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有機金屬鋅催化炔醯胺類與Chloramine-T進行氯胺化反應和有機金屬金催化兩分子炔醯胺類與烯類進行立體選擇性[2+2+2]環加成反應

第一章 經由有效的鋅催化劑，將中端炔和Chloramine-T在室溫下進行氯胺化，在溫和的條件下，得到高產率的雙氯亞胺形式的產物（(Z)-2,2-dichloro-N-methyl-N-(methylsulfonyl)-2-phenyl-N'-tosylacetimidamide），產物還具備的兩個缺電子基團，容易與其他不同的親核試劑進行下一步反應。 第二章 利用金金屬催化劑，催化兩個末端炔醯胺和烯類進行立體選擇性[2+2+2]-環加成反應，建構出多取代苯環的衍生物，這種新的環加成反應的效用適用在廣泛範圍的炔醯胺和乙烯基乙醚或2-甲氧基丙烯有優異的區域選擇性與表現，且目前較少例子是使用烯烴，來進行[2+2+2]合環反應。

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掌性金金屬催化重氮化合物與亞硝基苯之環化反應和氧化鎢前驅物合成並應用於原子層沉積薄膜之成長

中文摘要 本論文分為兩個章節，第一章是利用掌性的金金屬催化硝基苯和重氮化合物的[3+2]環化反應。第二章為探究新穎前驅物之合成並應用於原子沉積技術生成氧化鎢薄膜。 第一章 我們合成不同的掌性金催化劑，對硝基苯和兩種不同的重氮化合物進行[3+2]環化反應，並且得到具有光學活性的異噁唑五元環產物，並試圖增加基質的立障來提產物的高對應體過量百分率( ee% )。 第二章 隨著原子層沉積技術的廣泛應用，我們目標以原子層沉積的方式生成氧化鎢薄膜。我們以六羰基鎢為基準，接上不同配位基增加其反應性與熱穩定性，改良成五種鎢錯合物，選擇最好的前驅物進行測試，並且成功的找到優化條件，順利生成氧化鎢薄膜。

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金及銠金屬催化1,6-烯炔化合物與重氮化合物合成四氫-1H-環戊烯併呋喃衍生物之反應

我們發展出了一套能將1,6-烯炔化合物及重氮化合物，在溫和條件金金屬催化下，可以合成出E/Z form乙烯基二環[3.1.0]己烷衍生物。接下來藉由銠金屬催化E/Z form乙烯基二環[3.1.0]己烷衍生物，依據基質特性的不同，會生成兩種不同形式的產物，銠金屬會先插入三元環的碳碳鍵中，若此時中間體發生1,3–位移反應，則會生成四氫-1H-環戊烯併呋喃衍生物；若中間體發生β-氫消除反應則會生成含有共軛雙烯結構的產物，且兩者都有不錯的產率。

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金金屬催化炔醯胺與丙烯醇和丙炔醇進行多種不同加成反應以及環化反應和鋅金屬催化炔醯胺與Chloramine-T進行氯胺化反應

第一章 我們發展了經由金金屬催化劑可以使炔醯胺和各種不同種類的丙烯醇和丙炔醇在室溫下進行各種不同加成反應，其中包括了克萊森重排形式的產物，以及進行1,4加成形式的產物，還有先進行1,4加成在進行合環反應的產物。 第二章 經由鋅催化劑可以使Chloramine-T活性提高，在與帶有可以共振雙鍵的炔醯胺和Chloramine-T，在溫和以及室溫的條件下進行氯胺化，得到高產率的雙氯亞胺形式的產物，其中此產物含有一個一級的碳氯鍵及一個二級的碳氯鍵，都可以應用於多樣的取代反應，容易與其他親核試劑進行反應，便可得到更多樣的化合物。

