雙醯胺雙吡啶配位基含有可與金屬配位的氮與氧原子及不同的-(CH_2)_n-骨架,在配位高分子的製備中扮演重要的角色。此篇報告回顧含雙醯胺雙吡啶配位基配位高分子的製備方法,包括混合配位基的概念。此類化合物的糾纏現象與結構轉換亦將加以探討。
受到生物系統中組裝體的啟發,化學家們積極開發創新的方法來操控分子間的作用力,並應用於功能性超分子的組裝。其中,使用具有方向性的金屬配位鍵來引導組裝基元,形成特定幾何結構的組裝體,是一種高效的方法。然而至今,沒有系統性的策略能夠預測組裝的行為與結果,因此歸納出一個有效合理的組裝方法仍然是一大挑戰。在此,我們回顧近期的研究進展,探討聯三吡啶配體的分子設計、自組裝機制、超分子質譜鑑定方法及相關動態配位鍵的應用。
層柱型金屬有機骨架化合物是金屬有機層狀結構經柱型有機配位基的連結所支撐形成的孔洞型框架化合物,在眾多金屬有機骨架化合物中是非常獨特且重要的一支家族,典型的框架拓樸為簡單立方型網狀框架與簡單六方型網狀框架。合成上可以透過晶體工程的設計來製備等拓樸網狀框架的系列產物。藉由改變有機配位基的長度可以有效調節層柱型金屬有機骨架化合物的孔洞大小。另外,在有機配位基上修飾以不同的官能基則可以改善層柱型金屬有機骨架化合物的物性,進而增加其功能性與應用潛力。本文就層柱型金屬有機骨架化合物的拓樸結構特性進行系統性的分析與探討。
共價有機骨架為新興的孔洞材料,是一種具結晶性的孔洞高分子,其合成主要利用動態共價化學,將特定構型的有機小分子經由可逆的共價鍵連接而形成。共價有機骨架具有剛性的孔洞結構及高孔洞率,可被模組化設計,且可利用有機合成調整其官能基、拓撲結構、化性與物性。在此回顧文章中,首先介紹共價有機骨架的合成原理、鍵結方式、二維與三維結構,及製備方法,並探討其在氣體儲存與分離、催化劑、能源儲存與轉換、光電元件、感測器、藥物傳遞等應用的發展。
金屬有機骨架(metal-organic frameworks, MOFs)為一系列由無機金屬節點與有機小分子連接器所構成的孔洞材料。由於其具備在微孔或中孔區間的規律孔洞性和週期性排列的骨架內化學官能基,MOF可以被用來建構在空間上被孔洞分離、高密度且規律排列的三維活性中心陣列。因此,MOF在各種催化應用上具有相當高的吸引力。除此之外,若將這些裝有活性中心的MOF製成電化學可用的薄膜,則可被用在各種電化學應用,包含電催化、電化學感測、電荷儲存和電致色變元件等,並可望發揮優異的效果。在本篇回顧文章中,將針對MOF電極材料應用於以上電化學用途的相關研究迄今之發展進行回顧,並探討在這個研究方向存在的問題、限制以及未來可能的解決策略。
多孔性材料的發展一直廣被運用於氣體吸附及化工分離程序如變壓吸附與變溫吸附。傳統氣體分離薄膜則分為有機與無機薄膜兩種類別,近年則出現混合基材薄膜(mixed matrix membranes, MMMs)形式將有機高分子基底搭配孔洞材製備,有效提升純高分子薄膜的氣體滲透與分離性能,其中金屬有機骨架化合物(metal-organic frameworks, MOFs)的應用更獲得實驗驗證及關注。本文將介紹近幾年MOF混合基材薄膜的發展及氣體分離應用。
金屬有機骨架材料(metal-organic frameworks; MOFs)是一種新型高結晶性有機/無機複合錯合物,藉由金屬離子或是金屬團簇構成之二級構築單元(second-building unit; SBU)與多牙有機配位基透過配位共價鍵組裝而成,具備結構多樣性、可調控性、高比表面積及熱化穩定性等特點,使其不僅常應用於氣體儲存、催化、化學感測器、超級電容及藥物載體等,近年來更將其應用於酵素固定化,並以MOFs作為模板進一步探討酵素學。MOFs材料之應用不斷延伸至各個領域,其未來之潛能更是無可限量。
金屬有機骨架材料由於具有熱穩定性、孔洞可調性、易官能基修飾及高比表面積等優點,因此引起廣大的注意,漸漸開啟各種金屬有機骨架材料的應用。其中值得一提的為金屬有機骨架材料應用於酵素固定化基材方面,酵素為一種天然產物,可作為綠色催化劑,具備高度選擇性反應,但其成本與傳統催化劑相比來得更加昂貴,為了改善此缺點,近幾年來開發新穎金屬有機骨架材料做為基材的酵素固定化技術,此一技術不僅僅可提昇酵素穩定性、活性以及選擇性,並使酵素可回收再利用,改善上述溶液態酵素之缺點,大大降低反應所需的成本,故本文章將以金屬有機骨架材料的酵素固定化方法之幾大技術進行討論與介紹
化學物質在生命體內的互動歷程與作用機制必須充分掌握以保障用藥安全。研究新藥在體內吸收、分佈、代謝及排除速率、代謝物鑑定與定量、排除路徑等資料,是新藥大規模應用(臨床試驗三期)申請審查之前必須詳載。應用碳-14同位素具有輻射示蹤特性,於臨床前或臨床一、二期試驗,是國際新藥申請審查機構普遍認可的有效方法。然而碳-14半衰期長達5700年,輻射疑慮是應用此技術的障礙。本文簡介輻射同位素應用於研究生物活性分子體內分布的原理、比較各種同位素特性。文中討論碳-14標誌藥物動物試驗作業過程、檢體中碳-14藥物暨代謝物含量分析方法、碳-14輻射效應及實驗室管理等。核能研究所是國內輻射物質應用與研究的國家級研究機構,正著手建立應用碳-14藥物代謝分析技術平台,將能為新化學物質在生物體應用研發的產業界、學術研究及政府機構提供技術服務,協助政府振興國內生技新藥產業、增益國人健康福祉,將扮演槓桿效應支點的關鍵角色。