化學系
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國立臺灣師範大學化學系座落於公館校區理學院大樓。本系成立於民國五十一年，最初僅設大學部。之後於民國六十三年、七十八年陸續成立化學研究所碩士班和博士班。本系教育目標旨在培養化學專業人才與中等學校自然及化學專業師資，授課著重理論及應用性。本系所現有師資為專任教授25人，另外尚有與中央研究院合聘教授3位，在分析、有機、無機及物理化學四個學門的基礎上發展跨領域之教學研究合作計畫。此外，本系另有助教13位，職技員工1位，協助處理一般學生實驗及行政事務。學生方面，大學部現實際共322人，碩士班現實際就學研究生共174人，博士班現實際就學共55人。
本系一向秉持著教學與研究並重，近年來為配合許多研究計畫的需求，研究設備亦不斷的更新。本系所的研究計畫大部分來自國科會的經費補助。此外，本系提供研究生獎助學金，研究生可支領助教獎學金（TA）、研究獎學金（RA）和部分的個別教授所提供的博士班學生獎學金（fellowships）。成績優良的大學部學生也可以申請獎學金。
本校圖書館藏書豐富，除了本部圖書館外，分部理學院圖書館西文藏書現有13萬餘冊，西文期刊合訂本有911餘種期刊，將近約3萬冊。此外，西文現期期刊約450種，涵蓋化學、生化、生物科技、材料及其他科學類等領域。目前本系各研究室連接校園網路，將館藏查詢、圖書流通、期刊目錄轉載等功能，納入圖書館資訊系統中，並提供多種光碟資料庫之檢索及線上資料庫如Science Citation Index，Chemical Citation Index，Chemical Abstracts，Beilstein，MDL資料庫與STICNET全國科技資訊網路之查詢。
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Item 研究多環芳香烴結合帶正電胜肽的自組裝分子(2024) 鄧子紘; Teng, Tzu-Hung多環芳香烴（polyaromatic hydrocarbons, PAHs）是一類結合多個苯環而成的芳香族化合物，因為這類化合物具有多個共軛pi電子系統和強分子間作用力，使其產生獨特的光學活性和電子特性。透過分子設計，這一類分子可以進行堆疊，自組裝成一維至三維的結構，而在生物醫學領域中，PAHs可以與胜肽結合，創造出具有生物相容性和生物活性的自組裝材料，例如：做成三維的水凝膠可以用於細胞支架，以及PAHs-胜肽與其他化合物混合的共聚物可以用作藥物載體。然而，PAHs-胜肽中的PAHs分子結構對自組裝的影響尚未有充分的研究。本篇研究探討不同大小和平面性的疏水性PAHs，與親水性的胜肽結合後對自組裝行為的影響。我們選用的PAHs中，包含了較大的環且平面的六苯駢蒄（hexabenzocoronene, HBC）和非平面的六苯基苯（hexaphenylbenzene, HPB）；而較小的環則包含了平面的dibenzo[g,p]chrysene, DBC和非平面的四苯基乙烯（tetraphenylethylene, TPE），並藉此合成了四種PAHs-胜肽（HBC-ahx-K6、HPB-ahx-K6、DBC-ahx-K6、TPE-ahx-K6），研究其自組裝的特性以及光學活性。從光譜測量結果中，我們得知這些胜肽皆具有獨特的吸收以及螢光的特性，而在自組裝的過程中，也發現TPE-ahx-K6以及HBC-ahx-K6具有聚集誘導發光（aggregation-induced emission, AIE）的現象，而HPB-ahx-K6以及DBC-ahx-K6具有的聚集誘導猝滅（aggregation-caused quenching, ACQ）的現象。從電子穿透顯微鏡（transmission electron microscopy, TEM）的圖像觀察下，在中性水溶液中，大環PAHs-胜肽可以形成特定結構。如HPB-ahx-K6在pH 7的磷酸鹽緩衝液（phosphate-buffered saline, PBS）和水（pH 7）中，可以形成纖維狀結構，而HBC-ahx-K6則在水中形成奈米片狀（nanosheets）結構；相比之下，小環的PAHs-胜肽需要在高濃度下培養才能自組裝形成特定結構。