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I. 微波電弧法製備磁性奈米碳球及其生長機制 II. 垂直奈米碳管生長機制之研究

我們可以利用固態有機金屬的前驅物，經由一個從未報導過的" 微波電漿" 法製備出良好石墨層包覆的金屬碳奈米顆粒，並且沒有碳 管副產物的出現。微波電漿的產生可藉由在聚焦式微波爐中，矽碎片 或金屬絲的吸收微波。石墨層包覆的鐵奈米顆粒的特徵性質可由不同 的光譜所測量而得。石墨層包覆的鐵奈米顆粒的順磁性可由超導量子 干涉儀所測得，並顯示有大約115 高斯的矯頑力。我們可以進一步將 這些磁性奈米顆粒進行表面官能基化，使其帶上酸根或胺根，其水中 溶解度可達每升五百毫克，並且在水中不失去其磁性。我們從電子顯 微鏡中得知，這些磁性奈米顆粒表面上寡聚合物的分佈並不均勻，而 是應力較大的區域比較平緩的區域會有較多的接枝。除了鐵以外，鎳 和鈷金屬亦可由類似的方是被包覆在石墨層中。

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有機金屬金催化炔類分子進行環化及加成反應之研究

本論文共有四章，研究主題是將過渡金屬金催化劑應用在炔類分子進行反應，得到合環或加成的產物。 第壹章 我們將1,6-丙二烯炔類分子利用5%的AuPPh3SbF6為催化劑，在二氯甲烷溶劑及0 °C下進行催化反應，可以得到雙環結構產物。此環化反應在R為烷基時，反應效率較好，可提升反應產率，縮短反應時間。我們推測反應過程是經由金催化劑活化三鍵後，進行6-endo-dig環化及Nazarov環化反應而得到產物。 第貳章 本章是報導雙取代及三取代環氧炔類分子分別利用2%的PPh3AuSbF6及2%的AgSbF6進行催化反應，會得到環化異構化的產物。雙取代環氧炔類分子以金催化劑進行反應，是經由金碳烯中間體而形成產物。三取代環氧炔類分子以銀催化劑進行反應，是經由環氧丙烷中間體而形成產物。運用此環化方法可以有效的建構出天然物Pallidol及赤黴酸的骨架。 第參章 我們將三取代環氧炔類分子與苯乙烯衍生物或是乙烯基醚類衍生物利用金催化劑進行催化反應，會得到[3 + 2]環化產物。反應過程會經由形成α-羰基金碳烯中間體及烯類分子的親核性加成反應，再脫去金催化劑後產生環化產物。此環化產物可以繼續以1%的三氟磺酸進行酸化環化反應而得到具有高立體位向選擇性的環化產物。 第肆章 本章報導炔類分子與二苯亞碸利用金或鉑催化劑進行反應。首先，二苯亞碸對金或鉑催化劑活化的三鍵進行親和性加成反應，接著二苯基硫醚分子離去，會形成α-羰基金屬碳烯中間體，此中間體會再度被二苯亞碸氧化而得到雙酮類產物。若是起始物為環丙烷乙炔衍生物，則會發生擴環反應生成環丁烯衍生物。如果以4-甲氧基苯基炔類衍生物為起始物，則會得到二苯亞碸加成在三鍵上的產物，此反應過程並未形成α-羰基金屬碳烯中間體，而是在二苯亞碸進行親核性加成反應後，直接進行分子重排反應而形成加成產物。

