属部会, 第71回有機金属化学討論会 口頭発表賞
  • Apr. 2025, 日本化学会第 105 春季年会実行委員会, 日本化学会第105春季年会 学生講演賞
  • Oct. 2024, MSD生命科学財団, 第15回大津会議優秀発表賞(研究プロポーザル)
  • Oct. 2024, MSD生命科学財団, 第15回大津会議アワードフェロー
  • Sep. 2024, 近畿化学協会有機金属部会, 第70回有機金属化学討論会 ポスター賞
  • Dec. 2023, 日本化学会化学フェスタ実行委員会, 第13回CSJ化学フェスタ 優秀ポスター発表賞
  • Sep. 2023, 近畿化学協会有機金属部会, 第69回有機金属化学討論会 ポスター賞
  • Aug. 2023, 第54回構造有機化学若手の会 夏の学校 ポスター講師賞
  • Aug. 2022, 第53回構造有機化学若手の会 夏の学校 学生ポスター賞
■ Papers
  • Repetitive Ethylene Insertion into the Pd–OAc Bond: Synthesis of Heterotelechelic Polyethylene and Effective Copolymerization of Ethylene with Vinyl or Allyl Acetate
    Yusuke Hori; Rin Seki; Ryo Mandai; Atsushi Furuta; Takanori Iwasaki; Kokin Nakajin; Yoshishige Okuno; Kyoko Nozaki
    Journal of the American Chemical Society, 148, 26, 27042, 27048, American Chemical Society (ACS), 24 Jun. 2026
    Scientific journal
  • Stable Yet Strongly Lewis‐Acidic Anions Enabling Cooperative Catalysis with Cationic Transition‐Metal Complexes
    Ryo Mandai; Takanori Iwasaki; Kyoko Nozaki
    Angewandte Chemie International Edition, 64, 37, e202503322, Wiley, 30 Jun. 2025, [Peer-reviewed], [Lead author]
    English, Scientific journal, Abstract

    Ionic transition‐metal complexes play a crucial role as catalysts in organic transformations. Their counteranions often stand aside from the catalytic cycle or occasionally participate in the catalytic cycle as a Brønsted base due to their nucleophilic character. Herein, we developed a stable yet Lewis‐acidic anion, BBcat , based on tetrakis(pentafluorophenyl)borate and featuring Lewis‐acidic catechol borane moieties and applied it to transition‐metal catalysis to recognize Lewis‐basic substrates. Upon admixture with Bu 4 N – BBcat , 31 P NMR chemical shift of O═PEt 3 significantly lower‐shifted, implying the strong Lewis acidity of BBcat despite being an anion. In an Ir complex supported by a bidentate phosphine ligand, BBcat resides in the second coordination sphere as a noncoordinating counteranion. Ir/PHOX‐BBcat exhibited an 8.2‐fold higher reaction rate than Ir/PHOX‐BArF consisting of the non‐coordinating anion in the hydrogen isotope exchange of acetophenone derivatives bearing additional Lewis‐basic functionalities. The acceleration effect depends on the steric hindrance and basicity of the additional Lewis‐basic sites, located at remote positions to the C─H bond to be deuterated. These results clearly indicate that the interaction of BBcat with the Lewis‐basic sites plays a crucial role, facilitating cooperative catalysis of the cationic transition‐metal center and the counteranion.
  • Sequence‐Controlled Copolymerization of Structurally Well‐Defined Multinuclear Zinc Acrylate Complexes and Styrene
    Takanori Iwasaki; Gaito Suehisa; Ryo Mandai; Kyoko Nozaki
    Macromolecular Rapid Communications, 46, 3, 2400742, Wiley, 09 Nov. 2024, [Peer-reviewed]
    English, Scientific journal, Abstract

    The copolymerization of two or more monomers produces polymeric materials with unique properties that cannot be achieved with homopolymers. However, precise control over the polymer sequence remains challenging because the sequence is determined by the inherent reactivity of comonomers. Therefore, only limited methods using modified monomers or supramolecular interactions are reported. In this study, the sequence control of acrylate‐styrene copolymerization using multinuclear zinc complexes is reported. The copolymerization of the zinc acrylate complex with a polymeric sheet‐like structure and styrene in benzene affords a copolymer with a higher content of acrylate triad than calculated for the statistical random model, whereas tetranuclear zinc acrylate (TZA) affords a copolymer with fewer adjacent acrylate sequences. The copolymer with a higher content of acrylate triad exhibits a lower glass transition temperature because of the higher mobility of the longer polystyrene segments. These results highlight the promise of multinuclear zinc acrylate complexes as monomers for sequence‐controlled copolymerization.