例如，DBC-ahx-K6可以在PBS（pH 7）中形成扭曲狀纖維結構，而TPE-ahx-K6只能自組裝成無定型的聚集體。在未來，我們將與物理所合作，利用選區電子衍射（selected area electron diffraction, SAED）觀察特定結構的晶體性質與取向。另外，本論文研究還探討了PAHs-胜肽在複合凝聚層（complex coacervates）中與四種帶負電化合物混合的自組裝特性，其分別為聚尿苷酸（polyuridylic acid, polyU）、lysophosphatidylglycerol (LysoPG)、十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate, SDS）和二肉豆蔻醯基磷脂醯甘油（dimyristoylphosphatidylglycerol, DMPG）。從光學顯微鏡影像顯示，所有PAHs-胜肽可以與polyU形成複合凝聚層。然而，PAHs-胜肽當與LysoPG或SDS等帶負電的兩親分子混合時，只有非平面PAHs的PAHs-胜肽（如HPB-ahx-K6和TPE-ahx-K6）傾向於形成複合凝聚物。最後，使用具有兩個長碳鏈的DMPG混合後，所有的PAHs-胜肽皆形成了聚集體。接下來，我們進一步挑選了HPB-ahx-K6並研究其與polyU及LysoPG形成的複合凝聚層的化學特性。結果顯示，在高鹽環境下，LysoPG複合物仍保持其球形形態，而polyU複合物則轉變為無定型的聚集體。根據此結果，我們計劃在未來測試其LysoPG複合物的細胞活性和生理環境穩定性，以評估其作為藥物載體的潛力。這些發現提供了有關PAHs在接到胜肽上後，PAHs結構可能如何影響其自組裝形態，其中包含了PAHs-胜肽纖維化以及共聚物形成過程。這些知識有助於我們研究這類分子形成自組裝結構的性質和堆疊取向之外，也有助於我們設計用於醫學的功能性生物材料。Item 研究胜肽水凝膠在受損神經元細胞模型中的應用(2023) 郭怡辰; Kuo, Yi-Chen水凝膠可用於模擬細胞外基質（ECM）骨架結構，因此被廣泛應用於三維細胞培養。此研究中，我們從有自組裝特性的天然生物蛋白質挑選，並合成出同樣有自組裝特性的胜肽且應用在神經細胞培養的基材。在先前實驗室的研究中，我們發現胜肽（JTH202）能夠在生理條件下進行自組裝形成水凝膠。微觀下，水凝膠主要是由β-折疊組成的纖維狀結構。此外，我們使用流變儀探討了水凝膠的機械性質，並研究其自癒合及可注射性的能力。在確認水凝膠的性質後，我們在水凝膠上培養神經細胞（Neuron-2a cell），透過顯微鏡觀察，發現神經細胞可以在水凝膠上貼附以及生長。透過細胞存活率的測試，我們發現在水凝膠培養神經細胞具有高的存活率，說明水凝膠有良好的生物相容性。在三維細胞培養中，我們藉由高濃度谷氨酸誘導神經毒性，從而建立一個簡單的神經細胞受損模型。同時，我們將水凝膠當作藥物載體，用於包覆具有神經保護作用的小分子。實驗發現，包裹藥物的水凝膠可以有效的提升細胞存活率並降低谷氨酸誘導的細胞毒性。接著，我們透過清除自由基實驗（DPPH assay）測試發現，水凝膠具有高度抗氧化能力，因此在高濃度谷氨酸作用下，神經細胞在水凝膠上仍能有不錯的存活率。總括來說，JTH202胜肽水凝膠具有高度生物相容性，並可包覆小分子藥物，使水凝膠上貼附的細胞受益於其神經保護作用。這些結果表明，水凝膠在模擬細胞外基質（ECM）骨架結構方面具有潛在的應用價值，並在三維細胞培養中展現出良好的性能。Item 1,3,5-三(苯咪唑-1-基甲基)-2,4,6-三甲基苯配子與過渡性金屬離子自組裝合成、結構與性質探討(2011) 林少軒; Shao-Hsuan Lin本論文主旨為研究1,3,5-tris(benzimidazoyl-1-ylmethyl)-2,4,6 -trimethylbenzene (TBzIm)含羧酸根有機配子與過渡性金屬離子(CoII, ZnII, MnII, NiII)進行水熱自組裝反應，製備金屬-有機配位聚合物(metal–organic coordination polymers)。 