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EDOT衍生物之有機光敏染料的合成及應用

由於人口不斷的增加，人們對能源的需求也與日俱增，但隨著主要使用的化石能源的短缺，以及伴隨使用這些化石能源而造成的全球氣候變遷，使得綠色環保能源愈來愈被重視，也有更多學者及產業投入這塊領域。目前主要使用的太陽能電池仍是以矽（silicon, Si）元素為材料，雖然其效率較高，但矽晶材料和其製作成本相對昂貴，使得矽晶太陽能電池的發展與應用受到限制。近幾年來，較低成本的染料敏化太陽能電池（DSSCs）受到各方矚目，期望在未來能提升其效率並實際製作成太陽能電池片，進而取代高價的矽晶太陽能電池。 本篇論文主要針對DSSCs中的染料分子進行研究，在不同的位置修飾取代基來達到能階的調控。第一部分主要在donor端修飾推、拉電子基，希望改變染料的HOMO能階；第二部分則針對acceptor端來做設計，希望引入具有拉電子性質的官能團來降低染料的LUMO能階，以達到吸收光譜紅位移的目的。我們利用已知的合成條件，成功合成出一系列的有機染料，利用X-ray單晶繞射作結構鑑定，亦量測其光物理性質和元件效率。 有別於以往文獻中常用thiophene來作為spacer，我們改用electron-rich的EDOT來作為這兩系列染料的spacer。使用EDOT取代thiophene能使得染料的吸收光譜紅位移並增強染料的吸光係數，元件效率也較為優異，其中以2a的元件表現最佳，元件效率為8.2 %，而1d的元件表現次之，元件效率為7.8 %。

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氣相層析同位素比質譜儀及頂空氣相層析質譜儀鑑定酒類摻假之研究

台灣加入世界貿易組織後，政府開放民間製酒。不肖業者為了增加獲利，造假使用低成本之變性酒精或工業用酒精，作為製酒原料，經還原蒸餾後，添加香料來製作酒品售出。假酒難能被人體感官直接分辨，建立完整可靠的假酒鑑定方法，著實有其必要性。 本研究發展兩種氣相層析質譜術，以鑑定假酒。假酒分為假冒酒、侵權酒、毒酒、調製酒等四類。毒酒危害健康，嚴重者會致死，絕對不能喝，其他假酒成分與標示不符，明顯欺騙消費者。第一種質譜術利用氣相層析同位素比質譜儀(GC/IRMS)，依釀酒原料植物的固碳方式不同，可分成碳三、碳四與景天酸植物，利用乙醇碳同位素比(δ13C)可區分其來源與混樣，用以鑑定假冒酒及侵權酒。實驗結果發現，米酒之δ13C正於-20‰者可判定為假冒酒。另一種質譜術利用頂空氣相層析質譜儀(HS-GC/MS)，定量酒品中可能添加的變性劑或污染溶劑(甲醇、正己烷、乙酸乙酯、丙酮、氯仿)，方法偵測極限為0.02 ppm，可用以鑑定毒酒。HS-GC/MS亦用於定性酒品中的揮發性香氣成分，可用以鑑定調製酒。最後應用本研究所開發之方法於政府查扣樣品59件與坊間購買41件各類酒品之分析，100件樣品中64件為假酒，其中14件為毒酒，甲醇皆未被測到超出標準。顯示本研究所開發之氣相層析質譜法具有完整確認與可靠檢驗之特點。

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一.新型芘衍生分子之螢光材料的合成與應用 二.偏極化盤狀OLED材料開發 三.新型桿狀多苯環分子的合成與應用

第一部份，芘類分子有相當好的光電性質，僅有非常少數的文獻被報導用於OLED的材料上，因此我們經由簡單的修飾與多芳香胺類的結合創造出一些具高發光性質的芘衍生化合物，也應用於OLED的元件上，最終在綠色的摻雜元件上得到非常好的效果，可作為往後類似物發展的依據。 第二部分，我們利用圓型偏極材料BINOL衍生分子進行偏極化OLED元件的開發，進行簡單的蒸鍍元件製作後發現並不能製作出偏極化的元件，後引入了摩擦配向製程可以進一步的發展出俱線性偏極光的發光膜，而偏光比並不夠好。 第三部分，在有機薄膜電晶體材料中，以線狀型多苯環分子的研究最為卓越，線狀型多芳香環碳氫化合物更是目前最有發展潛力的，一直都受到科學家的重視，但由於合成上的限制，以致於分子骨架並非很多樣性。我們利用實驗室開發的催化劑或文獻中發現的ICl環化試劑進行線狀型多芳香環碳氫化合物的開發，並進行性質的研究找尋其合適的應用性，後並設法改良使其成為更具優異性質的衍生物與發展出由線型轉變成盤狀的多苯環化合物。

