化學系

Permanent URI for this communityhttp://rportal.lib.ntnu.edu.tw/handle/20.500.12235/57

國立臺灣師範大學化學系座落於公館校區理學院大樓。本系成立於民國五十一年,最初僅設大學部。之後於民國六十三年、七十八年陸續成立化學研究所碩士班和博士班。本系教育目標旨在培養化學專業人才與中等學校自然及化學專業師資,授課著重理論及應用性。本系所現有師資為專任教授25人,另外尚有與中央研究院合聘教授3位,在分析、有機、無機及物理化學四個學門的基礎上發展跨領域之教學研究合作計畫。此外,本系另有助教13位,職技員工1位,協助處理一般學生實驗及行政事務。學生方面,大學部現實際共322人,碩士班現實際就學研究生共174人,博士班現實際就學共55人。

本系一向秉持著教學與研究並重,近年來為配合許多研究計畫的需求,研究設備亦不斷的更新。本系所的研究計畫大部分來自國科會的經費補助。此外,本系提供研究生獎助學金,研究生可支領助教獎學金(TA)、研究獎學金(RA)和部分的個別教授所提供的博士班學生獎學金(fellowships)。成績優良的大學部學生也可以申請獎學金。

本校圖書館藏書豐富,除了本部圖書館外,分部理學院圖書館西文藏書現有13萬餘冊,西文期刊合訂本有911餘種期刊,將近約3萬冊。此外,西文現期期刊約450種,涵蓋化學、生化、生物科技、材料及其他科學類等領域。目前本系各研究室連接校園網路,將館藏查詢、圖書流通、期刊目錄轉載等功能,納入圖書館資訊系統中,並提供多種光碟資料庫之檢索及線上資料庫如Science Citation Index,Chemical Citation Index,Chemical Abstracts,Beilstein,MDL資料庫與STICNET全國科技資訊網路之查詢。

News

Browse

Search Results

Now showing 1 - 10 of 17
  • Item
    Pseudouridine 的合成研究
    (2023) 林筠翔; Lin, Yun-Xiang
    自然界中,C-nucleosides相較於N-nucleosides為少數,N-C醣苷鍵在合成途中有機會被水解以及酵素降解,C-C醣苷鍵能避免掉此種影響。生物體內RNA核醣核酸以及DNA去氧核醣核酸皆是N-nucleosides。在此,我們團隊感興趣的核苷為pseudouridine (Ψ),於1951年從t-RNA被發現,是第一個也是最大量的C-nucleosides,相較於uridine (U) 多出了一個氫鍵,增加RNA的剛性及穩定性。然而建構C-C醣苷鍵難度難度較高,控制產物的立體組態也是一大挑戰,在此,我們對建立醣苷鍵進行了多種方法的研究,希望能有效的控制立體組態,合成pseudouridine。
  • Item
    nauclealise A的合成研究
    (2023) 陳英惠; Chen, Ying-Hui
    2016年由楊新全團隊從具有抗炎活性的藥物植物Nauclea officinalis分離並鑑定nauclealise A,結構為spiro[pyrrolidin-3,3'-oxindole]環的新型吲哚生物鹼,包含兩個尚未被鑑定的立體中心。經由實驗顯示抗腫瘤、抗菌和抗炎的生物活性,具有開發抗炎藥物的潛力。本論文以此結構作為有機合成的目標物,希望能夠以合成方法確認其結構,並訂定兩個立體中心的相對組態。 本研究以ethyl-2-methylpyrrole-3-carboxylate作為起始物,在氮上進行TIPS保護後,在4號位上以Vilsmeier-Haack反應引進甲醯基,再經由Wittig反應及水解後進行aldehyde homologation,同時,tryptamine在鹽酸中以DMSO作為氧化劑製備2-hydroxytryptamine氯化氫鹽,並與前述醛化合物進行分子內合環等一系列反應建構spiro[pyrrolidin-3,3'-oxindole]中的五環,也透過X-ray單晶繞射鑑定兩個非鏡像異構物的立體組態。接著對18號位 (pyrrole環) 上的碳進行甲醯基化反應,最後得到nauclealise A的結構,並與楊新全團隊的光譜數據進行分析。
