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Morozumi Tatsuya

Faculty of Science　Chemistry　Inorganic and Analytical ChemistryAssistant Professor

Researcher basic information

■ Degree
  • 博士（工学）, 筑波大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
J-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • 有機化学
Research Field
  • Nanotechnology/Materials, Synthetic organic chemistry
■ Educational Organization

Research activity information

■ Awards
  • 2010, 北海道分析化学賞
    Japan
■ Papers
  • Development and Mechanistic Insights into Nef Reaction for Preparation of Aldehydes Using Singlet Oxygen
    Ira Novita Sari; Bobo Yan; Tatsuya Morozumi; Yuichi Kamiya; Taiki Umezawa
    Organic Letters, American Chemical Society (ACS), 17 Apr. 2025
    Scientific journal
  • Chemoselective Preparation of Alkynes from Vicinal and Geminal Dibromoalkenes.
    Hyuga Okumura; Nurcahyo Iman Prakoso; Tatsuya Morozumi; Taiki Umezawa
    Organic letters, 26, 46, 9817, 9821, 22 Nov. 2024, [International Magazine]
    English, Scientific journal, The reductive conversion of vicinal and geminal dibromoalkenes into the corresponding alkynes with iPrMgCl-LiCl (Turbo Grignard reagent) is described. This reaction proceeded in the presence of various functional groups such as ethers, esters, or carbamates under mild conditions in high yields. Due to the selective reactivity, the easily prepared vic-dibromoalkene is considered to be a protecting group of alkyne toward an electrophile. Although butyl lithium has been widely used for the conversion of gem-dibromoalkenes into alkynes in the Corey-Fuchs alkyne synthesis, we report here alternative mild and chemoselective reaction conditions for alkyne synthesis.
  • Synthesis and Conformational Analysis of α,β-Dichlorocarbonyl Compounds
    Shunta Kobayashi; Nurcahyo Iman Prakoso; Xin Zheng; Shin ichiro Noro; Masaru Hashimoto; Tatsuya Morozumi; Taiki Umezawa
    European Journal of Organic Chemistry, 27, 33, 02 Sep. 2024
    Scientific journal
  • Mild Metal-Free 1,2-Dichlorination of Alkynes by NCS-PPh3-H2O System
    Jianan Yuan; Nurcahyo Iman Prakoso; Tatsuya Morozumi; Taiki Umezawa
    Synthesis (Germany), 56, 5, 771, 776, 15 Sep. 2023
    Scientific journal
  • PANI sensor for monitoring the oxidative degradation of wine using cyclic voltammetry.
    Parvin Begum; Liu Yang; Tatsuya Morozumi; Teruo Sone; Toshikazu Kawaguchi
    Food chemistry, 414, 135740, 135740, 15 Jul. 2023, [International Magazine]
    English, Scientific journal, Redox species in wine are altered by pH and some wines are easily degraded due to oxidation and sulfur dioxide (SO2) reduction. There is a need for quick, easy, simple, and economical methodologies for pH and wine-oxidized products (acetaldehyde) analysis. This study aimed to measure pH and degradation of wines that were electrochemically analyzed using polyaniline (PANI) sensor. Gas chromatography (GC) and fourier transform infrared spectrometer (FT-IR) were also used. Electrochemical analysis showed that oxidation was accelerated and peak currents (Ip,a) and potentials (Ep,a) shifted to negative direction due to acetaldehyde formation. PANI sensor achieved a limit of detection (LOD) of 7 × 10-1 ppm and a sensitivity of 5.20 µA ppm-1 cm-2. Acetaldehyde formation was confirmed by GC (30%) and FT-IR spectra at 1647 cm-1 to the CO vibration of aldehyde. These results suggested that acetaldehyde degraded the taste of wine after remaining open.
  • Alginic Acid Beads Containing Fluorescent Solvatochromic Dyes Display an Emission Color Response to a Cationic Surfactant.
    Kazuki Kishi; Amane Ichimura; Zhang Shuai; Yu Otsuka; Tatsuya Morozumi; Koji Yamada
    Polymers, 14, 21, 01 Nov. 2022, [International Magazine]
    English, Scientific journal, Lipophilic fluorescent dyes can be employed as sensors for surfactants present in concentrations above the critical micellar concentration (CMC) where the dyes are monodispersed in micelles. However, the surfactant concentration range over which these dyes are effective is narrowed because by the sigmoidal nature of their responses. To overcome this limitation, we developed a novel sensor material comprised of a labeled fluorescent solvatochromic dye covalently bonded to alginate gel, which is known to strongly adsorb cationic surfactants. We hypothesized that the dye-alginate conjugate would undergo fluorescent color changes in response to binding of surfactants which alter the polarity of the surrounding environment. Indeed, addition of the representative cationic surfactant, cetylpyridinium chloride (CPC), to an aqueous solution of the alginate conjugated fluorescent solvatochromic dye leads to a visible fluorescent color change when the concentration of CPC is below the CMC. The average values of the color appearance parameter, referred to as a hue, of light emitted from gels, calculated by analysis of fluorescence microscopy images using ImageJ software, were found to be approximately linearly dependent on the concentration of CPC encapsulated in the alginate-fluorescent dye complex. This finding shows that absorbed CPC can be quantitatively determined over a wide concentration range in the form of simple fluorescence wavelength or visible responses.
