• 學位論文

溶菌酶展開的熱力學性質與模型的探討

蛋白質結構與其生理功能的完整性息息相關，處於正常折疊狀態下的蛋白質可以有效發揮其生理功能且十分穩定，但不正常的折疊會造成蛋白質失去其功能並且處於較不穩定的狀態，一些疾病如阿茲海默症與狂牛病等等，其起因皆是蛋白質的摺疊錯誤。為了了解蛋白質摺疊與展開的機制，並且對這些疾病的形成能有進一步地瞭解，甚至可以成為於該疾病的預防或治療，在本研究中，利用本實驗室所提出的Ising model來描述每個蛋白質的展開行為。在本實驗室所建構的模型裡，我們將蛋白質視為由許多個單元σi(unit)所組成，每一個單元可以是肽鍵、胺基酸、雙硫鍵或任何蛋白質摺疊的單位，而每個單元只有兩個狀態，分別為自然摺疊狀態或展開狀態，而不同的單元卻擁有相同的熱力學性質，則可以將這幾個單元視為相同一個摺疊子。在實驗上，我們選用溶菌酶當做研究對象，藉由加入變性劑或提高溫度，讓溶菌酶逐漸展開，並利用螢光光譜還有圓光二向光譜對溶菌酶做偵測，藉以得知細溶菌酶展開時局部結構的變化，我們發現Ising model可以成功地描述了在實驗上所得到的數據，結果顯示這二種光譜所偵測到的過渡曲線在不同的環境下會有所不同；並且可以將這二種光譜所測到的局部位置各視為數個單元，其中在螺旋結構局部位置(α-helix local site)可以視為三個單元所組成，而色氨酸局部位置(Trp local site)則可是為一個個別的單元，與傳統的兩態模型不同的是：藉由Ising model的擬合，不僅得知其局部位置的熱力學穩定度，而且還得知其局部位置與其他單元的作用力 J。並且藉由比較小角度散射的實驗，可以清楚明白的知道溶菌酶在展開時整個構型的改變，和光譜偵測的結果比較下，我們發現其展開的構型改變主要來自於螺旋結構局部位置展開的貢獻。

• 學位論文

金(I)催化8-芳香環-2-烯-7-炔-1-辛醇進行分子內克來森類型重排反應合成非鏡像選擇性1,2-雙取代環戊烷衍生物

摘要 環戊烷結構為許多天然物中常見的單位，本論文以簡便的方法合成具有立體選擇性的環戊烷衍生物。本文旨在利用金銀共催化系統對帶有炔基的烯醇化物進行分子內克萊森類型重排反應，得到具非鏡像選擇性帶有乙烯基和酮基的1,2-雙取代環戊烷衍生物。 5-己炔-1-醇與芳香環碘化物在鈀金屬催化下進行Sonogashira反應得到6-芳香環-5-己炔-1-醇，以2-碘酰基苯甲酸 (IBX, 2- iodoxybenzoic acid)氧化劑氧化得到6-芳香環-5-己炔-1-醛後，再和溴化2-乙氧-2-側氧乙基三苯基鏻((2-ethoxy-2-oxoethyl)triphenylphosphonium bromide)進行Wittig 反應得到8-芳香環-2-烯-7-炔辛酸乙酯，以二異丁基氫化鋁還原得到8-芳香環-2-烯-7-炔-1-辛醇。 將此帶有炔基的烯醇化合物與0.10當量的氯化三苯基磷金/三氟甲磺酸銀 (Ph3PAuCl/AgOTf)溶於甲苯溶劑，在迴流中，進行分子內克萊森類型重排反應得到帶乙烯基和酮基的-1,2-雙取代環戊烷。以X-ray繞射分析證明環化產物中的乙烯基和酮基為反式的1,2-雙取代環戊烷。

• 學位論文

以奈米鑽石進行特定胜肽之濃縮與萃取

近年來，對於半胱胺酸上硫醇的氧化，研究上有許多進展，也受到很多的矚目，卻還沒有一種很適當的分析方法，因此我們有必要發展一套方法能針對這種蛋白質後轉移修飾進行濃縮萃取。針對此一目的，我們對過甲酸氧化的牛胰島素(Ox-BSA)做酵素消化並進行高選擇性和高靈敏度的濃縮和辨識，使用的原理是修飾在奈米鑽石表面的聚精胺酸，和胜肽上的磺酸化半胱胺酸之間的吸引力，並以MALDI質譜做最後分析工具。即使磺酸化胜肽的含量只有0.02%，修飾了聚精胺酸的奈米鑽石還是能從胰蛋白酵素消化的複雜胜肽中將其萃取出來。偵測極限方面，使用MALDI質譜可以在濃度低至10-9M時偵測得到。我們的實驗可以證明，對於磺酸化的胜肽，修飾了聚精胺酸的奈米鑽石不論在低濃度的情況，或是高度複雜的環境中，都是一種高效率的萃取功具。除此之外，我們還發現這種奈米鑽石對於多磺酸根的胜肽，比少磺酸根的胜肽，有更強的吸附效果。總之，我們的工作對於了解半胱胺酸氧化狀態，提供了一個全新的方法。