  • Item
    探究人類降鈣素雙位點突變變異體其低聚性的原因
    (2023) 張玉蓓; Chang, Yu-Pei
    不可逆的聚集行為經常會大幅度地限制胜肽藥物的治療效果。舉例來說,人類降鈣素(human calcitonin, hCT)是一種由32個胺基酸所組成的胜肽激素,由甲狀腺的濾泡旁細胞(C-cells)所分泌,其在生物體中有著調節血鈣水平及維持骨骼型態的生理功能,因此能夠用於治療骨骼等相關疾病,像是骨質疏鬆症和佩吉特氏病等。但由於蛋白質聚集且形成澱粉樣蛋白纖維的傾向很高,導致其作為藥物的潛力受到限制。目前的臨床藥物則由低聚集傾向的鮭魚降鈣素(salmon calcitonin, sCT)所取代,sCT的序列中在N末端也和hCT一樣,具雙硫鍵連接而成的環形結構,但有16個胺基酸的位置與hCT不同,序列同源性很低,部分患者服藥後產生嚴重的副作用。以往的研究證實,Tyr-12和Asn-17兩個位點在誘導hCT 纖維化中起著關鍵作用,雙突變可大大地增強其抗聚集特性。在這項研究中,我們分別檢查雙突變(Y12LN17H)和單突變hCT(Y12L、N17H)形成寡聚物或α-螺旋構形的難易程度,透過比較來了解雙突變體聚性降低的原因,並幫助了解 hCT 纖維化的機制。另外,我們還參考預測軟體及其他文獻的建議繼續尋找更為優化的變異體,透過一系列實驗觀察了解新變異體的聚集特性,雖然結果不如預期,並無法超越原本的雙突變變異體使蛋白質聚性再度降低,然而有這些新變異體的實驗結果比較,協助我們更進一步推測雙突變變異體聚性很低的原因,期望我們的發現也將有助於設計治療性胜肽藥物。
  • Item
    去氫環肽素衍生物的合成研究
    (2022) 楊玉翎; Yang, Yu-Ling
    天然物Cyclopenin及Viridicatin是在1960年代在圓弧青黴菌(P. cyclopium)及鮮綠青黴菌(P. viridicatum)的代謝物中被分離出來。Viridicatin為結構中含有quinolinone骨架的生物鹼,被發現具有抑制人類免疫缺陷病毒(HIV)複製的Sodium methoxide活性。而結構中含有苯并二氮呯(benzodiazepine)骨架的Cyclopenin家族,則於2021年被發現對於SARS-CoV-2 Mpro具有良好的抑制活性潛力。Luckner團隊在進行Cyclopenin的結構鑑定過程中發現,當Cyclopenin被置於稀釋的酸性溶液中,會失去其光學活性,並得到Viridicatin,隨後White團隊在1970年以化學合成的方式確立兩者天然物在生物體內的關係。而目前在生物合成上發現Cyclopenin會在AsqI酵素催化下進行縮環反應,推測會經由離去異氰酸甲酯進行重排得到Viridicatin,不過確切的反應機制仍尚未確立。由於根據White團隊的方法,Cyclopenin縮環形成Viridicatin的步驟在不需經由酵素催化便可進行,由於本實驗室對於此步驟的反應機制深感興趣,所以想先透過化學合成的方式來合成Dehydrocyclopeptin及衍生物,作為合成Cyclopenin及其衍生物的前驅物,以利後續探討反應機制。我們使用鄰硝基苯甲酸(o-nitrobenzoic acid)作為起始物,透過乙二醯氯(oxalyl chloride)進行醯氯化後,與甘胺酸(glycine)進行縮合反應得到o-nitro-hippuric acid。接著與4-甲基苯甲醛(4-methylbenzaldehyde)進行Erlenmeyer反應,建立具有立體選擇性的 (Z)-4-(4-methylbenzylidene)-2-(2-nitrophenyl)oxazol-5-one的單一產物。