  • Development of an Electrochemical Sensing System for Wine Component Analysis
    Parvin Begum; Tatsuya Morozumi; Toshikazu Kawaguchi; Teruo Sone
    ACS Food Science and Technology, 1, 11, 2030, 2040, 17 Dec. 2021
    Scientific journal
  • Design, Synthesis, and Antifouling Activity of Glucosamine-Based Isocyanides
    Taiki Umezawa; Yuki Hasegawa; Ira S. Novita; Junya Suzuki; Tatsuya Morozumi; Yasuyuki Nogata; Erina Yoshimura; Fuyuhiko Matsuda
    MARINE DRUGS, 15, 7, Jul. 2017
    English, Scientific journal
  • Determination of SDS Using Fluorescent γ-Cyclodextrin Based on TICT in Aqueous Solution
    OKA Yoshikazu; NAKAMURA Shinnosuke; UETANI Yusuke; MOROZUMI Tatsuya; NAKAMURA Hiroshi
    Analytical Sciences, 28, 10, 973, 978, Japan Society for Analytical Chemistry, 10 Oct. 2012
    English, Fluorescent γ-cyclodextrin derivatives, modified using N-phenyl-x-anthracenecarboxamido (ACs; x = 9, 1), were synthesized and investigated using fluorescence and UV-vis spectroscopy. Fluorescence enhancements of ACs were observed up to 12-fold by the addition of sodium dodecyl sulfate (SDS) below the critical micellar concentration (CMC). In the presence of a nonionic surfactant, such as Triton X-100, fluorescence spectra were scarcely changed. The fluorescence selectivity between SDS and Triton X-100 was clarified from the different spectral behaviors by circular dichroism and 1H NMR spectroscopies.
  • Rotaxane type complexation behavior of cyclodextrins with a series of donor-acceptor covarently linked compounds
    T Morozumi; T Kimura; T Ujiie; H Yonemura; T Matsuo; H Nakamura
    JOURNAL OF INCLUSION PHENOMENA AND MACROCYCLIC CHEMISTRY, 50, 1-2, 105, 110, Oct. 2004, [Peer-reviewed]
    English, Scientific journal
  • Complexation behaviors of polyether-type fluorescent reagents having anthracene units at their terminals
    Takahisa Anada; Takuya Kitaoka; Hideyuki Ota; Yusuke Kakizawa; Takahiro Akita; Tatsuya Morozumi; Hiroshi Nakamura
    Bunseki Kagaku, 48, 1107, 1114, 01 Dec. 1999
    A new fluorescent reagent, N,N'-(4,7,10-trioxatridecane-1, 13-diyl)bis(anthracene-9-carbonamide) (5), and its analogues(1-4 and 6), which have two anthracene moieties at both terminals of linear polyethers, were synthesized. Their complexation behavior with alkaline earth cations was investigated by fluorescence spectrometry, fluorescence life- time, and 1H NMR spectrometry. When metal ions were added to these reagent solutions, fluorescence spectral changes were observed. In particular, 5 showed a drastic change in the fluorescence spectra accompanied by metal ion binding. The fluorescence spectra of 5 completely changed from that of monomer to excimer emission. All reagents formed a 1 : 1 complex with alkaline earth cations. The 1H NMR spectra of 5 with alkaline earth cations suggested the stacking of two anthracene moieties with each other. However, the interactions between two anthracenes were weak on the ground state for the other compounds (1 - 4 and 6).
■ Other Activities and Achievements
■ Affiliated academic society
  • 第21回シクロデキストリンシンポジウム札幌
  • 高分子学会
  • 光化学協会
  • 有機試薬研究懇談会
  • 有機合成化学協会
  • 日本分析化学会・有機試薬研究懇談会
  • 日本分析化学会 有機試薬研究懇談会
  • 日本分析化学会 北海道支部
  • 日本分析化学会
  • 日本化学会
■ Research Themes
  • The Study on the new chemosensors detected by the controlling a new charge transfer process.
