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枯草桿菌 TKU049 所生產果膠酶的純化與定性

由於果膠酶的重要生物技術用途，在食品和飲料行業具有廣闊的工業前景。本研究使用的菌株Bacillus subtilis TKU049係從淡江大學土壤中篩選出來，探討香蕉皮、橙皮、柚子皮、麥麩，米糠以及咖啡渣等六種農業副產品作為B. subtilis TKU049生產果膠酶之碳和氮的之可行性。 結果顯示於含有1.5％果膠的培養基中培養三天，B. subtilis TKU049所產生果膠酶活性最高（1.19 U / mL）。 SDS-PAGE分析純化所得TKU049果膠酶之分子量為60.5 kDa。 TKU049果膠酶之最適反應溫度及酸鹼值分別為60°C和pH 9，酸鹼穩定性則是pH6至pH10。 此外，於無機鹽對TKU049果膠酶酵素活性影響方面，Mn2+、Mg2+、Ca2+以及Fe2+金屬離子具促進酵素活性之作用。 而界面活性劑EDTA、Triton X-100、Tween 40以及Tween 20則對酵素活性影響不大。

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以咔唑/苯並咪唑為主所設計出的雙極分子作為高效率的磷光和熱活化延遲螢光發光體主體材料

以carbazole為供體，benzimidazole為受體，合成了一系列不同π電子共軛的雙極分子。主體材料的最大吸收波長從305至342 nm，放光光譜的波峰範圍從347至443 nm。由理論計算得到主體分子的carbazole和benzene之間的兩面角最小為35.4°，最大為89.6°。我們成功的利用增加立體障礙的方式獲得大的扭轉角來減少分子內的共振機率，藉此提高主體分子的LUMO能階。在獲得高的LUMO能階的情況下這些材料有高的潛力作為OLED元件中的主體。在元件的測試結果中，以p-CbzBiz用作於綠色磷光發射體Ir(ppy)2(acac)的主體時，OLED元件的最大外部量子效率達到21.8%。此外，當o-CbzBiz用於綠色螢光發光體4CzIPN的主體時，OLED元件的最大外部量子效率可以達到16.7%。因此，基於carbazole/benzimidazole為主所設計的分子有潛力做為磷光或TADF OLED發光體的主體材料。

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合成具有DOTA官能基之含硼Ugi衍生物

因為我們的目標是通過使用Ugi四組分反應（Ugi 4-CR）來合成多種含硼類似物。這種目標產物物我們預計將使其具有一下四個關鍵特徵：（a）模擬di-peptide骨架的鹼性代謝過程（允許化合物通過POT途徑轉運）；（b）羰基組分（這將增加總體硼含量/分子）；（c）兩個硼酸基團（可以形成具有特殊親水性的硼酸-果糖複合物）；和（d）DOTA附屬物（允許Ugi-4CR類似物被放射性同位素標記，例如177Lu和111In）。這樣的一種設計思路可以讓我們的目標產物具有診斷與治療一體化的效果，最後我們通過合成含硼Ugi-4CR前體再與DOTA進行peptide coupling以合成多重含硼寡肽嘗試使用我們實驗室自己合成出的更為複雜的isocyanide進行合成，我們成功合成出了產物6（Fig 9），並且通過了MASS和NMR檢測。 我也希望可以引入氟原子以便提高我們的目標產物的代謝效率，所以我們設計並合成了以下兩種目標物4.5分別在我們的Ugi起始物中的acid或aldehyde中加入F官能基。

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利用含硼異腈合成depsipeptide衍生物

自從發現含硼的Passerini反應以來，報導主要集中在將含硼的羧酸或醛作為唯一的結構單元。部分原因是由於通常將含硼異氰酸酯視為不穩定的材料，不適合合成應用。這項研究提供了證據，證明含硼異氰酸酯足夠穩定，可以用作原料。此外，異氰基可用於多種合成目的，這使其成為有機化學家非常有價值的官能團。在此，描述了利用含硼異氰酸酯合成硼二肽的方法。通過Passerini三組分反應（P-3CR）合成目標化合物，其中H2O被用作溶劑。此外，與通常需要路易斯酸催化劑的常規P-3CR不同，所報導的方法不需要催化劑，並且可以在室溫下進行。各種醛和酸被用作生成所需產物的基礎。