本論文共合成八種配位聚合物，分別為4(H3O)+[Zn8(TBzIm)2(btc)4Cl8]•4H2O (1)、[Zn12(TBzIm)2(bdc)4Cl16]•3H2O (2)、[Co4(TBzIm)4(Hbtc)4] (3)、[Co2(TBzIm)2(bdc)2]•3H2O (4)、[Mn5Cl10(TBzIm)4]•1acetone (5)、[Co2(Fum)2(TBzIm)2]n (6) 、[Ni2(Fum)2(TBzIm)2]n (7)和[Co12(TBzIm)4(D-Cam)12] (8)。論文分成三部分探討，第一部分 (化合物1-4) 為經由柔性TBzIm搭配二價鋅金屬離子(ZnII) 或二價鈷金屬離子(CoII)，並混合剛性均苯三甲酸(trimesic acid, H3Btc)、對苯二甲酸(terephthalic acid, H2Bdc)之含羧酸根有機配子進行水熱自組裝反應，形成二維或三維的金屬-有機配位聚合物；第二部分(化合物5)為經由TBzIm與二價錳金屬離子(MnII)進行水熱自組裝反應，形成三維金屬-有機配位子結構，該化合物顯現特殊之磁性行為；第三部分 (化合物6-8) 為經由TBzIm搭配二價鈷金屬離子(CoII)或二價鎳金屬離子(NiII)，混合天冬胺酸(aspartic acid, Asp)、酒石酸(tartaric acid, Tar)、樟腦酸(camphanic acid, D-cam)等天然含羧酸根有機配子進行水熱自組裝反應，形成掌性金屬-有機配位聚合物。 第一部分的研究中，化合物1-3為二維層狀結構、化合物4為三維網狀結構，TBzIm與剛性含羧酸根有機配位子之立體阻障在結構的自組裝形成過程中，扮演相當重要的角色。第二部分之化合物5為三維網狀結構，由五個二價錳金屬離子(MnII)所形成的金屬中心展現出有趣地反鐵磁性(antiferromagnetic)行為，基態等於S = 15/2，甚為少見。第三部分的研究中，化合物6與7為等結構(isostructure)，具掌性之螺旋型超分子結構，在水熱法的過程中天冬胺酸經由原位反應(in-situ reaction)轉換為反丁烯二酸(fumaric acid)。有趣的是若與直接使用反丁烯二酸進行化合物6與7的合成，則產率顯著降低；化合物8則為含有槳舵形(paddle wheel)進構單元(SBU)的掌性超分子結構。在本論文中，由TBzIm所合成的八種配位聚合物皆展現出良好的熱穩定性，其中以化合物3與8最為穩定，耐熱溫度可達480°C。Item 金屬聚合錯合物之晶體結構與客分子調控結構之擴張或收縮研究(2010) 何慈嫣; Tzu-Yen Ho本論文研究重點，在於將含 pyridine 和羧酸基的HL1、HL2、HL3 （HL1 = 2-(2'-pyridineyl)-benzimidazole-5-carboxylic acid；HL2=4-(3H-imidazo[4,5-c]-pyridin-2-yl)benzoic acid； HL3 = 4-((E)-(4-aminopyridin-3-ylimino)methyl)- benzoic acid），分別與錳、鈷、銅、鎘和鋅等兩價離子，利用室溫擴散自組裝合成法與水熱自組裝合成法，製備具有有機-無機金屬微孔洞配位聚合物。 本論文探討所合成的13種化合物，分別為{[Mn(L1)2]•2H2O•C7H8}n（1）、{[Mn(L1)2]•2H2O•THF}n （2）、{[Mn(L1)2]•2H2O•DMF}n（3）、[Mn(L1)2 (H2O)]n （4）、{[Mn(L1)2]•2H2O•C7H8}n（5）、[Cu(L1)2 (H2O)(ClO4)2] （6）、[M(L2)2 (H2O)4]•6H2O （7-11），M = 錳、鈷、銅、鎘和鋅等兩價離子， { [KCd3(L3)6 (H2O)3](ClO4)•3.5H2O•MeOH}n（12）、[Cd2(L3)4 (H2O)2]n（13）等。 於論文分為兩部分探討，第一部分的主題為各晶體結構特性、 熱穩定及其他物性上的鑑定分析;第二部分將針對化合物1、2 對於甲醇、水、THF、甲苯、鄰-二甲苯、間-二甲苯與對-二甲苯、DMF、DMSO 和1,3,5,-三甲基苯等客分子置換的探討，並利用粉末繞射、熱重分析、元素分析來佐證其置換結果。