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2004 - 2005
    MOROZUMI Tatsuya; NAKAMURA Hiroshi
    New fluorescent ionophores containing a series of anthracene aromatic amides and naphtylmethyl-N-phenyl amides moiety based on oligo-ethylene oxide have been synthesized and its photochemical behaviors have been studied. In the absence of metal ion, these amides moiety showed a weak fluorescence emission (fluorescence "off state"). However, complexation with Ca^<2+> induced a large enhancement effect on the fluorescence intensity of 1_4 and 1_5 from the naphthalene ring (fluorescence "on" state). This behavior can be explained by in terms of the similar twisted intramolecular charge transfer relaxation mechanism. Such an "off-on" fluorescence response provided the digital detection of alkaline earth metal ions.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Hokkaido University, 16550065
  • Analytical Application of Molecular Recognition by Photochemistry of Excited States
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    2004 - 2005
    NAKAMURA Hiroshi; YOSHIDA Noboru; MOROZUMI Tatsuya
    New compounds which contain two anthracene units in the molecules combining with polyether were synthesized. These compounds will recognize molecules or ions at the excited state of the anthracene moieties.
    When these reagents are excited by UV light, the photo dimerization at anthracen rings occurred, and three regio-isomers formed. The ratio of the regio-isomers was changed by the addition of alkaline earth metal ions such as calcium ion. To elucidate this phenomenon, the complex formation constants for alkaline earth metal ions were evaluated. However, photometric method such as fluorescence or absorption spectrometry caused the photo dimerization. H-NMR titration method was adopted to evaluate the formation constants. From the result of formation constants, we found that calcium ion forms the most stable complex in alkaline earth metal ions. The chemical shift change at the complexation shows that the calcium complex takes the most suitable conformation for photo dimerization.
    A new compound which has two anthracene units linked to polyether via aromatic carboxamide moiety was synthesized. The compound with 2-anthracene analogue has large complexing ability with calcium ion, and shows large increase of fluorescence emission (40 fold) at the complexation.
    Tne new compounds which have naphthalene acetamide units was also synthesized. Although the methylene units was inserted between naphthalene and amide moietys, the excited state of naphthalene has been quenched and little emission was observed. This fact may be caused by combination of TICT mechanism and PET (photo induced electron transfer) mechanism. The conplexation of this compound with calcium ion induced an emission from naphthalene moiety, and this emission was caused from a decrease of TICT quenching efficiency by the complex formation.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), HOKKAIDO UNIVERSITY, 16550064
  • Development of Fluorescent Reagents for Chirality Recognition Based on π-Electron Interaction
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    1999 - 2001
    NAKAMURA Hiroshi; MOROZUJNI Tatsuya; YOSHIDA Noboru; TANAKA Shunitz
    Development of the reagent with pyrene moieties in the terminal of oligopeptide chain Amino acid[ was selected as a target guest of molecular recognition. A molecular design was carried out as follows: L-Phenylalanine or related molecules were introduced on 1,4-diaminobutane by amide bond. To this compound, naphthalene or pyrene moieties were also introduced. This reagent was expected to form a complex with guest molecule by the hydrogen bonds, and to show a fluorescence change was observed at the complex formation.
    However, a little fluorescence change was observed at the complex formation with L- or D- phenylalanine esters.
    On the other hand, the ^1H NMR spectra showed the chirality recognition for L- or D- phenylalanine esters.
    2. Development of cyclodextrin base reagents
    Cyclodextrin was selected as a molecular recognizing moiety, and naphthalene group was introduced on the cyclodextrin via methylene chain with several carbon atoms.
    This compound (reagent) exhibits a change of fluorescence intensity depending on pH off the aqueous solution, and can be used for a pH sensor.