• 學位論文

奈米鑽石結合質譜技術分析醣蛋白

我們發展了一套方法，此方法可以加快、簡化在分析醣蛋白上中性醣醣基時的實驗流程，而且同時也可以增強在利用基質輔助雷射脫附游離飛行時間質譜儀分析醣類時醣類的訊號強度。 　　此方法包括了利用微波加熱輔助進行醣蛋白的酵素消化及切醣，接著利用酸洗過後含有羧基的奈米鑽石進行純化，將胜肽移除，最後將待測樣品溶液先與氫氧化鈉溶液混合，再與基質（DHB）混合，以抑制在質譜儀分析時未移除乾淨的胜肽及醣類接鉀（［M+K］+）的離子訊號。 　　利用此方法所展現的優點，皆是我們使用基質輔助雷射脫附游離飛行時間質譜儀分析Ovalbumin和Ribonuclease B這兩種醣蛋白上所切下的N-linked的醣類當作樣品所得到的結果。

• 學位論文

奈米銀的製備和其在抗菌纖維上的應用

本篇論文主要為合成一種水溶性共聚物PAD，可同時做為銀粒子的保護劑和布料的親水劑，PAD是由丙烯醯胺和DAPA為反應物在適當條件下反應所得之產物。研究過程中改變PAD/AgNO3比例、pH值，以UV-VIS光譜圖探討PAD對形成的奈米銀粒子的分散性影響，結果顯示在pH值接近11時進行還原可得分散較好的銀粒子；而由TEM圖得知當PAD/AgNO3比例約為1時比濃度比為1.67, 5時，PAD有較佳的銀粒子保護效果。將Nylon布料經浸泡於不同pH值的PAD/Ag溶液一段時間後，在pH值約為10.5時有99%的抗菌效果，但抗菌率經15次以上的清洗後僅剩56%，有明顯降低的現象；若Nylon布料先經由商用親水劑SPP處理，再經浸泡PAD/Ag溶液後可得穩定的殺菌效果。將聚酯(PET)、Nylon等疏水性布料浸泡於PAD、還原劑和AgNO3溶液中，PAD可作為布料的親水劑，使銀離子和還原後的奈米銀粒子能有效分散在布料結構中，即使布料經過20次的清洗，奈米銀粒子仍可附著於布料上，使有加入PAD處理的PET布料其抗菌率明顯優於未加入PAD的PET改質布料；而在銀離子濃度小於0.5mM時，PAD對Nylon布料提升抗菌率的影響才會顯現出來。在未加入PAD的情況下以高溫法改質布料時，Spandex中的PU成份有助於銀粒子的形成，所以使Nylon91在抗菌能力上優於Nylon100，此外，可由UV-visible光譜圖發現每次高溫法所消耗的銀離子莫耳數少，所以銀離子溶液可重覆使用，減少銀原料的浪費；而加入PAD時，PAD則明顯提升銀粒子的生成，所以改質後的Nylon布料皆有穩定的抗菌效果。

• 學位論文

應用多組成反應合成色烯類及其他雜環化合物

本實驗以「理想合成(ideal synthesis)」及「綠色化學(green chemistry)」為目標，開發出快速、高產率的合成方法，並結合多組成反應策略(multicomponent strategy)及氟化四丁基銨(Tetrabutylammonium fluoride, TBAF．3H2O)，在水溶液中迴流，合成一系列色烯類衍生物及其他雜環化合物，反應中經過Knoevenagel縮合及環化加成反應兩步驟，其中不需任何純化即可得到最終產物；利用產物不溶水的特性，過濾回收含有氟化四丁基銨的水溶液便可再次催化反應進行，此為本實驗最大的發現與收獲。

• 學位論文

壹、利用1,5-二氟基-2,4-二硝基苯作為脫水劑來合成異噁唑類衍生物的研究。貳、行高效率且一鍋化的方式來合成硝基環丙烷方法之研究

本論文共分為兩部分: 第一部分:雙環異噁唑類化合物不但廣泛的存在於多種天然物以及具有生物活性化合物的結構當中，而且雙環異噁唑類化合物在有機合成的應用上可經由不同的還原條件，來將氮-氧單鍵轉換成一系列 1,3-位置具有不同官能基的有機化合物，而進一步合成出具有生物活性的生物鹼或藥物，因此異噁唑類化合物在有機合成上的價值已是無庸置疑的。本部份論文只要研究將不同取代基之硝基苯乙烯衍生物分別與烯丙基丙二酸二甲酯或是炔丙基丙二酸二甲酯反應下可得到高產率之中間產物硝基烷化合物2與4後，之後再以1,5-雙氟基-2,4-二硝基苯與DBU作用下，可以合成出高產率的雙環異噁唑類衍生物3及雙環異噁唑啉類衍生物5。 第二部份: 具硝基環丙烷官能基在藥物及天然物合成的應用上非常廣泛，根據過去的文獻報導，通常是利用已溴化的丙二酸二甲酯與硝基苯乙烯在鹼性環境下合成硝基環丙烷化合物，本研究的策略則是利用一鍋化的方式將丙二酸二甲酯與硝基苯乙烯在鹼的存在下先進行Michael加成反應進而生成加成化合物後，之後再使用NBS溴化試劑產生溴化中間產物並接著進行脫去反應來合成中等至不錯產率的一系列硝基環丙烷衍生物。

