國際純化學暨應用化學聯合會(IUPAC)最新動態

 

【Chemistry Education Award 2024】

恭喜國立臺灣師範大學邱美虹教授榮獲IUPAC2024年化學教育傑出貢獻獎 (Distinguished Contribution to Chemistry Education Award)，該獎項表彰邱教授長期於臺灣與國際層面改善化學教學的傑出貢獻、在國際化學教育論壇和專案的貢獻和領導，以及其職業生涯中對 IUPAC 和 IUPAC 教育委員會的服務。 

 

【Awards】IUPAC-Zhejiang NHU International Award for Advancements in Green Chemistry

表彰在綠色化學領域取得傑出研究之人年輕及有經驗的化學家。

申請截止日期為 2024 年 10 月 31 日。

 

【Awards】IUPAC Distinguished Women in Chemistry/Chemical Engineering

表彰在化學或化工基礎研究或應用研究領域取得卓越成果、在教育教學領域取得傑出成就，或在領導與管理面向有重大貢獻的女性。此獎項需由提名人推薦，不接受自行申請。

提名截止日為 2024 年 11 月 1 日。 

 

【Awards】IUPAC Analytical Chemistry Emerging Innovator Award

表揚在分析化學領域有傑出研究成果之年輕化學家，對全球分析化學領域的研究人員開放。申請截止日期為 2024 年 12 月 31 日。 

 

 【Awards】IUPAC Analytical Chemistry Medal

表揚對分析化學有卓越貢獻之研究人員，對全球分析化學領域的研究人員開放。

申請截止日期為 2024 年 12 月 31 日。

Asymmetric Radical-Type 1,2-Alkoxy-Sulfenylation of Benzoxazole-2-Thiols to Vinylarenes Catalyzed by Chiral Vanadyl Complexes 

Yueh-Hua Liu, Hao-Yang Tsui, Pei-Hsuan Chien, and Chien-Tien Chen 

ACS Catal. 2024, 14, 14, 10549–10560 

國立清華大學 化學系 陳建添教授 

以專一的位向選擇性和高度鏡像立體選擇性的方式來將（雜）芳硫自由基和極不穩定的烷氧自由基引入（雜）芳基取代的烯烴是一項非常具有挑戰性的研究。我們利用手性氧釩錯合物作為催化劑搭配特丁基過氧化氫，在0 °C下即可精準導引相應的硫醇和醇，首次實現了在具有各種不同立體電子效應的雜芳基和苯並稠合的2/3/4-、單取代和二取代苯乙烯衍生物，具有專一的1,2-順式和絕對立體選擇性並有高達98:2的鏡像立體選擇性；氧釩錯合物上的烷氧基以碳-氧鍵均裂的方式，對芐基自由基中間體進行高度鏡像控制的醚化反應，且可有效抑制1,2-氫芳硫基化和1,2-雙芳硫基化的干預。這些近100%光學活性產物，除了可作為抗阿茲海默症藥物庫中的前導候選者外，其中的硫化物單元更可以輕易地被氧化成相應的手性亞碸，作為生物醫學上質子幫浦抑制劑類似物的應用，來治療食道胃液逆流的症狀。此外，2-硫基-苯並噁唑〈2-mercapto-benzoxazole〉單元中的碳-硫鍵具有潛在的多功能性，未來將可透過光催化方式進一步還原官能化來引進多種不同官能基。此篇工作的主要貢獻者為甫從今年7月畢業的碩二生-劉岳樺，他獨自完成90%的工作，非常傑出。 

Tetraphenylanthraquinone and Dihydroxybenzene-Tethered Conjugated Microporous Polymer for Enhanced CO₂ Uptake and Supercapacitive Energy Storage 

Mohamed Gamal Mohamed,Chia-Chi Chen, Mervat Ibrahim, Aya Osama Mousa, Mohamed Hammad Elsayed, Yunsheng Ye, and Shiao-Wei Kuo 

