4月3日在花蓮發生的7.2級強震，導致國立東華大學化學系的所在地─理工學院一館D棟在隨後引發的火災中遭受了毀滅性的打擊，化學系師生20多年來累積的實驗成果全部付之一炬。如今，國立東華大學化學系將要站在一個新的起點重新出發，復原教學館舍及實驗設備所需經費甚鉅，在這個重建的過程中，您的每一份支援力量都是不可或缺的希望種子！誠摯地邀請身處化學研究大家庭中的您，一起攜手支持國立東華大學化學系所場館及實驗設備的重建，讓東部的化學研究薪火能持續傳承運作。讓我們一起陪伴國立東華大學化學系的師生走過這段意外且艱難的旅程，浴火之後的重生將煥發無限的生機和活力。

FluoroFusion: NHC-Catalyzed Nucleophilic Aromatic Substitution Reaction Unveils Functional Perfluorinated Diarylmethanones 

Cheng-Lin Chan, Shao-Chi Lee, Pei-Shan Lin, Radyn Vanessa Phaz P. Tapales,

Jia-Syuan Li, Chun-An Lai, Jyh-Tsung Lee, Chien-Hung Li, and Hsuan-Hung Liao  

Org. Lett. 2024, 26, 11, 2338–2342 

國立中山大學 化學系 廖軒宏副教授

全氟化二芳基甲酮(Perfluorinated diarylmethanones)在製藥、材料科學和農業化學品中存在多種應用，引發人們對全氟化二芳基甲酮產生了重大科學興趣，這凸顯了開發簡易、高效合成方案的迫切需要。傳統上，往往使用當量的過渡金屬試劑以及將全氟芳烴視為供體合成子的概念來合成此類分子，這與它們固有的缺電子特性相矛盾。本研究團隊基於過往對親核性芳香取代反應(Nucleophilic Aromatic Substitution reaction)的研究經驗，引入了一種以氮雜環卡賓( N-heterocyclic carbene)催化的芳香性取代反應來形成全氟化二芳基甲酮。此方法可直接使用市售芳香醛和全氟芳烴作為合成前驅物，在高度區域選擇性的影響下獲得單一產物。值得注意的是，本方法學不僅免去對敏感金屬試劑的需求，改以氮雜環卡賓作為催化劑的同時，也順應全氟芳烴的分子特性將其視為受體合成子。文中透過 30 多個不同的例子呈現出本方法學廣泛的官能基耐受性，亦可應用在多個結構複雜的生物活性分子中。本方法進一步的為修飾藥物活性分子開拓了道路。為強調此策略在建構全氟化芳環分子方面的潛力，設計了抗癌化合物(絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶的抑製劑)的全氟生物電子等排類似物並實踐其全合成。此外，文章中還探討了將全氟化二芳基甲酮作為電解質添加劑引入鋰離子電池的前景。這些添加劑的使用可以增強電池的循環穩定性，同時維持其高效率。 

Rhodium(II)-Catalyzed Denitrogenative Annulation for the Synthesis of Substituted Tetrahydroisoquinolines 

Dun-Yuan Jin, Chia-Wei Lin, Srinath Santhanam, and Po-Chiao Lin 

J. Org. Chem. 2024, 89, 7, 4503–4511 

國立中山大學 化學系 林伯樵教授

本實驗室長年致力開發以金屬催化合成具生物活性之雜環有機分子。近年開發多個以二價銠金屬或一價銅金屬催化之炔-疊氮環化加成反應在強拉電子環境所引導之Dimorth 重排反應後所促發之各式分子的合成。四氫異喹啉是一類多功能有機化合物，在藥物化學、材料科學和其他各個領域的應用而聞名。也因此成為許多天然產物生物合成中的重要中間體及許多藥物合成的基礎材料。其衍生物因具廣泛生物活性也成為重要合成目標物，並吸引我們實驗室的興趣並開始其合成方法學的開發。於此研究中，為了增強四氫異喹啉的結構多樣性，提出以二價銠金屬催化的脫氮成環方法並搭配即時水解反應來成功合成具胺基之四氫異喹啉衍生物。此方法成功引入布忍斯特酸以防止三環副產物的生成，同時促進所需 THIQ 衍生物有效合成並實現可達 86% 的實用產率。並結合此二價銠金屬催化環化反應及本實驗室開發之銅金屬催化β-胺基酸合成策略來完成具抗發炎能力之天然物Cyclocelabenzine類似物之全合成。 

