臺灣博碩士論文加值系統

Part A
二亞胺 (β-diketimine) 配位基之所以值得研究，主要是因為二亞胺配位基易形成較擁擠的配位環境，可用來穩定金屬中心稀有的氧化態和不飽和的配位環境。而二亞胺配位基也可以扮演一個模擬生物體的配位基，與銅離子形成鍵結後可以執行模擬生物體的化學反應，像是含銅金屬&;#37238;。且二亞胺鋅錯合物在催化乳酸交酯的開環聚合中佔有一個很重要的角色。在先前的文獻中，焦點放在對稱型的二亞胺配位基，鮮少有不對稱型的二亞胺配位基。起初設計不對稱型的二亞胺配位基是為了擁有較好提供電子給金屬能力，且在有較大的立體障礙時，易形成單體錯合物，因此將二配位延伸至三配位的構形。但是實驗結果與預期不符，由實驗室先前研究成功的得到晶體結構證實，三配位錯合物仍會形成雙體的結構。
從晶體結構發現，相同配位基的不對稱二亞胺鋅/銅錯合物，其中Cu(I)與Zn(II)都為d10的電子組態，卻會形成不同的單/雙體產物。所以在本論文中，利用密度泛函理論(density functional theory)來研究影響不對稱二亞胺鋅/銅錯合物的晶體結構的因子。
最後發現主導晶體結構的因子除了要考慮到熱力學之外，動力學也是主要因子之一，其中還包含了中間體的穩定性和活化能的高低。

Part B
Cisplatin是現代臨床癌變腫瘤最常見的用藥，已經成功的被應用在睪丸癌、卵巢癌、子宮頸癌等癌症的治療。而很早就有文獻研究顯示，當cisplatin溶於水後會先水解，將cisplatin鉑金屬上的兩個氯離子取代成兩個水分子進行形成水合體化合物〔Pt(H2O)2(NH3)2〕2+，此化合物會與DNA骨架上的guanine bases N7的位子做鍵結。使DNA無法再進行複製，導致細胞凋零。其中也有研究顯示，當cisplatin經由輻射照射後會出現協同效應，使得cisplatin在後期也常被拿來做為輻射治療合併化學治療的臨床用藥。其中在進行輻射治療時，因為水佔人體體重的70%，所以大多數接受到輻射線的分子並非cisplatin而是環環包住它的水分子，因而產生水合電子。
在本實驗室先前的密度泛函理論研究裡發現，當Cisplatin在擁有水合電子的水溶液環境時，其反應途徑與文獻上的水解反應不相同。水分子會直接與水合電子反應形成cisplatin的自由基，再藉由自由基去與DNA做反應 ，最後達到傷害腫瘤癌細胞DNA的效果。Cisplatin的自由基在與DNA的反應過程中，會將thymine或者是醣鏈上的氫拔除，最後產生HPt(NH3)2Cl (cisplatin hydride)副產物。如果能在實驗上能證實cisplatin hydride的存在，就更能支持先前研究的反應機制是正確的。

Part A
The N,N′-substituted β-diketiminato ligands have been attracting increasing interest over the past several decades, mainly due to their suitability as sterically crowded spectator ligands to stabilize coordinatively unsaturated metal centers and unusual oxidation state.
The N,N`-substituted β-diketiminato ligands can act as a biomimetic ligand to bind copper ion and perform chemical biomimetic reaction such as a metalloenzymes does. And the β-diketiminato Zn(II) complexes are important catalysts to the ring-opening polymerization of lactide (LA). Among these researches, most of catalysis design focus on the symmetric β-diketiminato ligand, however, there were less attention on the study of asymmetric β-diketiminato ligands.
The beginning design of the asymmetric β-diketiminato ligand is to have a better ability to donate electron to metal, and at a bigger steric effect, easy to form a monomer complexes. That is why we extend bidentate ligand to tridentate′s one. But the experiment results do not match the expectations generated by our design, the tridentate metal complex can also form dimer structure which has been confirmed by the crystal structure.
From the X-ray crystal result, we can get different structure by using same ligand and same electron configuration of metal ions.
Therefore, in this thesis, we investigate the influence factor of the crystal structure of the asymmetric β-diketiminato zinc/copper complexes using density functional theory (DFT).