• 學位論文

理論計算探討乙醇在2Ru/ZrO2(111)表面之脫氫反應

本論文分為兩大主題： 第一部分：乙醇在2Ru/ZrO2(111)表面之脫氫反應 我們使用週期性的密度泛函理論來研究乙醇在2Ru/ZrO2(111)表面催化下之脫氫反應，我們計算出來乙醇有最大吸附能的結構是以乙醇的O原子接在表面的Ru原子上，而這個結構接續的反應會經由O-Ru路徑，即斷鍵的順序是：O-H鍵→βC-H鍵→C-O鍵而最後得到乙烯吸附在表面上；另外一個有第二大吸附能的結構是以乙醇的αC原子吸附在表面的Ru原子上，這個結構接續的反應會經由αC-Ru路徑，即斷鍵的順序是：αC-H鍵→O-H鍵→(βC-H鍵) →C-C鍵而最後得到氫氣。最後，我們也計算了吸附在表面上的H原子結合成氫氣的反應位能面，其所計算出來的能障大約是20-30 kcal/mol。這個結果象徵著使用參雜Ru的ZrO2表面可能是個頗為有效的催化劑來催化乙醇的脫氫反應。 第二部分：在ZrO2表面參雜Ru與否對催化乙醇脫氫反應的影響 我們使用週期性的密度泛函理論來研究乙醇在ZrO2(111)表面以及2Ru/ZrO2(111)表面催化下之脫氫反應的差別，發現在ZrO2(111)表面脫氫反應所需克服的活化能比在2Ru/ZrO2(111)表面還要高，特別是斷βC-H鍵的過程，其活化能的差距為36.05 kcal/mol，這導因於斷βC-H鍵產生的吸附物非常的不穩定。試著了解造成這個現象的原因，我們做了態密度以及變形能的分析，而分析的結果發現這導因於兩個因素：(1) 乙醇的O、C原子與2Ru/ZrO2表面的Ru原子的作用力強過與ZrO2表面的Zr原子的作用力；(2) 乙醇在ZrO2(111)表面催化下斷βC-H鍵所得到的吸附結構，其表面的變形能比起在2Ru/ZrO2(111)表面催化下的情形大很多(30.41 kcal/mol)。

• 學位論文

金、銀催化1,3-環己雙烯苯行分子內hydroarylation環化反應

利用(η5-1,3-環己雙烯) 或 (η5-1,3-環庚雙烯) 三羰鐵陽離子錯鹽，與sodium dimethylmalonate (丙二酸二甲酯鈉) 進行親核性反應，所得三羰鐵錯合物經硝酸鈰銨(CAN)氧化劑去錯合後，得到C-5位置帶有雙酯基之1,3-環己雙烯化合物與 1, 3-環庚雙烯化合物。將帶酯基之1,3-環形雙烯化合物在鹼性條件下與芳香環溴化物反應，可得C-5位置帶有雙酯基之1, 3-環形雙烯芳香環之衍生物。最後以金陽離子催化進行分子內 hydroarylation，可得到芳香環進行親核性加成的多環產物。 將帶酯基之1,3-環形雙烯化合物在鹼性條件下與3-溴丙炔反應，可得C-5位置帶有雙酯基之1,3-環形雙烯炔之化合物，以銀陽離子催化進行分子內環化反應，得到兩種不同位向選擇性的多環產物。另外，將帶酯基之1,3-環形雙烯化合物在鹼性條件下與2-溴甲基呋喃反應，可得C-5位置帶有雙酯基之1,3-環形雙烯呋喃之化合物。以銀陽離子催化會進行分子內Diels-Alder 反應，可以得到多環架橋化合物。

• 學位論文

四丁基氟化銨及無機鹼催化硫醇與α‚β-不飽和酸化合物進行加成反應之研究探討

本論文主要分為兩個章節，第一章節為探討以α‚β-不飽和酸化合物為受質進行1,4-共軛加成反應的研究。而根據以往文獻所報導的研究結果中發現，當以α‚β-不飽和酸化合物為受質進行加成反應時，往往所獲得的產物產率皆為偏低，或同時會有其它副產物的生成。在此，本研究發展出以四丁基氟化銨為催化劑，催化硫醇與α‚β-不飽和酸化合物進行1,4-共軛加成反應，可獲得高產率的單一加成產物。 第二章節則為探討利用無機鹼催化硫醇對具有吲哚結構的α‚β-不飽和酸化合物進行加成反應，可得到高產率之去羧基化的3-(1-(thiol)ethyl)-1H-indoles產物。