Item 以氨基酸配子自組裝合成仿生材料(2006) 許良羽; Liang-Yu Hsu本篇論文之研究重點乃以天然氨基酸為有機配子，並遵循軟硬酸鹼理論，利用室溫自組裝的方式合成仿生結構的配位聚合物。化合物 [Cu(L-argininato)(H2O)3]n (1) 由左旋精氨酸與硝酸銅依 1：1 的比例組裝而得，為一維螺旋結構，水分子的三聚團簇以氫鍵作用力吸附於聚合物孔洞內，並穩定主架構。化合物 [Cu0.5(L-methioninato)]n (2) 由左旋甲硫氨酸與硝酸銅以 1：1 的比例組裝而得，為一維鋸齒狀結構，並以AAA形式堆疊，整體結構並無孔洞產生，所以沒有任何客分子存在。化合物[{Ag3Cu3(L-methioninato)6(NO3)3(H2O)3}7H2O]n (3) 則由甲硫氨酸同時與硝酸銅和硝酸銀組裝而得。由銅金屬中心所形成的一維左旋螺旋結構與蛋白質中的 α-螺旋結構相似，並由甲硫氨酸側鏈的硫原子與銀金屬配位鍵結，共同形成一個具有異雙金屬的三維結構，存在一條貫穿主架構的螺旋通道，通道內有三個配位水與七個客分子水以氫鍵作用力結合在一起，形成一維鋸齒狀的水分子鏈。變溫粉末繞射實驗顯示水分子鏈的存在與否，可以調整化合物作晶形–非晶形之可逆交替變化。Item 魔術尺寸-硒化鎘奈米團簇物之結構解析與陰/陽離子取代之二維結構硒化鎘奈米片之應用探討(2018) 謝宗恩; Hsieh, Tzung-En本研究專注於研究強量子侷限效應的硒化鎘奈米材料，並分別從零維的魔術尺寸奈米團簇物與二維單層結構之奈米片進行探討。於魔術尺寸奈米團簇物之研究當中，我們以目前文獻報導尺寸最小也最穩定的(CdSe)13奈米團簇物作為研究對象，嘗試解析其結構。在本論文中，我們應用多種非破壞性的鑑定方法，如紫外光-可見光吸收光譜、X光繞射技術、X光小角/廣角散射技術、X光光電子能譜、X光吸收光譜與固態核磁共振技術，研究(CdSe)13¬團簇物之電子結構、合成機制、原子結構排列、團簇物尺寸、原子配位環境與原子化學環境等，以建構雙生團簇物模型並驗證之。除了實驗部分以外，本研究更與理論計算實驗室合作，以DFT計算方法建構團簇物之結構模型，並模擬其電荷密度與相對能量，進一步與實驗部分數據互相驗證並證實雙生團簇物之存在合理性。 在二維奈米材料研究中，我們選擇相同的CdSe半導體材料作為主體，以雙頭胺配位基合成高結晶性之二維單層CdSe奈米片，並以奈米片作為主要材料，進行陰/陽離子置換研究。本論文選用同為第十六族之S作為陰離子置換元素，嘗試探討S取代反應於二維奈米片中的位向選擇性以及其對奈米片的光學，電學性質之影響。硫化反應後的具孔洞性質的CdSe/CdS奈米片更進一步應用於氮氣與二氧化碳吸附研究。陽離子置換的研究當中，我們選擇具高電荷傳導性的Fe,Ni以及具有特殊光學性質的Ag作為陽離子交換試劑，嘗試調整奈米片之光學性質，並進一步發展光電或熱電材料。Item 鐵鉑磁性奈米微粒之製備及其應用(2005) 黃珮瑜; Pei-Yu Huang隨著生物醫學與奈米科技與蓬勃發展，結合材料與生物科技已經成為必然趨勢。藉由磁性物質本身的磁特性，我們可以將其與生物分子結合，而達到分離的效果。因此，近年來已有為數不少相關於磁性奈米微粒之製備及應用的文獻報導發表。 本篇論文著眼於鐵鉑磁性奈米微粒的合成。我們藉著改變微粒表面介面活性劑的組成及搭配晶種合成方式，成功的達到操控微粒尺度及均勻度之目的。此化學合成方法所合成之微粒尺度約在三奈米到七奈米之間。再者，我們調配不同比例之攜帶溶劑來稀釋所合成之磁性奈米微粒，配合微粒本身的磁特性，而呈現了高度自組裝的效果。透過此種自組裝，我們在電子顯微鏡下觀察到了單層、雙層、多層乃至於環狀的結構出現。 近年來有許多鐵鉑磁性奈米微粒與生物分子結合的文獻發表，然而此磁性材料在生物上的毒性未臻瞭解。因此，我們嘗試著將鐵鉑磁性奈米微粒修飾成水溶性並與細胞結合。利用細胞內的影像追蹤，並對此種鐵鉑磁性奈米微粒材料做細胞的毒性測試，而從目前的實驗結果初步證明，此種鐵鉑磁性材料對人類子宮頸癌細胞並不具有毒性。 最後則嘗試著結合鐵鉑磁性奈米微粒與硫化鎘半導體，此兩種功能迥異的奈米材料，利用簡便的單鍋合成方法而得到鐵鉑－硫化鎘之核－殼複合奈米材料，其尺度約十奈米左右。