JACS Au 2024, 4, 9, 3593–3605

國立中山大學 材料與光電科學學系 郭紹偉教授 

隨著工業發展與社會進步，燃燒化石燃料產生的二氧化碳迅速增加，使地球環境面臨巨大的挑戰。對此，科學家們致力於開發環保設備以減少二氧化碳排放，為我們的社會創造永續發展。由於電化學儲能系統可靠的性能與活用性，在電子設備開發方面備受矚目，包含鋰離子電池、超級電容器與水分解電解槽等等。特別是超級電容器具備多項優點，循環壽命長、功率密度高、倍率性能優異、工作溫度範圍寬、超高充電-放電速率、可逆性以及滿足不斷增長的電力需求的潛力，使它們成為解決能源短缺問題的主要方案之一。然而，與其他可充電電池相比，超級電容器的能量密度仍然較低，使其在儲能設備中的市場占比相對較低。因此，需要仔細考慮電極材料的物理和化學特性以優化超級電容器的功率密度和性能。

 

近日，國立中山大學的研究團隊，使用高效且簡單的席夫鹼(Schiff base)縮合反應，成功合成了兩種具有亞胺和酚單元的共軛微孔聚合物(CMPs)，分別是TPE-DHTP CMP 和 Anthra-DHTP CMP，並且都表現出良好的熱穩定性和多孔特性。傳統的共軛聚合物（例如，聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩），通常缺乏孔隙度與足夠的耐久性，因此在經過超過1000次充電-放電循環後，它們的電容會顯著下降。相較之下，CMP同時具有擴展的π共軛結構以及高比表面積，在超級電容器應用中各方面都有良好的潛力。此研究中的特別是Anthra-DHTP CMP，鑑於其雜原子的行為和出色的孔隙率，在電化學與二氧化碳吸附-脫附測試中皆展現出優秀的表現，證實了此材料是能量儲存和氣體捕獲應用的理想選擇。 

Modulating Surface Cation Concentration via Tuning the Molecular Structures of Ethylene Glycol-Functionalized PEDOT for Improved Alkaline Hydrogen Evolution Reaction 

Hsun-Hao Lin, Hsuan-I Liang, and Shyh-Chyang Luo

JACS Au 2024, 4, 8, 3070–3083

國立臺灣大學 材料科學與工程學系 羅世強教授

電化學析氫反應在可再生能源的研究中扮演重要角色，其中對鹼性析氫反應機制的研究尤為重要。近期研究顯示，溶液中的鹼金屬陽離子對多種催化劑的析氫反應效率有顯著影響，這些陽離子可透過與水分子間的非共價作用影響水的分解，進而改變析氫反應效率。本研究將不同種類的乙二醇官能化聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)以電化學聚合的方式塗布在泡沫鎳電極上，測量其在鹼性環境下的析氫反應效率。PEDOT及其衍生物具有優異的電化學性質和穩定性，且可透過引入不同官能基來調節表面性質和電化學活性，因此被廣泛應用於電化學領域中。然而，過去的研究指出，PEDOT本身並無法作為有效的析氫反應催化劑，反而可能阻塞反應活性位點，導致反應效率降低。有趣的是，在塗布上EG官能化PEDOT後，所有電極的析氫反應效率均有所提升。為解釋此現象，我們使用電化學阻抗分析、電化學石英晶體微天平和X射線光電子能譜等技術，研究析氫反應過程中電極表面之離子環境。結果顯示，官能化PEDOT薄膜可藉由其EG基團與鹼金屬陽離子間的作用，提升電極表面之局部陽離子濃度，並透過陽離子與水的非共價作用促進水的分解，進而提升析氫反應效率。 

In Situ-Generated Formamidine as a Carbon/Nitrogen Source for Enaminone Formation: One-Pot Synthesis of Functionalized 4-Acyl-1,2,3-triazoles 

