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研究生:朱誼
研究生(外文):Yi Chu
論文名稱:將含矽烷基雙亞硝基鐵錯合物固定化於聚碳酸酯基板
論文名稱(外文):Immobilization of Silane - Containing Dinitrosyl Iron Complexon Polycarbonate Sheet
指導教授:魯才德
指導教授(外文):Tsai-Te Lu
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:化學研究所
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:73
中文關鍵詞:雙亞硝基鐵錯合物固定化一氧化氮釋放
外文關鍵詞:Dinitrosyl Iron ComplexImmobilizationNO release
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一氧化氮在生物體內具有的重要功能性:包含血管舒張、神經傳導、血壓調控、殺死外來病原體等。在本研究中以雙亞硝基鐵錯合物(Dinitrosyl iron complex, DNIC)做為一氧化氮來源,並進一步將其固定化於生醫材料基板上以達到穩定釋放或控制釋放的效果。
將(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane做為配位體,快速合成出雙核形式的雙亞硝基鐵錯合物[Fe2(μ-(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)2(NO)4] (RRE-MPTMS),其IR吸收峰位於在1773 cm-1及1748 cm-1。在成功的合成出含MPTMS的雙亞硝基鐵錯合物後,進一步利用RRE-MPTMS上所含的甲氧基和聚碳酸酯基板偶合釋放出甲醇的反應,將其固定化於聚碳酸酯基板上。以XPS確定其表面元素組成,再用SEM觀察樣品表面,搭配EDS從表面出現的堆積物的元素組成確定了表面含有RRE-MPTMS。並且以Griess reagent測試了固定化雙亞硝基鐵錯合物的一氧化氮釋放能力,確定固定化在聚碳酸酯基板上的[Fe2(μ-(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)2(NO)4]可以緩慢地持續釋放出一氧化氮。


Nitric oxide (NO) plays a key role in biological functions including cardiovascular, respiratory and nervous systems. In this work, we successfully synthesized Silane – Containing Dinitrosyl iron complex (DNIC) as an NO donor which is further immobilized on polycarbonate sheet.
We use (3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane as a ligand to synthesize [Fe2(μ-(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)2(NO)4] (RRE-MPTMS). The shift of the IR νNO stretching frequencies from 1807 s, 1792 s, 1739 s, 1723 s cm-1 to 1773 s, 1748 s cm-1 (THF) in the reaction of substitution corroborated the formation of RRE-MPTMS. Then immobile RRE-MPTMS on Polycarbonate Sheet. The presence of RRE-MPTMS on Polycarbonate Sheet was comfirmed via UV-visible Spectrophotometer (UV-vis), Field Emission Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectrometer (EDS), High resolution X-ray Photoelectron Spectrometer /Auger Electron Spectrometer (XPS), and direct observation of the NO releasing reactivity. Notably, the release of NO from free RRE-MPTMS was extremely rapid than RRE-MPTMS@PC .