Part B
Cisplatin, Pt(NH3)2Cl2, is one of the most widely used anticancer drugs nowadays. It has been successfully applied to the treatment of various cancers such as testicular, ovarian and cervical cancer.
In the early literature study shows, prior to binding with DNA, cisplatin has to undergo a hydrolysis reaction in which one or two chlorides are replaced by water molecules. It is generally accepted that the target of cisplatin is DNA: it prefers binding to the N7 sites of two consecutive guanines, leading to intrastrand cross links and the subsequent cell apoptosis. Essentially study related to the radiation of cisplatin in the course of treatment have been proved that the chemoradiation therapy has a synergistic effect. That is why cisplatin has been used in the clinical treatment for many years. During chemoradiation therapy, cisplatin isn’t the majority molecular that received radiation exposure but water. When the water has been excited by radiation , hydrated electrons are formed.
The previously DFT research in our lab found that the behavior of cispaltin is different between the existence of hydrated electrons or not. If cisplatin solution contain hydrated electrons, it will get diffent reaction from the literature’s one. Hydrated electrons will make cisplatin become cisplatin radical, and cisplatin radical will react with DNA. It can abstract hydrogen atoms from the C–H bonds of the ribose moiety and the methyl group of thymine, which in turn leads to DNA strand breaks and cross-link lesions. HPt(NH3)2Cl (cisplatin hydride) will form being byproducts. If we can prove the existence of cisplatin hydride, we can support the previously research.