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有機複合釩磷酸鹽之合成及性質研究

本論文利用中溫中壓水熱法，合成出四個新穎的有機複合金屬磷酸鹽 ( Organo-metallophosphates )結構 (A1~A4)。A1 與A2 為單金屬釩磷酸鹽結構， A3 與A4 則為雙金屬釩鋅磷酸鹽結構。此四結構是利用有機分子2,5- Pyridinedicarboxylic acid ( PYDC )、1,2,4,5-tetra-(4-pyridyl)cyclohexanol (TPCH)、 或4,4’-bipyridine (BPY)作為配位基，所形成之一維(A2)、二維(A1)、三維(A4)及 擬三維結構(A3)。A1~A4 在常溫下皆為順磁性，低溫下皆為反鐵磁性；A3 及A4 則具有良好的二氧化碳吸附能力。所有化合物的鑑定方式都是以單晶X 光繞射 儀收集數據後進行結構解析，並測量磁性與氣體吸附性質。 A1 與A2 皆具有PYDC 作為配位基， 其化學式分別為[H2BPY] [(VO)2(HPO4)2(PYDC)]與[H2BPY]2 [(VO)2(H2PO4)2(BPY)(PYDC)2 ]‧2H2O。A1 的 結構為釩和磷酸根以共角方式所形成的四環無限鏈，鏈與鏈之間再以PYDC 作 為橋梁所形成之二維結構；A2 則是由釩、磷酸根、以及配位在釩金屬上的PYDC 分子所形成二級建構單元，再以BPY 連結所形成的一維結構。為了增加結構的 變化性與多元性，在反應系統中額外加入鋅金屬得到了A3 與A4，化學式分別 為[H4TPCH]0.5[Zn2(H3TPCH)2(HPO4) (HPO3)][Zn(VO)8(OH)4(PO4)6(HPO4)2]‧3H2O 與[Zn2(BPY)VO(H2O)(PO4)2]‧4H2O。A3 為一個擬三維超分子結構，由鋅釩磷酸 根陰離子團簇(polyanion)和具有TPCH 配位基的鋅磷酸亞磷酸陽離子與 (H4TPCH)4+ 陽離子，三者相互以氫鍵連結形成； A4 具有三維中性有機無機複 合骨架結構，由鋅釩磷酸無機層以BPY 作為柱子連接形成。 A3 和A4 皆具有孔洞性：A3 在273 K 和298 K 下的二氧化碳氣體吸附分別 為7.91 cm3/g 和6.54 cm3/g，A4 在273 K 和298 K 下的二氧化碳氣體吸附分別 為66.3 cm3/g 和57.3 cm3/g。A3 與A4 的二氧化碳吸附能力差異的原因，推測是 由於A4 結構中有開放式的金屬配位 (open metal site) ，鑒於A4 中四價釩中心 上的配位水可被移除，產生出空置的配位空間，與二氧化碳產生相互作用，因此 提升吸附性，A4 在298 K 的二氧化碳吸附量，甚至超過ZIF-82 (52.7 cm3/g，ZIF 系列中最高值)。A4 具備很高的熱穩定性(~ 400 oC)、加上釩金屬中心可具有催化 能力，因此A4 有潛力能成為催化二氧化碳成有機小分子的材料。

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以化學氣相沉積法成長硼摻雜型石墨烯和新穎氮化矽薄膜前驅物之合成

第一章 我們合成含硼的多芳香環碳氫化合物並藉由化學氣相沉積法進行硼摻雜型石墨烯的成長，成功製備大面積均勻的單層硼摻雜石墨烯，而後進行硼摻雜石墨烯物理性質的分析與量測。最後將轉移的硼摻雜石墨烯使用圖紋化製程製備成OLED元件的透明電極，以硼摻雜石墨烯作為陽極與綠色磷光元件匹配並且擁有良好的發光效率。 第二章 由於電子元件微小化的趨勢，原子層沉積法為目前薄膜製程研究的重點。我們以使用自組裝原子層沉積系統製成氮化矽薄膜為目標，改良與設計矽的前驅物。最後成功得到絕緣良好的介電薄膜。