Jia-Xin Lin, You-Xin Chen, Min-Cheng Chien, Hsiang-Jou Chen, Chian-Hui Lai,

and Chien-Fu Liang 

J. Org. Chem. 2024, 89, 17, 12170–12175  

國立中興大學 化學系 梁健夫教授

1,2,3-三唑化合物是有機化學重要的化學骨架之一，並已廣泛的應用在化學及藥物領域上，而其中4-醯基-1,2,3-三唑分子則是引起許多的關注，其該結構目前已被應用在許多藥物設計上。一般傳統方法是使用炔酮、烯胺酮、烯烴化合物或酮類來進行4-醯基-1,2,3-三唑之合成，但上述方法大都需要使用金屬催化劑、氧化劑且在大量有機溶劑下來進行反應，而增加了化學廢棄物的處理。考慮上述這些因素，在本篇工作中我們以綠色化學概念為導向，開發利用芳基甲基酮/1,3-二酮和疊氮化物在當量數六甲基二矽氮烷與二甲基甲醯胺條件下來有效合成4-醯基-1,2,3-三唑分子。其過程是利用二甲基甲醯胺和六甲基二矽氮烷作用所產生的甲脒中間體與芳基甲基酮/1,3-二酮化合物進行反應形成烯胺酮中間體，接著和疊氮化物進行環加成反應得到4-醯基-1,2,3-三唑化合物。整體設計上，六甲基二矽氮烷與二甲基甲醯胺皆是以反應試劑的方式進行參與，反應過程是在無金屬催化劑、無氧化劑且接近無溶劑條件下進行，並可以成功進行克級反應，使得此開發方法符合綠色化學概念及未來能夠有機會在製藥工業上被實際應用。 

Synthesis of Etrasimod (APD334): Al₂O₃-Promoted Decarboxylative Rearrangements of Cyclopentenones with Stereochemical Inversion 

Ju-Hsuan Hsu, TszIn Leung, Yang-Chang Wu, Chin-Hung Lai, Youness El Bakri, 

Chi-Fen Chang, and Ta-Hsien Chuang

J. Org. Chem. 2024, 89, 17, 12524–12532

中國醫藥大學 藥學系 莊大賢教授

中國醫藥大學 醫學系解剖學科 張綺芬副教授

吲哚環是一種天然物與生物活性分子的重要骨架，其中環戊并[ b]吲哚由於展現多樣的生物活性，在化學與藥學領域都受到許多關注。Etrasimod (APD334)是一種手性的環戊并[ b]吲哚-3-基乙酸衍生物，之前的研究已知其為有效的鞘氨酸-1-磷酸鹽1 (S1P1) 受體拮抗劑，可用作於治療多發性硬化症和其它自身免疫性疾病的新一代藥物。目前，光學純的etrasimod是透過拆解其外消旋混合物的方式獲得；因此，開發光學純的環戊并[ b]吲哚-3-基乙酸衍生物之合法具有重要意義。

 

我們研究團隊成功由市售可得的(1 S,4 R)-(+)-順式-4-乙醯氧基-2-環戊烯-1-醇為反應起始點，先合成單環的氨基甲酸酯加成物後，透過關鍵性的手性轉移Al₂O₃-促進脫羧重排反應，可以分別合成光學純的(4 R)-(+)-苯胺基環戊-2-烯酮或其(-)-鏡像異構物，作為關鍵的合成子；接著將其經一鍋化的醯化/Michael加成反應，然後進行酮 α-芳基化反應，轉變為高環張力的四環稠合内醯胺。後續，移除結構的氧代基團，經甲醇分解四環内醯胺、二氢吲哚的氧化與酯水解反應，可以得到總產率5.6%的etrasimod (98%對映體過剩率)。

 

本研究的重要性在於：透過手性轉移Al₂O₃-促進脫羧重排反應，即可由單一種市售起始物，分別合成( R)-或( S)-環戊并[ b]吲哚-3-基乙酸衍生物；而且也是首次藉由不對稱反應，合成etrasimod及其( S)-光學異構物，並確認其絕對立體組態。

Identification of HOC^•HC(O)H, HOCH₂C^•O, and HOCH₂CH₂O^• Intermediates in the Reaction of H + Glycolaldehyde in Solid Para-Hydrogen and Its Implication to the Interstellar Formation of Complex Sugars 

