理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    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。
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    2-鹵-N-取代苯甲醯胺及N-取代胼合成氮、氧雜環化合物的探討
    (2016) 柯帝; TRIMURTULU KOTIPALLI
    本論文主要可分為兩個章節,第一章可被細分為四個部分,A部分是回顧2-鹵代-N-取代基苯甲醯胺衍生物合成以及配位體促使金屬催化反應或無金屬催化反應等相關報導。B部分探討由簡單易取得的2-碘-N-取代基苯甲醯胺與吲哚衍生物合成出吲哚並[1,2-a]喹唑啉衍生物,反應過程由兩步驟構成,第一步利用2-碘苯甲醯胺衍生物經由烏耳曼反應進行吲哚芳香化反應,第二步則在鈀試劑的催化下進行分子內碳-氫醯胺化,此方法提供一個簡單便利的途徑合成出吲哚並[1,2-a]喹唑啉衍生物。C部分是藉由三氟化硼乙醚作為試劑進行一鍋化環擴張以及碳-碳鍵生成反應合成出10-吲哚基苯並[b,f]氮䓬之衍生物,並適用於多種不同取代基且產率也有不錯的表現。D部分介紹以銅試劑催化2-碘苯甲醯胺衍生物與 多種苯胺、烯丙基胺、肉桂胺等衍生物進行烏耳曼反應,接續分子內碳-氫醯胺化反應合成喹唑啉衍生物。 第二章細分為兩部分,A部分是回顧1,3,4-惡二唑衍生物及1,2,4-三唑衍生物合成的相關文獻報導。B部分介紹一種新穎的方法:利用聯氨前驅物、三氟甲磺酸酐以及2氟吡啶 /吡啶合成出 1,3,4-惡二唑衍生物、1,3,4-惡二唑啉衍生物以及1,2,4-三唑衍生物,我們設計出具位向選擇性開關的取代基/試劑去合成惡二唑啉衍生物(2氟吡啶作為反應物 )、惡二唑衍生物與三唑衍生物( 吡啶作為鹼添加物 ),另外2氟吡啶與 三氟甲磺酸酐開啟一新的活化模式合成出環戊-2,4-二烯衍生物,也就是類似Zincke反應中的 吡啶 環裂解 。
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    有機催化連鎖反應合成全取代2,3,4,5-四氫-1H-茚[1,2-b]吡啶-5-酮化合物
    (2015) 張芸毓; Chang, Yun-Yu
    近年來,已有許多針對茚[1,2-b]吡啶-5-酮單元分子的相關合成方法陸續被發表,因其芳香結構之組成,不具有鏡像性質,在天然物合成及衍生藥物的製備上,欠缺應用價值;因此,合成具有高立體選擇性的全取代2,3,4,5-四氫-1H-茚[1,2-b]吡啶-5-酮化合物為重要的研究目標之一。本實驗使用新開發的外消旋硝基烯丙胺及1,3-氫茚二酮作為起始物,依序添加20 mol%的1,4-二氮雜二環[2.2.2]辛烷與50 mol%對甲苯磺酸,作為布忍斯特酸鹼進行共催化,四氫呋喃為溶劑,於0 oC的條件下,進行連鎖Michael/aza-環化反應,得到具有優異非鏡像選擇性(up to 96:4 d.r.)之全取代2,3,4,5-四氫-1H-茚[1,2-b]吡啶-5-酮化合物,產率方面亦有良好的表現(38-73%);此外,在此化合物分子中具有多重官能基,透過後續反應之修飾,期望此合成路徑得以應用在往後的相關天然物合成中。