    This reagent also shows a fluorescence change at the complex formation with guest molecules such as (-)borneol or 1-adamentanol. Induced circular Dichroism of this reagent by the guest molecules shows the usefulness for the chirality recognition.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), HOKKAIDO UNIVERSITY, 11440214
  • キラリティ認識のための電荷移動相互作用型蛍光・吸光試薬の開発
    科学研究費助成事業
    1999 - 1999
    中村 博; 吉田 登; 諸角 達也
    アミノ酸を検出目的対象物として選び、これと錯形成するとともにケイ光スペクトルが変化する配位子を分子設計し、合成を行った。ケイ光を発する官能基として、ナフタレン環を選び、ナフトエ酸をポリエーテルとL-フェニルアラニンをそれぞれアミド結合を介して結合させた。これは、配位子内に不斉炭素原子を持つとともに、ケイ光発光団を導入したものである。この配位子はこのままでは、アミン類とは分子間錯体を形成しなかった。これは、分子内水素結合が強いためと考えられた。そこで、アミドプトンをすべてメチル基に置換し、分子間の水素結合を優先するような化合物を合成した。これについてはアミノ酸類と錯形成し、それに伴って、ナフタレン環のダイマー発光と思われるケイ光が増大した。
    日本学術振興会, 萌芽的研究, 北海道大学, 11875182
  • On-Off信号を示すアントラセン部位を有する非環状クラウンエーテル試薬の開発
    科学研究費助成事業
    1998 - 1999
    諸角 達也
    平成11年度は、アントラセン芳香族アミド体の光励起状態からの緩和課程について考察するため溶媒依存性について検討した。その結果、3種の化学種すなわちアントラセンとアニリド部位が直交した構造(以下、直交構造)、分子全体が平面になった構造(以下、平面構造)、そしてアミド結合が折れ曲がったTwisted Intramolecular Charge Transfer(TICT)状態を順次経由して消光することが示唆された。今回、我々が開発したアントラセン芳香族アミド体を末端に有する非環状クラウンエーテル試薬は、アルカリ土類金属イオンと錯形成することにより、TICT状態への緩和経路を抑制し、直交および平面構造から、蛍光発光することが明らかになった。錯体構造についてH^1-NMR分光法用いて詳細に検討したところ、エーテル酸素とカルボニル酸素が協調的にアルカリ土類金属イオンに配位することにより、エチレンオキシ単位が3および4では、平面構造を、エチレンオキシ単位が5の場合では、直交構造をとっていることが明らかになった。アルカリ土類金属イオンと錯形成を介して、これらの構造が光励起状態においても固定されるので、蛍光発光を示すと考えられる。さらに、錯形成の効果を定量的に検討するため、蛍光量子収率を決定した。本試薬の金属イオン不在下における蛍光量子収率は、0.0003程度とほぼ消光した。エチレンオキシ単位が5のCa^<2+>錯態の場合では、蛍光量子収率は、0.014と決定され、これは42倍の増加である。他の試薬でもほぼ同様の効果が観察された。金属イオン不在下と存在下における蛍光量子収率の比較から、本試薬は明瞭なOn-Off信号を示すということがわかった。
    以上の結果から、我々はOn-Off信号を示すアントラセン部位を有する非環状クラウンエーテル試薬の開発に成功した。
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, 10750581
  • Development of Polyether Type Chromogenic Reagents Based on Interaction between Aromatic π-Electrons
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    1997 - 1999
    NAKAMURA Hiroshi; HAYASHITA Takashi; YOSHIDA Noboru; TANAKA Shunitz; MOROZUMI Tatuya
    Fluorescent reagents which have a new emission mode change of the fluorescence have been developed. The structures of these reagent consisted of polyoxyethylene chains which have various fluorescent moieties in the both terminals. The molecular designs and syntheses of the reagents were taken place, and their properties as analytical reagents for alkaline earth metal ions were assessed.
    (1) The pyrene rings were introduced to the polyoxyethyene as fluorescent moieties, and benzene rings were inserted in the polyether as a part of oxyethylene in order to increase rigidity of the ligand. This reagent complexed with alkaline earth metal ions and the fluorescence spectra changed from an excimer to a monomer emission. This properties could be applied to an analytical uses. The detailed structural change were discussed byィイD11ィエD1 HNMR data.
    (2) The anilide moiety were introduced between anthracene and polyether moieties. This reagent scarcely emitted a fluorescence from anthracen part in the free form, but gave a strong fluorescence in the complex form with alkaline earth metal ions. This phenomena could be interpreted as a TICT mechanism.
    (3) The two different fluorescent moieties were introduced to the both terminals of polyethers asymmetrically.