隨後使用甲醇鈉對其碳氧雙鍵進行加成後開環,再使用氫化鈉對醯胺基團的氮去質子化,與甲基碘進行取代反應,得到methyl-2-(N-methyl-2-nitrobenzamido)-3-(p-tolyl)acrylate的Z : E = 1 : 0.8的混合物後直接進行還原反應。為了避免benzylidene取代的雙鍵也被還原,我們使用鐵粉及硫酸鐵作為溫和的還原條件,選擇性對硝基進行還原,原先預期會得到以Z組態為主的產物methyl (Z)-2-(2-amino-N-methylbenzamido)-3-(p-tolyl)acrylate,卻在經由NMR鑑定之後發現E組態才是主產物,不過在後續使用MeOH : Piperidine = 1:1的迴流條件下,可成功進行分子內合環建立benzodiazepine骨架,得到雙鍵為Z組態的4’-Methyldehydrocyclopeptin。
  • Item
    N1-Methylpseudouridine 的合成研究
    (2022) 林怡靜; Lin, Yi-Ching
    N1-methylpseudouridine 是1976年首次自Streptomyces platensis var. clarensis鉑鏈黴菌培養液中分離出的天然物。和它的衍生物pseudouridine一樣,它也是一種由碳碳鍵連接含氮鹼基和醣而組成的核苷分子。自從covid-19爆發後,N1-methylpseudouridine 在mrnA疫苗的開發上佔有一席之地。現今兩大疫苗公司Pfitzer以及Moderna所開發的mrnA疫苗中,都分別將核酸序列中的U(Uridine)都換成N1-methylpseudouridine,這樣不但仍然保留了可以辨識U的部分,N1-methylpseudouridine所提供的N-1甲基還可以提供RNA序列有力的立體阻礙,防止被近一步氧化,甚至整個序列被水解破壞。由於上述具有潛力的應用,引起了我們合成N1 -methylpseudouridine的興趣。雖然過去在1980年代pseudouridine的取代方便,可以直接透過pseudouridine或是以pseudouridine製備的起始物進行甲基化後得到N1-methylpseudouridine,然而現今酵素合成pseudouridine的成本不但高,來源也不易取得,如果用化學合成此類C-nucleosides 也相當具有挑戰性,因此我們才會想開發N1-methylpseudouridine的全合成。
  • Item
    由碘介導甲醇/乙醇間斷異-納札羅夫環化反應之共軛二烯以獲得高取代性之二烷氧基環戊烯衍生物
    (2023) 吳冠杰; Wu, Guan-Jie
    在1942年,科學家發現了納札羅夫(Nazarov)反應。然而在接下來的近八十年中,由於對其合成意義缺乏認識,這個反應並未受到太多關注。直到過去十年才有大量的研究被報導出來,原因在於此反應對於天然化合物或醫藥分子中所含的五圓環衍生物而言,是個十分有效的合成途徑。本研究即是以納札羅夫(Nazarov)反應的延伸 :「間斷異-納札羅夫(Interrupted Iso-Nazarov)」進行研究,探討不同溶劑作為親核劑在合環時產生的加成反應。使用二烯醛(Dienals)架構的分子與碘作為催化劑,搭配不同溶劑進行間斷異-納札羅夫合環反應,並利用聚焦式微波合成儀將反應時間大幅縮短,同時提升反應產率。利用親核基捕捉環戊烯中間體 ,進一步從結果探討捕捉加成時的不同立體位向,最終得到高度立體選擇性的不同取代基之二烷氧基環戊烯衍生物。
  • Item
    以理論計算探討含硫系統之光譜動力學效應與能源應用
    (2020) 黃俊皓; Huang, Chun-Hao