Additive Blending Effects on PEDOT:PSS Composite Films for Wearable Organic Electrochemical Transistors 

Hsueh-Sheng Tseng, Ying-Lin Chen, Pin-Yu Zhang, Yu-Sheng Hsiao 

ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, 16, 11, 13384–13398 

國立臺灣科技大學 材料科學與工程系 蕭育生副教授

近年來，採用導電聚合物（CP）的有機電化學電晶體（OECT）在可穿戴及植入式生物電子應用中受到廣泛關注並取得顯著進展。在眾多CP材料中，聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT:PSS）因其高跨導率等優異特性，成為發展p型OECT主動層通道的常用選擇，尤其適用於需要訊號放大的生物電子感測應用領域。本研究聚焦於探索二甲基亞碸（DMSO）、（3-環氧丙基）三甲氧基矽烷（GOPS）和非離子型氟表面活性劑（NIFS）等添加劑的效應，旨在對PEDOT:PSS複合薄膜進行新穎工程設計，優化其抗水性、導電度、自修復能力與可拉伸性，並將其製作成穿戴式OECT元件，以展示對多巴胺的量化感測效能。本研究內容，包括導入聚合物成分的溶解度參數和表面能之理論計算，以及建立相關的分析方法，深入探討不同DMSO、GOPS及NIFS添加劑對複合膜中形成相分離現象及材料特性間的關聯性。總結來說，此研究不僅確定了PEDOT:PSS複合膜之最佳組成，並建立完整型態學模型，更評估了其整合聚二甲基矽氧烷基板於軟性電子應用的潛力，為次世代生醫電子醫學的穿戴式OECT生物感測發展，提供可靠的CP材料技術及發展策略。 

Au/SiC Microfluidic Devices Fabricated by Rapid Laser Cladding for Photocatalytic Degradation of Water Pollutants 

Chun-Hao Chang, Hsiu-Pen Lin, Chien-Wei Chen, Yu-Cheng Lu, Fu-He Hsiao,

Chi-Hsiang Hsieh, Bo-Cheng Lin, Bang-Ying Yu, Dai-Liang Ma, Hao-Chung Kuo,

Chang-Ching Tu, and Bor-Ran Li 

ACS Sustainable Chem. Eng. 2024, 12, 11, 4486–4496 

國立陽明交通大學 生醫工程研究所 李博仁教授 

雖然使用電動車取代汽車對能源效率上有優勢，但在生產過程中可能對環境造成的污染。例如第三代半導體材料碳化矽（SiC）在電動車電池中扮演重要角色。然而SiC具的化學惰性，在生產和報廢過程中流入環境將會成為難以自然降解的汙染物。陽明交通大學生醫工程所的李博仁教授團隊與鴻海研究院找到了一個SiC回收再利用解決方案。團隊發表了一項名為「Au/SiC光觸媒微流體汙水降解器」的研究成果。研究中指出，將SiC晶圓廢料研磨成微米級顆粒，然後陽噴塗於玻璃基板表面，透過雷射將高熔點的SiC（2730℃）升溫至高於玻璃的熔點（1650℃），可使SiC在玻璃表面結合成覆膜。接下來在SiC玻璃基板上濺鍍上金膜，再次使用雷射將金膜快速退火成金奈米粒子，可形成奈米光觸媒板。金奈米粒子產生的表面電漿共振（Surface Plasmonic Resonace, SPR）可以吸收可見光，並將其轉化為高能電子。這些高能電子可以克服能障，傳輸至SiC導帶，促使SiC在水中產生自由基，從而降解水中的有機物（以Methylene Blue為例）。除此之外，Au/SiC是一種乾式製程，只需30分鐘。而且所使用的雷射功率非常低（3瓦），非常適合工業化生產。微流體裝置不僅可以加速化學反應，還可以通過串聯和並聯增加降解速率和效率。 

Bifurcated Polymorphic Transition and Thermochromic Fluorescence of a Molecular Crystal Involving Three-Dimensional Supramolecular Gear Rotation 