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吲哚類抗癌化合物之合成和結構與活性關係(SAR)的研究

本論文的主旨在於研究一系列以吲哚 (indole) 為主架構的抗癌藥物之設計與合成，並進一步的探討這系列化合物的結構與抗癌生物活性之相關 (structure -activity relationship，簡稱為 SAR)。 在抗癌機制上的主要研究方向為研發抗有絲分裂試劑，以阻礙癌細胞之細胞週期，進而達到抗癌之效果。而在研究過程中，可分成兩階段 : 第一階段是以微管作為抗癌標靶之藥物設計；第二階段則是以極光激酶 A (Aurora kinase A) 作為抗癌標靶之藥物設計。 在這系列的吲哚化合物中，以帶有 3-甲基吡唑 (3-methylpyrazole) 的化合物擁有對於極光激酶 A 的抑制活性，抑制效果最高可達 77%，而化合物 9c 更對於人類結腸癌細胞株 HCT116 (human colon cancer - 116 cell line) 顯現出明顯的抗癌生物活性 (IC50 = 2.6 μM) ，並以此化合物作為先導化合物 (lead compound) 做結構與抗癌生物活性之相關之探討。

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一. 新型鋨金屬錯合物的合成及其光物理現象探討 ; 二. 新穎釕金屬光敏劑的開發與其在染料敏化太陽能電池元件上的運用

本論文分為兩個部分，第一部分是關於三牙配位鋨金屬錯合物的合成及光物理性質討論，而第二部分則是釕金屬錯合物的合成於染料敏化太陽能電池的運用。 我們在第一部分中，利用6-(pyrazol-3-yl)2,2’-bipyridine三牙配位基合成出一系列鋨金屬錯合物1 ~ 3，並藉由TDDFT理論計算了解磷光放光訊號由深紅區域655 nm（2）位移至近紅外光區935 nm（3）的放光波長調整現象。對於單核鋨金屬錯合物2而言，由於其CO配位基具有強拉電子的性質，故可以降低鋨金屬中心dπ能階，同時也由於三牙配位基與鋨金屬配位模式的改變，造成配位基共軛部分的破壞，所以錯合物2與錯合物3的ILCT與MLCT的能階差明顯變大。此外，錯合物3的放光位於近紅外光區，磷光放光量子產率大幅降低，則可以歸咎為energy gap low 所造成。最後，本單元中所獲得的各項資訊與傳統的雙牙錯合物全然不同，將能提供許多新的資訊給未來合成鋨金屬錯合物進行參考。 而第二部分中，我們同樣利用實驗室常使用的bipyridine azolate及pyridyl azolate等配位基進行釕金屬光敏劑的合成，經過這幾年的研究，我們成功藉由分子設計以及有機合成，製備出數種性質優異的釕金屬光敏化合物；將其進行實際的染料敏化電池元件操作，其卓越的光電轉換效率也相當令人感到驚豔。