Prasad Ramesh Joshi, and Yuan-Pern Lee

J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 33, 23306–23320

國立陽明交通大學 應用化學系 李遠鵬教授

乙醇醛 [HOCH₂C(O)H] 是在星際介質 (ISM) 中檢測到的醣樣分子，是合成複雜糖類的可能前驅物。雖然其極具重要性，但在星際環境下從乙醇醛形成複雜糖分子的機制仍然不甚清楚。由乙醇醛衍生的自由基中間體HOCH₂CH₂O^• (1)、HOCH₂C^•HOH (2)、HOCH₂C^•O (3)、HOC^•HC(O)H (4) 和O^•CH₂C(O)H (5)可能是潛在的ISM黑暗區域中形成甘油醛(醛糖)、二羥基丙酮(酮糖)和乙二醇(糖醇)的前驅物。然而，這些中間體的光譜鑑定及其反應卻很少被研究。我們利用氫原子在3.2 K的固體仲氫中的穿隧反應進行了氫原子與順式-順式乙醇醛異構體( Cc-GA)的反應，並鑑定了自由基 Cc-HOCH₂C^•O (3) 和 Cc-HOC^•HC(O)H (4) 以及二次擷氫反應的產物HOCHCO (6) 的紅外光譜。此外， Cc-HOCH₂CH₂O^• (1)和C^•H₂OH + H₂CO 分別會經由氫原子加成和氫原子加成引致的斷鍵途徑產生。在黑暗中僅能發生氫原子穿隧反應，(3)的形成較多，而(1)的形成較少。但在紅外光照射以產生具較高能量的氫原子的過程中，(4)和C^•H₂OH + H₂CO的形成變得重要。我們也透過長時間照射2827 nm紅外光成功地將多數 Cc-GA 轉化為反式-反式乙醇醛( Tt-GA) 異構體，研究 H + Tt-GA，並觀察到 Tt-HOCH₂C^•O (3')、 Tt-HOC^•HC(O)H (4')、HOCHCO (6)、 Tt-HOCH₂CH₂O^• (1') 和C^•H₂OH + H₂CO。我們討論了(1)、(3)和(4)繼續反應形成複雜糖分子或相關化合物的可能途徑。前人提出的(2)和(5)自由基未被觀測到，應該在氫原子與乙醇醛的反應中不重要。綜言之，我們在氫原子和乙醇醛反應中觀測到前所未有的多樣化學反應途徑(具三種不同類型的四個途徑)，顯示乙醇醛在天文化學中可能扮演多重性的角色。  

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)

「鈉」是個淘氣的元素，自然界中到處可以找得到。但你可知道，「鈉」可是你生命中的重要化學元素之一。沒有「鈉」，你一定活不下去。 

 

 絕大多數的人可能一輩子都沒看過「鈉」元素的金屬長相，但世上任何人卻是每天要和含「鈉」元素的化合物碰面，像是鹽巴、肥皂、清潔劑、藥物（例如：〝阿斯匹靈〞）……等等。 

 

「鈉」在地殼中的分布之廣，也是許多元素所不及的。「鈉」不但有自己的豐富礦床，在空氣和水裏到處都有「鈉」的存在，即使在地下深處，也有「鈉」的縱跡，但是在自然界中，「鈉」總是和各種各樣的〝朋友〞結合在一起，〝單身〞的和純金屬狀態的「鈉」在自然界是不存在的。最傷腦筋的是「鈉」一旦和其它元素〝朋友〞結合在一起後，除非用十分強硬的手段（如：〝電解法〞），否則真的很難使「鈉」和其它元素分開。這就是為什麼許多含「鈉」的化合物人們早就熟知並加以應用，而認識單一純元素的「鈉」卻比較晚的緣故。 

在幾千年歷史中，人們相信有些事情不應該嘗試去探究，直到十六世紀末，這種觀念開始產生劇烈變化。這本書就是探索「好奇心」從污名化到科學刺激的演變史，以及在現代科學中扮演的角色。作者Philip Ball是知名科普作家，他仔細研究十六至十八世紀，生動地呈現了現代科學開始興起的時期，涵蓋了伽利略和牛頓的時代，一直到哥白尼、克卜勒和波以耳，講述這些科學家傳奇和不為人知的故事，以及由「好奇心」激發的發明和技術，如望遠鏡和顯微鏡。所謂的「科學革命」常被認為是偉大天才用靈感改變了世界，但其中更複雜的是「好奇心」的解放，與宗教、文學、旅行、貿易和帝國密切相關。作者還探討了現今的好奇心是如何運作，它在科學中的功能和如何持續，內容豐富具有啟發性，激發思考和想像力。 

 

時值雖已入秋，盛夏的餘熱尚未散盡加上秋老虎的熱情威力，直到入夜才能稍微感受到涼風徐徐的秋意。提醒所有的老師們，在學期中忙碌教學與研究之餘，別忘了一個重要時程，個人專題研究計畫期末成果報告要在計畫執行期滿三個月內向國科會繳交(10月31日)。願大家的研究成果豐碩，文思泉湧、執筆如有神助，來年順利申請研究經費！

 

同時也再次向所有讀者介紹，可以透過每月寄送的化學圖書電子報獲得化學新知和研究新發現。也再次和大家宣傳我們【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。