總目錄
摘要 I
Abstract II
謝誌 III
總目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 X
第一章 緒論 1
1-1 一氧化氮 1
1-2 一氧化氮供體 1
1-2-1 二醇二氮烯 1
1-2-2 亞硝基硫醇 2
1-2-3 亞硝胺 3
1-2-4 金屬化合物 3
1-2-5 雙亞硝基鐵錯合物 4
1-3 修飾一氧化氮供體 6
1-4 雙亞硝基鐵錯合物做為一氧化氮供體 7
1-5 研究方向 9
第二章 實驗部分 10
2-1儀器 10
2-2藥品 11
2-3雙亞硝基鐵錯合物之合成、鑑定與反應 12
2-3-1合成化合物[Na-18-crown-6-ether][Fe(CO)3(NO)] 12
2-3-2合成化合物[Fe2(μ-1,2-MePyr)2(NO)4] 12
2-3-3合成化合物[Fe2(μ-(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)2(NO)4] (RRE-MPTMS) 13
2-3-4將[Fe2(μ-(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)2(NO)4] 固定化於PC基板(RRE-MPTMS@ PC) 13
2-3-5以SEM 鑑定RRE-MPTMS @ PC 14
2-3-6以ICP-OES 鑑定RRE-MPTMS @ PC 14
2-3-7以XPS鑑定RRE-MPTMS @ PC及 RRE-MPTMS 14
2-3-8以Raman鑑定RRE-MPTMS及RRE-MPTMS @ Si 14
2-3-9 [Fe2(μ-(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)2(NO)4] (RRE-MPTMS)的NO釋放測試 14
2-3-10以[Fe2(μ-(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)2(NO)4] 修飾的PC基板做NO釋放測試 15
2-4雙亞硝基鐵錯合物之反應性 16
2-4-1 RRE-MPTMS與兩當量 [Na][SPh] 18-crown-6-ether反應 16
2-5 ㄧ氧化氮釋放測試 17
2-5-1製作檢量線 17
2-5-2固定化RRE-MPTMS後的聚碳酸酯基板作ㄧ氧化氮釋放 17
第三章 結果與討論 18
3-1 ,化合物 [Fe2(μ-(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)2(NO)4] (RRE-MPTMS) 的合成與鑑定 18
3-1-1 IR光譜分析 19
之IR光譜 19
3-1-2密度泛函理論(Density functional theory, DFT)分析 20
3-1-3 UV-vis光譜分析 22
3-1-4 NMR分析 23
3-1-5 Raman 分析 24
3-2 化合物[Fe2(μ-(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)2(NO)4] (RRE-MPTMS) 與 [Na][SPh] 18-crown-6-ether之反應探討 25
3-3 化合物 [Fe2(μ-(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)2(NO)4] (RRE-MPTMS)固定化於聚碳酸酯基板之性質分析 27
3-3-1 FESEM顯微結構分析及EDS 分析 27
3-3-2 UV分析 34
3-5-3 XPS分析 35
3-3-4 ICP/OES分析 39
3-4 化合物 [Fe2(μ-(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)2(NO)4] (RRE-MPTMS)固定化於矽晶片基板之性質分析 40
3-4-1 FESEM顯微結構分析及EDS 分析 40
3-4-2 XPS分析 47
3-5 化合物 [Fe2(μ-(3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)2(NO)4] (RRE-MPTMS)固定化於離心管之性質分析 51
3-5-1 XPS分析 51
3-6 ㄧ氧化氮釋放測試 55
3-5-1 RRE-MPTMS 與Griess reagent反應之檢量線製備 55
3-5-2 固定化RRE-MPTMS後的聚碳酸酯基板作ㄧ氧化氮釋放 56
3-5-3 固定化RRE-MPTMS後的離心管作ㄧ氧化氮釋放 58
第四章 結論 60
參考文獻 62