    本篇論文主旨為探討嶄新含硫系統在應用於有機發光二極體 (Organic Light-Emitting Diode, OLED) 或電池等能源相關材料時之獨特性質。本篇論文共分為兩個部分。在第一部分(第三、四、五章)中,我們以第一原理計算探討含硫之有機小分子系統的光譜動力學效應。第二部分(第六章)是以理論計算探討將一維TiS2(en)奈米結構應用於鋰離子電池電極之可行性。 在第一部份中,我們探討在有機小分子系統中引入硫羰基之光物理現象。含硫羰基之有機小分子的最低單重激發態(S1)之躍遷為nπ*,同時硫原子的重原子效應可促使S1(nπ*)-Tn(ππ*)間自旋-軌道耦合的進行,進而導致室溫磷光的產生。在第三章中,我們以人工合成之DNA鹼基對dTPT3為雛形,精心設計了一系列的純有機小分子,並由共同合作之台大周必泰教授實驗室進行合成與光譜測量。其中擁有硫羰基物種之S1(1nπ*)與T1(3ππ*)能階間SOC積分值遠大於擁有羰基之物種,此現象歸因於前者適當的激發態能階排列與硫的重原子效應,進而導致在室溫下的溶液或固態中皆能夠同時產生螢光與磷光。 在第四章中,我們與台大周必泰教授實驗室合作並共同發表了O-H----S氫鍵的形成以及其激發態分子內氫鍵開關反應所導致的室溫磷光。在此篇具開創性的文獻中,此現象由擁有強極性(C-O-H)----分散性(S=C)型氫鍵之DM-7HIT所展示。經激發後,DM- 7HIT異常地在550與685 nm處出現了雙重室溫磷光。我們發現DM- 7HIT最低激發態(S1)之躍遷為硫之非鍵結軌域(n)至π*,造成O-H鍵從有氫鍵之S1(nπ*)結構翻轉為無氫鍵之S’1(nπ*)結構,再透過系統間跨越與內轉換使T’1(nπ*)之電子分布提升。快速的氫鍵開/關行為在T’1(nπ*)與T1(nπ*)間發生,並在平衡達成後放出T1(nπ*,550 nm)與T’1(nπ*,685 nm)雙重磷光。這些結果證實含硫氫鍵開關機制的普遍性,也對氫鍵的化學開啟了一個新的篇章。 在第五章中,我們使用第一原理計算探索硫酮衍生物中S2能階不同的去活化路徑。本研究所使用之模擬模型包含先前已成功合成之硫酮化合物與人工設計之分子,以找出可能可以展現S2激子分裂現象之基本共振單元。我們將不同的分子骨架以及取代基進行交互配對以調控較低能量能階之相對排列。透過合理且精細的分子設計,我們發現被改造之硫酮衍生物擁有接近2 eV之大的S2-S1能差同時也擁有進行稀有S2激子分裂的可能性,其三重態激子之放光波段被預測在紅光與近紅外光的範圍。 在第二部份 (第六章) 中,我們擴大了所研究的含硫系統大小至一維鍊狀固態晶體結構。TiS2(en)為對層狀結構之TiS2使用維度縮減方法所切割出之一維鏈狀產物。我們使用第一原理計算,發現鋰原子嵌入LixTiS2(en)的過程遵循Rüdorff模型,且被預測將沿著一維TiS2(en)結構之軸方向進行擴散。LixTiS2(en)僅約0.27 eV的擴散能障近似於已商業化之LixCoO2(約0.21 eV)與LixFePO4(約0.16 eV),表示鋰離子可順暢地在LixTiS2(en)中進行移動。LixTiS2(en)(0≦x≦1)之開路電壓為1.6 V至1.04 V,介於如1M LiPF6 in EC/DEC (1:1)之常見電解液的穩定工作電壓範圍(1.0 V – 4.7 V)內。有鑑於上述性質,TiS2(en)有機會被設計為一高安全性、擁有足夠輸出電壓,且能快速充放電的電池。此研究可激發未來對維度縮減之奈米結構在鋰離子電池之應用,相信可對尚未被發掘出的優勢進行更深入的探索。
  • Item
    Yatein衍生物的合成研究
    (2021) 韓孟儒; Han, Meng-Ru
    依託泊苷(etoposide)用於治療多種惡性腫瘤及癌症,但製備須從鬼臼屬植物中分離(-)-鬼臼毒素((–)-podophyllotoxin),再經由人工合成得到。(-)-鬼臼毒素的生物合成是由松柏醇(coniferyl alcohol)經多步驟的酵素催化反應。本實驗室有興趣的部分在於(–)-yatein 在 2-ODD 素作用下,進行分子內合環反應形成(-)-去氧鬼臼毒素的機制。為了探討酵素的反應機制,我們合成 7'-hydroxy yatein及(-)-yatein、(+)-yatein 作為酵素反應的受質,並確定各個產物的來源及 7'-hydroxy yatein 相對及絕對立體構形。