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以質譜儀、毛細管電泳儀和高效液相層析儀分析幾丁寡醣

幾丁聚醣經化學(過硫酸鈉)或酵素(胃蛋白酶)降解的主要產物是低分子量幾丁聚醣和幾丁寡醣(COS)，本論文分別以毛細管區帶電泳(CZE)和毛細管膠體電泳(CGE)分析低分子量幾丁聚醣產物的去乙醯化程度(DDA)和分子量相關電泳遷移率。而COS產物的組成和平均DDA則以高效能液相層析儀(HPLC)與基質輔助雷射脫附游離飛行時間質譜儀(MALDI-TOF/MS)分析。我們的分析方法具有快速檢測和微量分析的特性，有利於探討幾丁聚醣降解之反應性。 以CZE在鹼性(pH 9.35)與酸性(pH 2.00)電泳緩衝溶液下進行降解空白實驗之分析，經實驗結果得知，在分離純化降解產物時，胃蛋白酶會殘留於COS產物中。但因反應所使用的胃蛋白酶的濃度很低，且其具有較大分子量，所以幾乎不影響COS產物於CZE和MALDI-TOF/MS之分析。 此外，我們探討以NH MB100 40/75 μm Silica Gel作為吸附劑，應用於COS產物之純化和除鹽。經由CZE與MALDI-TOF/MS的分析，可獲得最佳吸附劑使用量。我們以酸性溶液(0.1% TFA)活化吸附劑，使其胺基(-NH2)質子化而具較強正電性，可排斥具正電性的幾丁寡醣分子，並吸附鹽類陰離子。此純化方式可以達到除鹽的效果，不會有明顯的樣品流失，因此有利於樣品之偵測和分析。 最後，利用HPLC初步純化COS產物，以MALDI-TOF/MS鑑定經HPLC分離回收COS之組成，比對原始COS產物與HPLC分離的COS分子之CZE析出時間以標示電泳吸收峰之組成。目前我們已經在CZE電泳圖上標示出產量較高的主要COS產物之組成。建構此完整的高解析度COS-CZE電泳圖，會更進一步提升幾丁聚醣降解所得幾丁寡醣產物之定性和定量分析之效率。

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以1,4-二氰基-2,3,5,6-四羥基苯合成之金屬有機材料應用於鋰離子電池之電極

鋰離子電池因為具有高能量密度、大電流輸出以及循環壽命長等優點，在現今已被廣泛應用在許多儲能設備及系統上，並且大大提升了科技的發展。而有機材料所形成之電極在近期吸引相當多的關注，其擁有低重量、低毒性、低成本等優點。然而，需要解決的是有機材料在電解液中的高溶解度，因此將有機單體合成聚合物以降低溶解度來維持電池之效率。 利用具有氧化還原活性之醌類似物做為配位聚合物的建構組元。因此我們設計了1,4-二氰基-2,3,5,6-四羥基苯 (LH4)做為有機配位基，再與銅二價離子、鈷二價離子以及鋅二價離子配位形成線性配位聚合物，抑或是三維的金屬有機骨架。此些金屬有機材料被做為鋰離子電池之陰極，並具有高循環壽命及可逆之充放電表現。

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鈉離子電池多孔有機電極材料之探討

有機材料有望成為下一代電極材料，因為它們的成本相較於其他重金屬製成的電極材料來的低、具回收性、可客製化以及材料對環境友善。本論文經由三甲酰基間苯三酚（TFP）和萘二酰亞胺二胺（NDI）的縮合反應，合成了NDI-TFP高分子。這種具有氧化還原性質的高分子聚合物其共軛系統提供了電子傳遞途徑，其中萘二酰亞胺單元可以經過兩個單電子還原過程產生陰離子和二陰離子的自由基。透過固態循環伏安法證明了NDI-TFP高分子聚合物此材料具有氧化還原活性，並研究其在鈉離子電池電極材料中的應用。