目錄
Part A 1
中文摘要 2
英文摘要 3
第一章 緒論 4
1.1 前言 4
1.2 二亞胺配位基的簡介 5
1.3 二亞胺配位基的性質 6
1.3.1 易調節的立體與電子效應特性 6
1.3.2 穩定錯合化稀有的金屬氧化態和配位數 7
1.4 不對稱二亞胺鋅/銅化合物的介紹 7
1.4.1 不對稱二亞胺基的介紹 7
1.4.2 不對稱二亞胺銅化合物 8
1.4.3 不對稱二亞胺鋅化合物 9
第二章 研究動機 11
第三章 密度泛函理論計算研究 12
3.1 計算方法 12
3.2 結果與討論 12
3.2.1 優化的結構 12
3.2.2 熱力學結果 16
3.2.3 計算不對稱二亞胺鋅/銅化合物盪開?m啶臂的活化能 17
3.2.4 位能掃描圖的解析 21
3.2.4.1 Npy_C_C_Metal位能掃描圖的解析 21
3.2.4.2 Cpy_C_N_Metal位能掃描圖的解析 26
3.2.4.3 Cpy_C_C_Metal位能掃描圖的解析 26
3.2.5 計算不對稱二亞胺銅化合物的中間體 26
第四章 Cu(I)與Zn(II)文獻的上的例子 32
第五章 結論 33
Part B 34
中文摘要 35
英文摘要 36
第一章 緒論 37
1.1 前言 37
1.2 Cisplatin文獻上的反應機制 38
1.3 化學治療合併放射治療(Chemoradiation Therapy，CRT) 39
1.4 水合電子與Cisplatin的先前研究 40
第二章 研究動機 44
第三章 結果與討論 46
3.1 實驗設計 46
3.1.1 電子來源 46
3.1.2 氫的來源 49
3.1.3 實驗條件的測試 50
3.2 紅外光譜儀(IR)實驗結果 52
3.3 氣相層析熱導偵測器(GC-TCD)實驗結果 55
3.4 PH檢測計的實驗結果 57
3.5 檢知管(detector tube)的實驗結果 59
3.6 電灑離子質譜儀(ESI-Mass)的實驗結果 60
第四章 結論 63
第五章 實驗 64
5.1 試藥來源 64
5.2 儀器部分 64
5.3 溶液配製方法 65
參考文獻 66
附錄 69
&;#8195;
表目錄
Part A
圖 1 1 二亞胺配位基的簡示圖 4
圖 1 2 α碳與β碳之示意圖 5
圖 1 3 乙醯丙酮 5
圖 1 4 nacnacH共振示意圖 6
圖 1 5 (nacnacPh)2Co 金屬中心為四面體構形(A) 及 (nacnacH)2Co 金屬中心則為平面四邊形(B) 6
圖 1 6 化合物(β-diketiminate)Cu(CO) 取代基改變對υCO的影響 7
圖 1 7 本論文所使用的四種配位基 8
圖 1 8 不對稱二亞胺銅化合物 9
圖 1 9 不對稱二亞胺鋅化合物 10
圖 3 1 Cu化合物優化後的單體與雙體結構 14
圖 3 2 Zn化合物優化後的單體與雙體結構 15
圖 3 3 盪開?m啶臂所轉動的鍵 17
圖 3 4 對Cu_iPro_1C與 Zn_iPro_1C的兩面角轉動掃描位能面 18
圖 3 5 對Cu_triMe_1C與 Zn_triMe_1C的兩面角轉動掃描位能面 18
圖 3 6 對Cu_iPro_2C與 Zn_iPro_2C的兩面角轉動掃描位能面 19
圖 3 7 對Cu_triMe_2C與 Zn_triMe_2C的兩面角轉動掃描位能面 20
圖 3 8 掃描Cu_1C的Npy_C_C_Cu位能面，尋找中間體 22
圖 3 9 掃描Cu_2C的Npy_C_C_Cu位能面，尋找中間體 22
圖 3 10 ?m啶三號碳的氫轉移到銅離子上 23
圖 3 11 因為Npy_C_C_Metal兩面角的轉動，導致?m啶Cpy3上的氫與NAlkyl之間的立體效所產生的位能面高峰 24
圖 3 12 因為Cpy_C_N_Metal兩面角的轉動，導致?m啶臂完全盪開的過渡態 25
圖 3 13 兩種尋找Cu_1C中間體的優化結果與能量比較 27
圖 3 14 兩種尋找Cu_2C中間體的優化結果與能量比較 28
圖 3 15 Cu_2C的過渡態與中間體 29
圖 3 16 Cu_iPro_2C和Cu_triMe_2C中間體的HiPro-Hpy和HiPro-Cpy的最短的距離 30
Part B
圖 1 1 Cisplatin的水解反應 38
圖 1 2 在水溶液環境下cisplatin與其單電子、雙電子加成物之最佳化結構(擷取自參考文獻32) 41
圖 1 3 [Pt(NH3)2Cl]‧造成C3′-O鍵斷裂的自由能圖(擷取自參考文獻32) 42
圖 1 4 [Pt(NH3)2Cl]‧進行thymine甲基上氫摘取的自由能圖(擷取自參考文獻32) 43
圖 2 1 Cisplatin反應機制總覽 44
圖 2 2 Cisplatin hydride的模擬IR光譜圖(擷取自參考文獻32) 45
圖 3 1 實驗設計藍圖 46
圖 3 2 TMPD在文獻上的各種測試(A-D為UV吸收光譜，E-F為螢光光譜) (擷取自參考文獻35) 47
圖 3 3 TMPD與Cisplatin溶在純乙醇的UV吸收光譜 48
圖 3 4 重現文獻上的實驗(圖 3-2 D) 49
圖 3 5 實驗條件的測試(UV吸收光譜) 50
圖 3 6 將TMPD與cisplatin溶在體積百分比50%的水與50%的異丙醇水溶液的UV吸收光譜 51
圖 3 7 預期的反應路徑 51
圖 3 8 將TMPD與cisplatin溶在體積百分比50%的水與50%的異丙醇水溶液的IR吸收光譜 52
圖 3 9純cisplatin與純TMPD在IR光譜的對照組實驗 53
圖 3 10 將cisplatin 與cisplatin+TMPD溶在異丙醇水溶液裡放置五天後的IR吸收光譜 54
圖 3 11 將cisplatin溶在異丙醇水溶液會冒出氣體 55
圖 3 12 GC-TCD 的實驗結果 56
圖 3 13 將cisplatin溶在密閉的異丙醇水溶液後，放置一天 58
圖 3 14 檢知管(detector tube) 59
圖 3 15檢知管的實驗成果 60
圖 3 16 cisplatin在質譜儀上的特殊波形 61
圖 3 17 配製後2天的cisplatin異丙醇水溶液-陽離子質譜圖 62



&;#8195;
表目錄
Part A
表 3 1 能量及結構總表 ※&;#8710;E＝Edimer-2Emonomer，Unit：Kcal/mol 16
表 3 2 掃描位能面圖過渡態能量的比較 Unit: Kcal/mol 21
表 3 3 金屬離子與?m啶環的總帶電價數 21

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