化學系

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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。

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    以氰丙基液相層析質譜技術精進目標代謝體學與途徑解析
    (2025) 廖琬柔; Liao, Wan-Rou
    代謝體學探討生物體內小分子代謝物的組成,透過高效能液相層析串聯式質譜儀定性與定量分析,獲取全面性的代謝途徑變化,有助於疾病早期診斷及發現有效治療策略。本研究開發並應用氰丙基層析法,透過調整環境pH值,使目標物在5分鐘內達到良好分離,並成功建立生物分子分析平台。該平台探索了51種代謝物,涵蓋廣泛的生物途徑,包括核苷和核苷酸、氧化還原代謝體、糖解途徑、戊糖磷酸途徑、嘌呤合成途徑、氨基酸以及與神經疾病相關之代謝物。此外,透過在移動相中添加檸檬酸來防止分析物吸附在金屬表面,從而改善波峰形狀並提高靈敏度。質譜系統採用正負模式電噴灑游離法與多重反應監測模式。生物分析平台良好的精密度(RSD%< 15.1%)與準確度(回收率 81.3 - 117.8%),線性範圍1.0 - 2000 ng mL⁻¹,相關係數r > 0.99,偵測極限0.1至10 ng mL⁻¹,定量極限0.1至25 ng mL⁻¹。該平台應用於細胞、腦組織、血液與蜂王漿等檢體,以評估基質效應並驗證平台的可靠性。接著應用於dSH-SY5Y細胞之代謝分析,顯示在神經毒素6-OHDA的環境下,導致細胞內粒線體損傷,進而引起細胞內氧化壓力增加以及能量ATP減少,驗證其可行性與可靠性。接著進一步探討ENERGI在SH-SY5Y細胞與小鼠腦中的神經保護效果,展現其在疾病研究中的潛在應用。該生物分子分析平台具快速、高效且符合綠色化學原則,適用於食品、細胞、組織及生物流體的代謝物分析,成為解析生物體內代謝途徑的強大工具。
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    以銅基金屬有機骨架於分散式固相萃取結合高效液相層析串聯質譜儀分析胺基酸之研究
    (2025) 陳思蓉; Chen, Ssu-Jung
    胺基酸廣泛參與生物體內之蛋白質合成、能量代謝及訊息傳遞等生命活動,並在醫學診斷、營養評估、食品品質控管及環境監測中扮演關鍵角色。然而,複雜樣品基質中含有的干擾物質常導致胺基酸分析面臨高背景雜訊、離子抑制及偵測靈敏度不足等問題。為克服上述挑戰,本研究合成一種陰離子銅基金屬有機骨架材料 (Cu-PyC NH4+ MOF),其負電荷骨架源自雙去質子化之吡唑-4-羧酸酯配體,並由 NH4+陽離子平衡,應用於分散式固相萃取 (dSPE) 以陽離子交換機制選擇性吸附胺基酸,其中胺基酸的質子化銨基團 (-NH3+) 取代 NH4+ 離子。此 MOF 具備高比表面積、規則微孔結構與含氮/含氧官能基團,可與胺基酸形成氫鍵與靜電作用,提供良好的萃取選擇性與效率。實驗中進行萃取與洗脫條件之系統性優化,達成多數分析物回收率超過 80% 並具可接受的重現性,並將所得萃取液以高效液相層析串聯質譜儀 (HPLC-MS/MS) 進行分析,搭配醯胺管柱進行非衍生化分離。應用於即溶咖啡樣品,該方法展現足夠的靈敏度以偵測複雜基質中的微量胺基酸。本研究所建立之陰離子 Cu-MOF/dSPE 結合 LC-MS/MS 方法,提供一選擇性高、快速且環保的胺基酸分析平台,具應用於食品、醫療與環境等領域的實用潛力。
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    四氫吡嗪二異喹啉作為SARS-CoV-2進入抑制劑的合成與評估,以及α-氯烯胺酮、1,4-苯二氮䓬和1H-茚類化合物合成新方法的開發
    (2025) 帕拉· 桑達裡亞; Sowndarya Palla