Yun-Hsuan Yang, Yu-Shan Chen, Wei-Tsung Chuang, and Jye-Shane Yang 

J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 12, 8131–8141 

國立臺灣大學 化學系 楊吉水教授

國家同步輻射研究中心 莊偉綜副研究員

如同固態無機物(如合金)之相轉換，有機分子晶體在外在刺激下也可能進行晶型轉換(polymorphic transition)，亦即從一種晶體結構轉化成另一種晶體結構。然而，分子如何在晶格和分子間作用力的限制下運動而改變分子構形和排列方式，仍是目前研究的一大課題。例如：晶體中分子的運動是一個接著一個進行，還是一群分子同步進行？分子結構的變化程度可以多大？晶型轉化過程與前後是否仍能維持晶性？晶體結構如何影響分子運動行為？這些問題對刺激響應分子晶體的發展扮演至關重要的角色。在本研究中，我們觀察到了一個前所未見的分叉型晶型轉化行為。亦即，在230 ^oC到235 ^oC的溫度區間下，一顆發綠色螢光的單晶會轉變成一顆同時含有綠色和黃色螢光區塊的晶體。綠色螢光區塊的晶體結構與起始晶體結構相似但不相同，而黃色螢光區塊的晶體結構則截然不同。通過各項數據分析得出的結論：此晶型轉變機制肇因於起始晶體的超分子齒輪三維網絡，在熱能驅動下進行同步齒輪轉動而得。此外，晶體由單斜晶系轉成三斜晶系，分子構形由同邊轉成反邊，變化幅度極大，卻能維持晶性。我們也發現微小的晶體結構變化足以觸發或抑制某種運動行為的發生。儘管多年來分子機械在液相和表面態的研究已經取得了良好的基礎，但在固態中的研究仍處於初級階段。本研究的發現也為固態分子機械的結構設計和運作提供了一個新的契機。 

Overcoming small-bandgap charge recombination in visible and NIR-light-driven hydrogen evolution by engineering the polymer photocatalyst structure 

Mohamed Hammad Elsayed, Mohamed Abdellah, Ahmed Zaki Alhakemy,

Islam M. A. Mekhemer, Ahmed Esmail A. Aboubakr, Bo-Han Chen,

Mohamed Gamal Mohamed, Chih-Hsuan Lu, Shang-Da Yang, Shiao-Wei Kuo,

Chen-Hsiung Hung, Li-Chyong Chen, Kuei-Hsien Chen & Ho-Hsiu Chou 

Nature Communications, 2024, 15, 707 

國立清華大學 化學工程學系 周鶴修教授

設計具有可見光和近紅外線（NIR）光活性的高效析氫有機聚合物光催化劑一直是極具挑戰性的課題。本研究提出了一系列基於ITIC和BTIC的聚合物光催化劑，無需與其他材料組合或雜化，即可在可見光和近紅外光下進行H₂釋放。透過調節π-連接子，形成特殊結構的聚合物，如A-D-A-(π-連接子)-A-D-A和A-DAD-A-(π-連接子)-A-DAD-A，調節D和A之間的帶隙、吸收特性和電荷分離，提供更大的靈活性。而不同的π-連接劑（X = Ph、Th、ThF）被用作PITIC和PBTIC基聚合物的共聚單體，成功改變了光催化反應期間的吸收光譜和電荷分離。飛秒瞬態吸收光譜（fs-TAS）和密度泛函理論（DFT）計算進一步證明了各種π-連接劑對於聚合物中不同重複單元接受體之間的分子平面性和電荷轉移能力的顯著影響。本研究更提出第一個具有潛在近紅外線（NIR）活性的單一聚合物光催化劑，實現了高效的析氫反應，在20.5 µmol/h 的高HER和4.7% 的AQY下取得了良好的前景。此外，本研究還展示了無表面活性劑的Pdot結構準備方法，這一方法具有更高的光催化活性。常見的表面活性劑會阻礙Pdot粒子向Pt共催化劑或抗壞血酸的電荷轉移，而無表面活性劑的方法則避免了這一問題。這些發現得到了飛秒瞬態吸收光譜和電化學分析的證實，為更高效的光催化反應提供了重要的參考依據。

Synthesis of Benzo[c]cinnolinium Salts from 2-Azobiaryls by Copper(Ⅱ) or Electrochemical Oxidation 