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含磷化合物作為電荷傳輸材料的探討

摘要 本研究中，我們合成一系列三芳香基磷化合物，所用的芳香基包括 1-Naphtyl, 2-naphthyl, carbazolyl, tetrahydrocarbazolyl and 2-naphthoxy, 期望這些分子具有比三芳香基氮化合物較低的游離能特性，透過此特性的展現可獲得更好的電洞傳輸層材料。含磷未氧化的分子相當容易氧化，相較於氧化後的是比較不穩定的化合物，在合成的過程中，未氧化的分子產率都比較低一些，其中又以須在-78℃下反應的方式，產率會更低些，這和反應性大、溫度條件不易穩定控制應有相當關係。電化學特性上，未氧化分子得失電子的氧化還原特性就沒有顯著的可逆性，而氧化之後的分子則有顯著的氧化還原可逆性，光物理性質上，由共振度較小的1,2,3,4-Tetrahydrocarbazole當作ligand所合成P-H4carb及OP-H4carb，都具有比其他分子大的能階差，另外P-1-Np和P-2-Np在290nm波長激發下皆會有雙放光的波長出現可見得他們具有相對穩定的2種激發態存在，是一種特殊的光物理現象，在所有的化合物中，量子產率都相當低，全部皆小於13 %，因此不適用於當做發光材料的應用。熱性質部份，多數分子皆不容易測得Tg點，然而熔點都有在200℃以上，除了P-2-ONp和OP-2-ONp分別在89℃即111℃之外。在整體的元件效率來看，都無法有更好的突破。

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以氮,硫,碳連接之cyclotriphosphazene 衍生物於有機發光二極體之應用

摘要 於本論文中，我們選擇鮮少被應用於OLED 材料中的Hexachloro -cyclotriphosphazene(N3P3Cl6)分子為中心體，並以簡單的單環或雙環芳香環為外圍基團，以普通酸鹼反應及Appel reaction 合成出一系列材料。 由 NP 系列材料與其外圍基團的UV 吸收光譜比較，可以發現電子的躍遷主要發生在外圍基團上，亦即光物理性質取決於外圍基團；此外，此系列材料均具有相當大的能隙，能有效的阻擋電洞。於電化學方面，藉由循環伏安法的量測，可知材料於溶液中大多具有不錯的 LUMO 能階與還原電化學性質。於熱性質方面，使用示差掃描卡計量 測材料的玻璃轉換溫度Tg，發現Tg 並不會隨著分子量的增加而有太 大的改善，其受分子結構的影響似乎較大。 最後，藉由X-ray 晶體繞射探討分子結構，且進行相關的元件製 作並與最常見的電子傳輸材料Alq3 進行比較，以探討此類材料的實用性。

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磷光鉑二價錯合物含無共軛輔助配位基及氮雜環之合成、結構及光物理性質之探討

我們藉由合環反應合成了含不同氮數的芳香雜環，並搭配上含未共軛之輔助 配位基合成了一系列的鉑二價錯合物，並且利用輔助配位基磷原子上的苯環來提 供立體障礙，使得這一系列化合物都沒有Pt-Pt作用力的存在。這一系列的化合 物除了dfPPyPtP^O在室溫溶液下可放出極弱的磷光外，其他的在溶液下均不放 光。其放光波段隨著含氮雜環上的氮數增加有藍位移(blue shift)的趨勢；從465 nm到474 nm，但是因為其半高寬太寬(50~75 nm)，而使得放出之光色為藍綠光。 以dfppyPtP^O以及TriazoPyPtP^O這兩個化合物當作磷光摻雜物分別做了元件A 以及元件B，以下是所做出來的元件結果： 元件Ａ：NPB(30 nm)/mCP:dfPPyPtPO(10%,30 nm)/BCP(10 nm)/Alq(30 nm)/LiF/Al ，元件外部量子效率(ηext)為2.13 %，電流效率(ηc)為5.84 cd/A，最大亮度(Lmax) 為6596 cd/m2，CIE座標為(0.17,0.45)。 元件B: NPB(30 nm)/mCP:TriazoPyPtP^O(10%,30 nm)/BCP(10 nm)/Alq(30 nm)/LiF/Al，元件外部量子效率(ηext)為2.17 %，電流效率(ηc)為6.10 cd/A， 最大亮度(Lmax)為4951 cd/m2，CIE座標為(0.21,0.49)。