■ Lectures, oral presentations, etc.
  • Ru光触媒–ルイス酸性アニオンの協働作用による[2+2]環化付加
    萬代 遼; 岩﨑 孝紀; 野崎 京子
    日本化学会第106春季年会, 17 Mar. 2026, Oral presentation
  • Development of Lewis Acidic Weakly Coordinating Anions and their Application to Catalytic Regioselective C-H Functionalization.
    萬代 遼; 岩﨑 孝紀; 野崎 京子
    第71回有機金属化学討論会, 18 Sep. 2025, Oral presentation
  • Catalytic Application of Lewis Acidic Weakly Coordinating Anions
    萬代 遼; 岩﨑 孝紀; 野崎 京子
    日本化学会第105春季年会, 28 Mar. 2025, Oral presentation
  • Development of Lewis acidic weakly coordinating anions enabling novel mechanism in transition metal catalysis.
    萬代遼
    第15回大津会議, 30 Sep. 2024, Oral presentation
  • 三配位ホウ素ルイス酸部位を有する弱配位アニオンによるイリジウム触媒反応の選択性制御
    萬代 遼; 岩﨑 孝紀; 野崎 京子
    日本化学会第104春季年会, 21 Mar. 2024, Oral presentation
  • Development of Lewis Acidic Weakly Coordinating Anions and their Application to Catalytic Regioselective C-H Functionalization.
    萬代 遼; 岩﨑 孝紀; 野崎 京子
    日本化学会第103春季年会, 24 Mar. 2023, Oral presentation
  • ハロゲン結合部位を有するアニオンの開発およびその遷移金属触媒反応への応用
    萬代 遼; 岩崎 孝紀; 野崎 京子
    日本化学会第102春季年会, 25 Mar. 2022, Oral presentation
■ Research Themes
  • Novel Catalysis by Lewis Acid Weakly Coordinated Anions
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2023 - Mar. 2026
    萬代 遼
    酸性/塩基性官能基による基質の精密な配向性制御を以て複雑な分子変換を行うメタロエンザイムに倣い、第二配位圏に基質認識部位を有する遷移金属触媒が近年注目されている。この概念の実現には適切な位置に認識部位を配置するために複雑な分子設計が必要になるが、我々は弱配位アニオンに注目し、第二配位圏による基質の配向性制御をより簡易に行うことを目指した。すなわち、ルイス酸性を帯びながらも弱配位アニオンとして機能する分子を開発し、遷移金属-弱配位アニオン協奏的な新規触媒作用の実現を目指した。ルイス酸性弱配位アニオンがカルボニル等の基質中の極性官能基を酸塩基相互作用によって認識し、基質の配向を制御すると同時に、静電相互作用によりイオン対が協奏的に基質を活性化する。静電相互作用により連結されたカチオンとアニオンの相対位置は高い自由度を持つため、本法により遷移状態に柔軟に対応して複数の基質を活性化し、分子変換反応の活性化障壁を低減できる。本研究では弱配位アニオンでありながらルイス酸として機能する分子の開発により、カチオン-弱配位アニオン協奏的な基質活性化の実証を試みた。
    申請者はホウ素官能基をテトラアリルボラートに導入することで、ルイス酸性を示す弱配位アニオンの合成に成功した。驚くべきことに、このアニオン性分子は強いルイス酸性を示しながらも熱的に安定であり、カチオン性金錯体と組み合わせて触媒反応に応用可能であることが明らかになった。ルイス酸性弱配位アニオンを対アニオンに有するイリジウム錯体を、二官能性アレーンの重水素による水素同位体交換反応に用いたところ、従来の弱配位アニオンよりも顕著に高い活性が確認された。この加速効果は基質上の官能基の塩基性と立体に強く依存し、アニオン-基質間の酸塩基相互作用が肝要であることが示唆された。得られた成果は査読付き国際誌に投稿し、現在リビジョン中である。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for JSPS Fellows, The University of Tokyo, 23KJ0761