  • Item
    合成氮上具取代基的麩胺酸衍生物作為海人草酸生物合成研究的前驅物
    (2021) 蔡崴智; Tsai, Wei-Chih
    ['Prekainic acid為kainic acid生物合成的重要前驅物,為了研究kainic acid生物合成路徑的反應機制,本實驗透過有機合成獲得prekainic acid及其衍生物,包含不同碳鏈長度的衍生物,以及雙鍵環境不同的衍生物,提供張瑋成教授團隊進行部分的生物測試實驗。\n本實驗以自行製備的dimethyl L-glutamate作為起始物,進行氮上取代反應,但是在去除甲酯保護基的步驟容易影響氮上之取代基,導致副產物的生成且無法進行純化,因此我們改以市售試劑L-glutamic acid di-tert-butyl ester hydrochloride作為起始物。我們嘗試於氮上建立不同取代基,並利用市售可得試劑,分別使用reductive amination、SN2 reaction於氮上建立取代基。另外,我們使用dimethyl L-glutamate進行氮上保護基的篩選,經測試後我們使用4- nitrobenzenesulfonyl作為氮上保護基,並順利地利用Mitsunobu alkylation於胺上進行烷基化反應。\n獲得氮上取代產物後,我們使用鹽酸水溶液進行tert-butyl保護基的水解反應,成功合成prekainic acid衍生物。部分衍生物會產生副產物且無法使用管柱層析法純化,則參考張瑋成教授團隊之條件,改以三氟乙酸 (TFA)進行 tert-butyl 保護基的水解反應,並使用NMR核磁共振光譜對反應進行追蹤。\n最終我們成功的使用較低當量數的三氟乙酸進行反應,獲得高純度之prekainic acid及其衍生物,提供張瑋成教授團隊進行後續的生物測試實驗。\n']
  • Item
    壹、研究1,3-雙羰基化合物與醛醣半縮醛之Knoevenagel縮合反應 貳、研究氮-苯甲基脯胺酸脫羰基反應形成之亞胺離子與1,3-雙羰基化合物之加成反應
    (2021) 徐婉茜; Hsu, Wan-Chien
    ['透過對D-ribose 2,3,5-位羥基進行保護/修飾後,利用半縮醛醣體1-位碳具有半縮醛官能基,以及環狀1,3-dicarbonyl化合物α-位碳具有較低pKa值之之特性,進行Knoevenagel condensation形成Knoevenagel產物,並作為Michael acceptor,再與核醣4-碳上的二級醇進行進行Michael addition反應形成enolate中間體,並研究其合成應用。\n此外,以cyclic 1,3-dicarbonyl化合物1-benzylproline經脫羰基反應後所形成之1-pyrrolinium進行Mannich反應,合成一系列N-benzylpyrrolidine衍生物。分別以cyclic 1,3-dicarbonyl化合物在不加入鹼試劑的條件下,直接與1-pyrrolinium進行Mannich反應,以及加入鹼試劑與cyclic 1,3-dicarbonyl化合物形成金屬烯醇鹽類,再以金屬烯醇鹽類與1-pyrroliuinm中間體進行Mannich反應,並比較在兩種條件下cyclic 1,3-dicarbonyl化合物的親核性差異。並且透過1H-NMR、13C-NMR、2D-NMR針對N-pyrrolidine衍生物進行結構鑑定,判斷1,3-dicarbonyl的Mannich產物是以C-alkylation之烯醇形式接在N-benzylpyrrolidine之2-位碳上。\n']