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含長碳鏈雙胺模板之鎵磷酸鹽結構及餘輝發光研究

本論文主旨為合成新穎、具有餘輝發光性質的鎵磷酸鹽結構。利用長碳鏈雙 胺為模板，在水熱反應條件下，成功的合成到一個具有綠色餘輝、兩個具有黃色 餘輝的化合物，其結構皆利用單晶 X-ray 繞射方法鑑定。由於化合物皆具有的特 殊發光性質－餘輝(afterglow)，此篇論文中將針對化合物結構、餘輝發光性質進 行研究探討，研究成果依餘輝光色之不同，分為A、B 兩系列討論： A系列包含一個以1,12-Diaminododecane (DADD)作為模板的二維層狀結構， (H2DADD)[Ga2O2(HPO4)2] (A1)，無機層是鎵氧六面體以共邊的形式連接形成的 一維無限鏈，再由磷酸根連接所組合而成。A1 具有綠色餘輝發光的性質且肉眼 觀察可達兩秒，此種餘輝放光形式與本實驗室過去綠色餘輝化合物成果相似。餘 輝發光基本上須藉由結構缺陷捕捉電子，使得發光的生命期延長，以電子順磁共 振光譜數據測量，A1 結構中確實存在缺陷，推測缺陷位於磷酸根。由A1 磷光放 光圖譜顯示，其與上述綠色餘輝化合物皆具有相同三重峰放光形式，比較A1 與 其餘的綠色餘輝發光化合物的生命期得到，餘輝發光的時間能藉由芳香酸與無機 骨架產生氫鍵和金屬的進入來增加。在此長碳鏈雙胺所合成的餘輝系統中，A1 進一步證實加強餘輝性質的方法，使金屬磷酸鹽系統中的餘輝發光系統更加完善。 B 系列包含兩個具有黃色餘輝發光的晶體，利用 2,6-Naphalenedicarboxylic acid (NDC)合成出(H2DADD)4(NDC)(H2PO4)2(HPO4)2 ·2H2O (B1)，具有一秒的黃 色餘輝。由A 系列的研究中發現，長碳鏈雙胺須與芳香酸長度匹配才能引入結 構中，因此利用長度與NDC 匹配的長碳鏈雙胺1,10-Diaminodecane (DAD)當作 模板並加入金屬來增加餘輝的生命期，成功合成出具有兩秒黃色餘輝的二維層狀 鎵磷酸鹽(HDAD)4[Ga6(OH)4 (NDC)(HPO4)8] (B2)。以電子順磁共振光譜數據測量， 其訊號位置與A1 相似，推測B1、B2 應具有與A1 相似之結構缺陷。從磷光放 光圖譜顯示，B 系列也具有三重峰放光形式，但放光位置卻較A1 紅位移50 nm， 推測NDC 芳香性的進入，是造成放光光色不同的主因。在生命期的測量發現， B2 確實能藉由金屬重原子的加入而延長餘輝，此與A 系列結論相同，但B2 結 構中NDC 與無機骨架並無形成氫鍵作用力，無法有效的延長餘輝，因此生命期 較A 系列中的綠色餘輝化合物短。與綠色餘輝相比，黃色餘輝在文獻上相對罕 見，因此B 系列在餘輝系統中有很大的突破。

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新穎有機-無機複合鋁/鎵亞磷酸鹽之 合成、結構與性質研究

本論文利用中溫中壓水熱法，成功開發出具有孔洞性之輕質鋁亞磷酸鹽材料A1，其新穎三維有機-無機複合骨架上，具有草酸配位基(C2O42－)及甲酸配位基(HCOO－)，並且擁有二氧化碳氣體吸附性質。此外，為了與過去本實驗室所合成之鎵草酸亞磷酸鹽(NTHU-7)進行結構比較，利用鎵作為金屬中心，成功合成出一系列A1之等結構化合物，分別為A2、A3及A4，其晶體結構皆以單晶X光繞射方法解析，並以粉末X光繞射圖譜鑑定產物樣品純度，再進行其他物理及化學性質的測量。 A1以有機胺pentaethylenehexamine (peha)為模板，化學式為[(H6peha)0.17(H2O)1.5][Al2(HPO3)2(C2O4)(HCOO)]。此結構是由[Al2(HPO3)2]2+四環帶狀無限鏈(double zigzag chain)藉由草酸根離子以bis-bidentate的鍵結方式作為架橋形成一直徑為4.8 Å之一維隧洞；這些一維隧洞再藉由甲酸根離子作為架橋環繞成另一直徑為8.5 Å之一維隧洞。從固態13C NMR圖譜、TGA及EA可知，隧洞中之物質含有H6peha6+及H2O，而由高溫單晶X光繞射實驗結果顯示，升溫至400 K移除結晶水之後，僅較大之隧洞中留有電子雲密度，由此可得知H6peha6+座落於較大的孔隧中。 A1結構與NTHU-7相似，但NTHU-7是以鎵作為金屬中心之奈米小管結構，為了比較兩者於結構上的差異，在A1的反應系統中改用鎵取代鋁，並且嘗試不同有機模板(4,4’-trimethylenedipyridine)，成功合成出A1之等結構化合物A2及A3。然而發現A1-A3的結構中，一維隧洞之間皆有殘留電子雲，從鍵長鍵角推測是甲酸連接在一維隧洞之間，但起始反應條件裡並無加入甲酸，根據文獻顯示，草酸於加熱時會分解出二氧化碳及甲酸，並且由化合物母液測定液態DEPT C-NMR之圖譜得知環境中有大量甲酸，為了更進一步找出證據，避免化合物裡的有機模板於1H NMR圖譜裡與甲酸特徵峰(~8.0 ppm)重疊，利用膽鹼離子choline ion為模板，合成另一等結構化合物A4，並於A4之固態1H NMR可得到甲酸特徵鋒之證據，證實是甲酸將一維隧洞連接起來形成三維結構。 A1與A2都具有二氧化碳吸附性質，在273 K下1 atm吸附量分別為10.48 cm3/g、2.90 cm3/g。A1比A2吸附量高上許多，這是由於A1中心金屬是鋁，密度較A2小而造成此差異。