    Part-I: 一類四氫吡嗪并[2,1-a:5,4-a']二異喹啉衍生物在以水作為溶劑的環保條件下被成功合成。部分合成化合物的三維結構通過X射線繞射確定。由於天然存在的異喹啉生物鹼對包括冠狀病毒在內的多種病毒具有顯著的抗病毒活性,對所合成的化合物進行了針對SARS-CoV-2的抑制活性測試。結果顯示,活性化合物50和96分別通過抑制SARS-CoV-2刺突蛋白受體結合域(RBD)與人類受體血管緊張素轉化酶2(ACE2)之間的相互作用,阻止Delta SARS-CoV-2進入VeroE6細胞,表現出EC50值分別為26.5 ± 6.9和17.0 ± 3.7 μM,且CC50均大於100 μM。本研究為異喹啉的抗病毒或其他應用提供了一種綠色合成方法。 Part-II: 苯胺與β-氯酮的Michael加成反應通過消除鹽酸(HCl)生成烯胺酮。隨後,這些烯胺酮通過原位的sp² C-H官能化轉化為α-氯烯胺酮。苯胺上的電子供體基團能提高其與β-氯酮的反應性,生成對應產物並具有優異的產率。開發了一種高度原子經濟的方法,使用二甲基亞碸(DMSO)作為綠色氧化劑和溶劑。該方法可高效生成α-官能化烯胺酮,具有良好的產率和極高的Z-選擇性。通過多種底物驗證了該反應的普適性,並且放大實驗證明其實際應用價值。此外,還實現了在無催化劑的條件下,β-氯酮與鄰苯二胺的雙環化反應,可在溫和條件下合成1,4-苯二氮䓬衍生物,並取得中等產率。Part-III: 一種合成1H-茚類化合物的級聯反應已被開發,通過2-苯乙烯基苯甲醛與吲哚反應實現。該過程包括碘催化的吲哚對2-苯乙烯基苯甲醛醛基的親核加成,形成碳陽離子中間體。這些中間體隨後經歷4π-電子環化反應,生成具有三取代雙鍵的茚類化合物。在反應條件下,這些茚類化合物進一步轉化為熱力學更穩定的全取代雙鍵產物。此外,反應還生成少量吲哚基苯并[b]咔唑類副產物。 关键词: SARS CoV 2:嚴重急性呼吸系統綜合症 RBD:滾輪驅動 NSP:國際衛生戰略
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    超微孔有機柱鋅磷酸鹽結構的有序化以及金屬化並應用於二氧化碳分離與質子傳導
    (2025) 許婷婷; Hsu, Ting-Ting
    近年來,多孔材料因吸附性質而備受矚目,但其結晶性 (Crystallinity)在有序化(Ordering)過程中的機制尚待釐清。本研究中以 [Zn2(VOH2O)(PO4)2(bpy)]·4H2O (VZn-bpy-w,又稱NTHU-16)為研究主軸,是一種以金屬化 (Metalation)策略將釩嵌入至鋅磷酸鹽無機層中所合成,具孔洞性的有機無機複合磷酸鹽 (Organic-Linked Metal Phosphate, OMPO)。本文除了針對其在熱穩定性、沸水穩定性、空氣穩定性與化學穩定性做詳細探討,也測試各項合成條件,並將合成系統由中溫中壓溶劑熱法更改為回流法,以雙溶劑置換 (Two Solvent Exchange, TOSE)與加熱抽真空 (Heat Under Vacuum, HEVA)的策略成功放大合成規模,更節省超過90%的反應時間。得益於回流法系統的開放性,本文將合成過程拆解成各個步驟,並以PXRD與結晶度指數 (Crystallinity Index, CI)的計算來描述HEVA與TOSE策略在有序化過程的影響。高穩定性的VZn-bpy-w在298K有二氧化碳的氣體吸附,同時不會吸附氮氣,有在煙道氣中進行二氧化碳分離的潛力。又因結構中的結晶水與配位水的存在,使其具有質子傳導的特性,期望能應用於燃料電池。
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    結合 MOF-808(Zr) 分散固相萃取與液相層析串聯質譜技術分析高極性農藥
    (2025) 謝明勲; Hsieh, Ming-Hsun
    隨著農藥被過度濫用,以及其高毒性與生物累積性會對環境與生物造成危害,使得農藥殘留的問題逐漸被重視。而根據辛醇-水分配係數 (Kow) 可將農藥區分為疏水性及高極性農藥 (Highly polar pesticides)。由於高極性農藥具有兩性離子以及logP較小的特性,使其在定量方面具有一定的挑戰性。金屬有機骨架(MOF)作為新穎的吸附材料,具有高比表面積與高孔隙率的特性,因而被廣泛運用在吸附領域中。本研究使用MOF-303(Al) 與 MOF-808(Zr) 兩種MOF,並以X光粉末繞射進行表徵。接著將 MOF-808(Zr) 作為吸附劑運用至分散式固相萃取,MOF-303(Al) 則作為對照組。本研究使用Obelisc N管柱搭配高效能液相層析串聯式質譜儀 (HPLC-MS/MS) 對四種高極性農藥進行分析。以MOF作為吸附劑進行分散式固相萃取的優化。結果顯示在pH2的條件下 MOF-808(Zr) 能擁有最佳的吸附性能,吸附過程僅需使用10 mg的吸附劑用量並於5分鐘內完成吸附。因 Zr-OH 基團對於磷酸根的官能基具有高度親和力,使得 MOF-808(Zr) 擁有非常良好的吸附效率,結果顯示 MOF-808(Zr) 的表現比MOF-303(Al) 更為突出。本研究顯示 MOF-808(Zr) 可作為吸附劑應用於高極性農藥的前處理流程及後續分析,同時具有應用至食品或環境樣品的高度潛力。