    This compounds showed a fluorescence via energy transfer from one to another fluorescent moieties. This fluorescence changed to an exciplex emission by the complexation with alkaline earth metal ions.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 09555260
  • アルカリ金属に選択的な均一系型新規クラウンエーテル比色試薬の開発
    科学研究費助成事業
    1998 - 1998
    中村 博; 早下 隆士; 諸角 達也
    均一系で使用できるクラウンエーテル型アルカリ金属指示薬の開発を行った。錯形成部位としてクラウンエーテル、酸解離部位としてニトロフェノール型及びアゾフェノール型色素を持つ化合物を種々合成した。
    これらのクラウンエーテル試薬について、アルカリ金属イオンとの錯形成にともなう酸解離定数の変化を測定した。アゾフェノール型色素の場合は、クラウンエーテルに錯形成する事によりアゾ基の電子密度が減少してプロトン化が抑制されることを期待したが、アルカリ金属イオンとクラウンエーテルとの錯形成が弱いため、酸解離定数の変化は見られなかった。
    そこで酸解離を起こすフェノール性水酸基と錯形成部位であるクラウンエーテル部位を近づけた試薬を新たに合成して、検討した。その結果、ナトリウムイオンが存在すると、pKaで最大1.0程度小さくなり、酸解離が10倍促進されることがわかった。以前合成したピクリルアミン型のクラウンエーテルが2倍しか促進されなかったのに対して大きな進歩である。これは、構造的にフェノール性水酸基がクラウンエーテルのすぐ上に位置するために、錯形成した金属イオンによって解離が促進されること。また、水酸基のプロトンが金属イオンの錯形成をじゃまして、プロトン化錯体の生成を防止しているためと考えられる。
    以上のことから、pHを適当に保てば、アルカリ金属イオンを加えることで吸収スペクトルが変化する試薬となることが示された。
    日本学術振興会, 萌芽的研究, 北海道大学, 10875166
  • 電子移動反応を利用したクラウンエーテル型蛍光・吸光試薬の開発
    科学研究費助成事業
    1996 - 1996
    中村 博; 吉田 登; 諸角 達也
    本研究では、アントラキノンを電子受容性官能基として用いた。これをクラウンエーテル類似体であるポリエーテル鎖の両端に導入した化合物を新たに合成し、これについて酸化還元挙動をCV法により測定し、金属イオン存在による影響を検討した。
    まず、ポリオキシエチレンの両端にアミノ基をもつ化合物(市販品)から出発して、これにアントラキノン2-カルボン酸をアミド結合を介して2組結合させた化合物(1)を合成した。この化合物についてアセトニトリル中での酸化還元挙動をCV法によって検討した。
    金属塩の存在しない時には、1は通常のアントラキノンのCVパターンを示したが、アルカリ土類金属(Ca^<2+>など)が存在すると、より正側に新たな還元波が出現することを見い出した。これは、金属イオンとの錯形成により、2つのアントラキノン部位が近づき、このπ軸道間の相互作用(電荷移動相互作用)により空軸道が分裂して、その結果還元されやすくなったものと結論された。
    また、アントラキノンの代わりにキサンテンを蛍光官能基として導入した化合物も合成し、希土類金属イオンとの錯形成を検討した。その結果、テルビウム(III)との強い錯形成が見られた。一方、この錯体のキサンテン部位を光励起すると、キサンテンからの発光は全く見られず、テルビウムからの強い発光が見られた。これは、キサンテンの励起3重項からテルビウム(III)へ効率よく励起エネルギーが移動してテルビウムイオンが発光したものである。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 08650957
  • アロステリックな効果を利用した新規クラウンエーテル型蛍光・吸光試薬の開発
    科学研究費助成事業
    1995 - 1995
    中村 博; 諸角 達也; 吉田 登
    生体系や環境中で重要な役割を果たしているカリウムやカルシウムなどのアルカリ・アルカリ土類金属イオンの高感度かつ簡便な分析法を検討した。クラウンエーテル類似化合物として、分子内に芳香環を2個持つポリエーテルを分子設計・合成し、蛍光光度法に用いる分析試薬としての性能を評価した。
    長鎖ポリエーテルの構成成分としてo-フェニレン基を導入して鎖の剛直性を増した化合物を基本骨格として、その両端にピレンやキサンテンを導入した化合物を合成した。
    (1)まずピレンを導入した化合物についてアセトニトリル溶液中で、アルカリ・アルカリ土類金属との錯形成挙動を検討した。その結果、鎖長の短いポリオキシエチレン鎖の場合は錯形成能は弱いながらもリチウムイオンに選択性を有し、錯形成に伴い蛍光スペクトルがピレンのダイマーからモノマーへと変化していった。エーテル鎖に5個の酸素原子を含む化合物ではカルシウムに選択的となった。
    (2)希土類金属イオンとの錯形成を試み、配位子からのエネルギー移動による希土類の増感発光を試みた。上記の化合物ではテルビウム(III)などの希土類イオンとは錯形成をするが明確な可視領域の発光は見られなかった。これはピレンのT_1とテルビウムイオンとのエネルギー差が適当でないためであった。一方、ピレンの代わりにキサンテンを導入した化合物ではテルビウム(III)に対して400倍近い発光の増大が認められ、三重項経由の効率のよいエネルギー移動が観測できた。
    日本学術振興会, 一般研究(C), 北海道大学, 07650971
  • スイッチ機能およびエネルギー変換機能を有する分子認識素子の開発と応用
    Competitive research funding