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Suramin藥物阻絕 hFGF1 和 FGFR2 D2 domain 之間的結合並降低下游訊號生物活性

人類纖維母細胞生長因子蛋白(hFGF)家族，是由22種以上結構具有高度相似性的人類纖維母細胞生長因子蛋白所組成，而人類纖維母細胞生長因子蛋白(hFGF1)為hFGF家族蛋白中的一份子，其結構主要由β-sheet組成，是一個具有廣泛病理及生理活性的蛋白質。FGFR2是人類纖維母細胞生長因子受體蛋白(FGFR)家族成員之一，一直以來主要被認為是誘發hFGF1的重要受體，一旦hFGF1與FGFR2結合，將會誘發多個生物訊號傳遞，進而促進細胞增生、細胞分化、促進血管生成、以及促進傷口癒合等。 Suramin在之前研究，已被證實可抑制生長因子，是一種生長因子拮抗劑，因此在本篇研究，我們選用suramin當作hFGF1與FGFR2 D2 domain的阻絕藥物。本實驗希望能夠進一步了解hFGF1-FGFR2 D2 domain與hFGF1-Suramin之間各別交互作用，並利用HADDOCK軟體計算蛋白質錯合物結構及WST1 assay解析對細胞生理活性的影響。 在本實驗中，我們希望藉由核磁共振技術來了解hFGF1-FGFR2 D2 domain與hFGF1-Suramin的反應，利用HSQC找出殘基作用的位置，再利用實驗所得的距離、氫鍵限制條件和雙面角等，經由HADDOCK計算出結構，搭配PyMOL軟體顯示出三維結構並找出其作用力；最後藉由WST1 assay，進而推測出hFGF1-Suramin-FGFR2 D2 domain三者間的生物活性。 在本篇研究能夠幫助我們更加了解hFGF1-Suramin-FGFR2 D2 domain三者之間的反應、三維結構和生物活性，並希望此篇研究對於抗癌藥物有進一步的幫助，且發展出與suramin相關的衍生物和新型具有生物活性的拮抗劑。

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Tranilast藥物可阻絕S100A11蛋白與RAGE V domain之交互作用並抑制細胞增生

人類S100A11蛋白為S100蛋白家族中的其中一員，在水溶液下為一雙聚體蛋白質，其具有兩個可與鈣離子結合的EF-hand位置，S100A11與鈣離子結合後會發生構型上的改變，進而與目標蛋白交互作用，而RAGE(Receptor for Advanced Glycation Endproducts)中的V domain就是其中一種目標蛋白，然而研究指出，在許多癌症中發現S100A11蛋白都有異常的過量表現。RAGE屬於一種位於細胞膜上的免疫球蛋白，與不同配體結合後，進而誘導細胞產生訊息傳遞的現象，其與許多疾病有關，例如發炎現象、糖尿病等。Tranilast 最早是一種用於治療兒童支氣管哮喘的藥物，目前已被證實能夠抑制細胞的增生。 本篇論文中，我們利用NMR技術，探討S100A11和V domain在水溶液下的結構，經過HSQC滴定實驗，分別找出S100A11-V domain複合物相互作用區域及S100A11-Tranilast作用的區域，並利用HADDOCK軟體解出S100A11-V domain及S100A11-Tranilast之複合物結構模型。結果顯示S100A11用來與V domain及Tranilast作用的區域相似，故推測Tranilast能夠阻擋S100A11-V domain作用。最後利用螢光滴定求得複合物Kd，以及利用WST-1 assay 證實此訊息傳遞所產生的細胞增生確實是經由S100A11-V domain作用所造成，而Tranilast也能夠阻隔S100A11與RAGE V domain的交互作用，降低細胞訊息傳遞，進而降低疾病發生。本研究對於S100蛋白與V domain的作用有更進一步的了解，並利於往後研發有潛力的衍生藥物或新藥來達到更有效的抑制效果。