圖目錄
Fig. 1-2-1 Reaction of NO with Amines To Produce Diazeniumdiolate NO Donors 4 2
Fig. 1-2-2 HSNO Generation and Reactivity 2
Fig. 1-2-3 Two possible modes of N-NO bond cleavage of Nnitrosamines.9 3
Fig. 1-2-4 Structure of TERPY [Ru(terpy)(bdq)NO+]3+ 11 4
Fig. 1-2-5 Reaction Mechanism Proposed 12 4
Fig. 1-3-1 Direct preparation of S-nitroso silica nanoparticles 8 6
Fig. 1-4-1 Dinitrosyl iron complexes. 8
Fig. 1-4-2 硫醇基丙基三甲氧基矽的雙亞硝基鐵錯合物 (RRE-MPTMS) 8
Fig. 3-1-1 由[Fe2(μ-1,2-MePyr)2(NO)4]合成化合物[Fe2(μ--Mercaptopropyl)trimethoxysilane)2(NO)4] 18
Fig. 3-1-2化合物 [Fe2(μ-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)2(NO)4] (RRE-MPTMS) 19
之IR光譜 (THF) 19
Fig. 3-1-3實驗與計算所得化合物[Fe2(μ-1,2-MePyr)2(NO)4]的IR νNO震動頻率 及DFT計算所得對應的震動形式 20
Fig. 3-1-4 實驗與計算所得化合物 [Fe2(μ- SProp)2(NO)4]的IR νNO震動頻率及DFT計算所得對應的震動形式 21
Fig. 3-1-5化合物 [Fe2(μ--Mercaptopropyl)trimethoxysilane)2(NO)4] (RRE-MPTMS) 之UV-vis 光譜 (THF) 22
Fig. 3-1-6 化合物[Fe2(μ-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)2(NO)4] (RRE-MTPMS)之1H NMR圖譜 (CD3CN),上圖標示出訊號值,下圖為積分結果 23
Fig. 3-1-7 化合物[Fe2(μ-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)2(NO)4] (RRE-MPTMS)之13C NMR圖譜 (CD3CN) 24
Fig. 3-1-8 RRE-SEt-OH之拉曼光譜 24
Fig. 3-1-9 理論計算所得化合物[Fe2(μ-SProp)2(NO)4]的拉曼光譜,下為放大圖 25
Fig. 3-2-1 d DNIC ( RRE-MPTMS )及 m DNIC 之IR光譜 ( THF ) 26
Fig. 3-3-1 未固定化的PC基板之FESEM圖 27
Fig. 3-3-2固定化RRE-MPTMS的PC之FESEM圖 28
Fig. 3-3-3 固定化MPTMS的PC之FESEM圖 28
Fig. 3-3-4 未固定化的PC基板之EDS掃描區域圖 29
Fig. 3-3-5未固定化的PC基板之EDS分析圖譜 29
Fig. 3-3-6固定化後的PC基板之EDS掃描區域圖 30
Fig. 3-3-7固定化後的PC基板之EDS分析圖譜 30
Fig. 3-3-8未固定化的PC基板斷面之 32
EDS mapping分析圖譜 32
33
Fig. 3-3-9固定化後的PC基板斷面之 33
EDS mapping分析圖譜 33
Fig. 3-3-10 RRE-MPTMS固定化後的聚碳酸酯之UV-vis光譜 34
Fig. 3-3-11 RRE-MPTMS固定化後的聚碳酸酯基板之XPS 分析圖譜 35
Fig 3-3-12 RRE-MPTMS固定化後的聚碳酸酯基板中Si 2p 之XPS 分析圖譜 36
Fig. 3-3-13 RRE-MPTMS固定化後的聚碳酸酯基板中S 2p 之XPS 分析圖譜 37
Fig. 3-3-14 RRE-MPTMS固定化後的聚碳酸酯基板中C 1s 之XPS 分析圖譜 37
Fig. 3-3-15 RRE-MPTMS固定化後的聚碳酸酯基板中N 1s 之XPS 分析圖譜 38
Fig. 3-3-16 RRE-MPTMS固定化後的聚碳酸酯基板中O 1s 之XPS 分析圖譜 38
Fig. 3-3-17 RRE-MPTMS固定化後的聚碳酸酯基板中Fe 2p 之XPS 分析圖譜 39
Fig. 3-4-1 未固定化的矽晶片之FESEM圖 40
Fig. 3-4-2固定化RRE-MPTMS的矽晶片之FESEM圖 41
Fig. 3-4-3 未固定化的矽晶片之EDS掃描區域圖 41
Fig. 3-4-4未固定化的矽晶片之EDS分析圖譜 42
Fig. 3-4-5 固定化處理後矽晶片之EDS掃描區域圖 42
Fig. 3-4-6固定化處理後矽晶片之EDS分析圖譜 43
Fig. 3-4-7未固定化的矽晶片斷面 45
之EDS mapping分析圖譜 45
Fig. 3-4-8固定化後的矽晶片斷面 46
之EDS mapping分析圖譜 46
Fig. 3-4-9 RRE-MPTMS固定化後的矽晶片之XPS 分析圖譜 47
Fig 3-4-10 RRE-MPTMS固定化後的矽晶片中Si 2p 之XPS 分析圖譜 48
Fig 3-4-11 RRE-MPTMS固定化後的矽晶片中S 2p 之XPS 分析圖譜 48
Fig 3-4-12 RRE-MPTMS固定化後的矽晶片中C 1s 之XPS 分析圖譜 49
Fig 3-4-13 RRE-MPTMS固定化後的矽晶片中N 1s 之XPS 分析圖譜 49
Fig 3-4-14 RRE-MPTMS固定化後的矽晶片中O 1s 之XPS 分析圖譜 50
Fig 3-4-15 RRE-MPTMS固定化後的矽晶片中Fe2p 之XPS 分析圖譜 50
Fig. 3-5-1 RRE-MPTMS固定化後的離心管之XPS 分析圖譜 51
Fig 3-5-2 RRE-MPTMS固定化後的離心管中Si 2p 之XPS 分析圖譜 52
Fig 3-5-3 RRE-MPTMS固定化後的離心管中O 1s 之XPS 分析圖譜 52
Fig 3-5-4 RRE-MPTMS固定化後的離心管中C 1s 之XPS 分析圖譜 53
Fig 3-5-5 RRE-MPTMS固定化後的離心管中Fe 2p 之XPS 分析圖譜 53
Fig 3-5-6 RRE-MPTMS固定化後的離心管中S 2p 之XPS 分析圖譜 54
Fig 3-5-7 RRE-MPTMS固定化後的離心管中N 1s 之XPS 分析圖譜 54
Fig. 3-5-1 Griess regeant 偵測亞硝酸鹽的機制 55
Fig. 3-5-2 Griess regeant之檢量線 56
Fig. 3-5-3 RRE-MPTMS與RRE-MPTMS@PC的ㄧ氧化氮釋放曲線 57
Fig. 3-5-4 RRE-MPTMS@PC的長時間ㄧ氧化氮釋放曲線 58
Fig. 3-5-5 RRE-MPTMS@離心管的長時間ㄧ氧化氮釋放曲線 59

表目錄
Table 2-3-1 Phospate buffer配方 15
Table 3-3-1 固定化前後PC基板之EDS分析數據 31
Table 3-4-1 定化處理前後矽晶片之EDS分析數據 43






參考文獻
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