  Huan-Chang Hsiao, Meng-Che Li,Guganchandar Vedarethinam,

Pei-Lin Chen and Shih-Ching Chuang

Org. Lett. 2024, 26,1694-1698 

國立陽明交通大學 應用化學系 莊士卿教授

苯并[c]噌啉(benzo[ c]cinnoline)是一種特殊分子，經常出現在功能化合物的骨架中，例如構建複合物的配體、生物感測器、抗雄激素活性、抗癌劑、有機場效應晶體管以及作為一組螢光團用於生物學研究。此外，苯并[c]噌啉對光物理性質有相當大的影響。例如，具有苯并[c]噌啉結構的化合物具有寬吸收帶的特性並表現出大的斯托克位移。因此，苯并[c]噌啉和苯并[c]噌啉鎓鹽(benzo[ c]cinnolinium salts)的合成已被廣泛研究。然而，製備苯并[c]噌啉鎓鹽的方法卻相當有限。因此，我們受到啟發，開發了一種透過銅(II)或電化學氧化促進2-偶氮二芳基(2-azodiaryls)的分子內環化合成苯并[c]噌啉鎓鹽的有效方法。透過此策略可以輕鬆建構多種不同官能化的苯并[c]噌啉鎓鹽，且具有優異的官能基耐受性和高效率。我們發現具有電子推拉取代的苯并[c]噌啉鎓鹽顯示出中心在571奈米的有趣螢光。該合成機制被認為是透過氧化劑驅動的單電子轉移和透過親核加成，隨後交換陰離子的分子內環化。銅(II)促進或電化學氧化可以是合成苯并[c]噌啉鎓鹽當中，比傳統方法更簡單、更方便的替代方法。

國立嘉義大學 應用化學系 和 高雄醫學大學 醫藥暨應用化學系

蘇  明  德  教  授 

 

(文章內容版權為蘇明德教授所有，如需引用請聯繫midesu@mail.ncyu.edu.tw)

「碳」在地殼中的含量雖僅有0.09％，且「碳」的存在量在地殼上排列第15名，並在全宇宙中存在量排列第4名，名列在氫(H)、氦(He)、氧(O)之後，但是「碳」卻是地球上與生命關係最為密切的元素。正由於「碳」元素非常充沛，再加上「碳」在地球環境中所產生的化合物種類繁多。如果檢測組成植物和動物的成分，不難發現幾乎所有這些生命體分子中都含有「碳」元素，因此「碳」可說是地球上所有生物的化學根本元素。 

 

事實上，在構成人體的元素中，「碳」就占了18％，也就是說拿掉水分後，剩下的體重超過一半都是「碳」。當然不只是人，從小病毒到大恐龍，所有生物的基礎構成都是由「碳」所擔負的。因此有人這麼說：「把自然界中各種型式的『碳』集合起來所形成的東西， 就叫『生命』。」

 

化學的一個完整分支，並且基本上是以「碳」化合物為主的學科，就是〝有機化學〞，目前有紀錄的有機化合物總數近3千萬種。「碳」之所以能在有機化合物中占有主要中心地位，是因為「碳」原子間能夠相互連接形成長鏈，這種長鏈有直鏈也有支鏈。「碳」鏈起骨架作用，其它元素的原子連接在「碳」鏈上，進而形成無數的含「碳」化合物分子。像是：〝去氧核醣核酸〞（DNA）就是一種這樣的長鏈分子，它存在於所有生物體的遺傳物質裏。DNA儲存大量蛋白質的結構訊息，這些蛋白質由動植物細胞合成，它可以自我複製。DNA也存在於動植物細胞的細胞核中，是生物組織再造的基礎。 

 

國立東華大學在4月3日經歷7.2級的強震，當天化學系理工學院一館D棟遭受火災的毀滅性打擊，地震不只摧毀建物館舍，更導致化學系師生20多年來點滴累積的實驗成果全部付之一炬。身處化學領域大家庭中的我們，都深感國立東華大學化學系這次所承受的打擊，此時此刻亟需我們伸出援手、展現同舟共濟的精神，讓我們都能成為他人處於困難時的一道希望之光！懇請大家協助國立東華大學化學系復原教學館舍及實驗設備的募款，有機會也能牽成企業募捐，讓永續發展的願景真正落實在協助國立東華大學化學系走出困境、重獲新生！

 

也再次和大家介紹我們【自然科學及永續研究圖書服務計畫-化學領域】的館際合作服務，當大家在研究中遇到無法獲得的期刊文章、或是無法開啟在電子報中〈書訊補給站〉介紹的專書、〈推薦報導〉的新知，〈臺灣研究新發現〉成果發表的期刊，別忘了「化學中心總圖書室」始終支持您的研究工作，可以提供「零距離、免付費」的館際合作服務，線上提出申請，化學領域的電子期刊、電子書，以及紙本文獻通通都有！化學中心總圖書室會於正常上班時間4小時內回覆(週一~五，09:00-17:00)，歡迎多加利用。

 

也請各位能花幾分鐘的時間填寫服務滿意度調查問卷，您的批評與指教才能使我們不斷改善服務方向和品質，再次謝謝大家。