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檢測水中甲醛之液晶感測器

此研究以向列型液晶–5CB為基礎，參雜了含有胺基的兩親性分子–PBA，開發了檢測水中甲醛的液晶感測器。由於PBA具有兩親性，可以在液晶／水溶液界面誘導液晶的排列形成垂直配向，在此狀態下以偏光顯微鏡可觀察到暗的光學訊號，當甲醛存在於系統時會與PBA發生反應，導致其結構由胺基變為亞胺基，失去誘導液晶排列的能力，此時液晶排列狀態改變並呈現亮訊號，由這個暗變亮的訊號轉換，我們可以得知系統是否檢測到水溶液中甲醛的存在。 起初我們以Hantzsch反應為檢測機制設計感測器，隨著進一步的討論，我們修改了對檢測機制的假說，並證明了其檢測機制為醛胺縮合反應，以此機制在酸性條件下，感測器可以檢測到1 mM的甲醛，具有高度的選擇性，也可應用於檢測化妝水樣品中30 mM濃度的甲醛含量。 液晶感測器具有低成本、簡單操作且肉眼即可辨識訊號的特性，因此適合開發為個人護理用品之甲醛檢測器。

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新穎多孔有機高分子與共價有機骨架之合成

多孔有機高分子 ( Porous Organic Polymers, POPs )為具有孔隙的高分子材料，而它們已被廣泛用於各種應用，例如:氣體存儲和分離，能量存儲，催化和藥物輸送。其中共價有機骨架 (Covalent Organic Frameworks, COFs)是一種具有結晶性且剛性結構的高分子孔洞材料，利用有機組元經由可逆的共價鍵連接而成，其中共價鍵在此過程中可以「自我修復」(self-healing)以及「自我校正」( self-calibration )，形成熱力學最穩定的結構，另外共價有機骨架可被模組化設計，利用有機合成調整其官能基、孔洞大小與幾何結構，因此具有發展的潛力。 本研究將利用溶劑熱合成法來製備新型共價有機骨架和多孔有機高分子，在動態共價化學概念下，利用不同的有機反應條件，探討影響骨架結晶性的因素，另外結構的性質將利用粉末繞射儀、氣體吸附分析儀、紅外線光譜儀…等儀器鑑定。

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雙亞硝基鐵/鈷化合物含氮雜環碳烯 (NHCs)的化合物及其與含硫配位基之配位反應的合成·性質與X光單晶結構的鑑定

由於在生物體內發現的鐵鐵氫化酶在自然界中能夠可逆地催化氫氣的氧化和質子的還原反應，而其金屬活性中心的結構和功能模擬近年來引起生物無機學家們的興趣。因此本論文計畫透過置換配位基來合成類似鐵鐵氫化酶活性中心的雙亞硝基鐵化合物(DNICs)，並且以含氮異環碳烯N-Heterocyclic Carbenes(NHC)配位基來穩定結構。同時分別以2-aminothiophenol (L1)、2-(dimethylamino)benzenethiol (L2)做為pentdant base合成化合物iMes-Fe(NO)2SPhNH2(1)與iMes-Fe(NO)2SPhNMe2 (2)，在紅外光光譜與循環伏安法的比較其二對鐵中心的影響，在此系統中發現2-(dimethylamino)benzenethiol有較佳的σ-donating能力。 本論文也透過置換中心金屬合成含有與上述所提之相同配位基的雙亞硝基鈷化合物，然而在紅外光光譜中理論上含有σ-donating能力較好的2-(dimethylamino)benzenethiol的化合物3比化合物4往高波數位移，此結果是與鐵為金屬中心的結果相反的，同時我們將化合物1、2、3、4與對甲苯磺酸反應得到portonation後的產物，比較後發現化合物1、3在紅外光光譜分別在1793cm-1、1837cm-1處有一小包峰值，透過1H NMR光譜鑑定後推測可能為metal hydride的形成，往後也將利用養晶來確認我們的推測是否為正確。