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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    N-保護-3-硝基吲哚和2-氨基苯扎丙酮的不對稱有機催化形式 [4+2] 環加成反應
    (2022) 王文洋; Wang, Wen-Yang
    近年來,發現一些具有生物活性的天然物,都有著四氫-5H-吲哚并[2,3-b]喹啉的核心骨架。過去的文獻中,對於此類架構合成必須透過金屬催化劑控制立體選擇性,直接使用3-硝基吲哚搭配不對稱有機催化方法尚未被發表。本研究首次展示透過不對稱有機催化形式[4+2]環加成反應,構建四氫-5H-吲哚并[2,3-b]喹啉衍生物。使用雙功能金雞納生物鹼方醯胺催化劑,對3-硝基吲哚和甲基-2-(甲苯磺酰氨基)苯基α,β-不飽和酮,在溫和的反應條件下,進行鏡像選擇性有機催化反應,合成一系列含有三個連續立體中心的四氫-5H-吲哚并[2,3-b]喹啉衍生物,得到良好的產率(高達60%)和高度立體選擇性(高達15:1 dr和98% ee)。
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    有機催化不對稱Aza-麥可/麥可環化加成連鎖反應:控制三個立體中心合成螺環噻唑酮2-四氫吡咯酮衍生物
    (2021) 顏莉庭; Yen, Li-Ting
    本文使用(Z)-5-亞苄基-2-苯基-4(5H)噻唑酮以及(E)-4-(甲氧基氨基)-4-氧代丁-2-烯酸乙酯作為起始物,利用具有方醯胺架構的奎寧衍生物之掌性催化劑提供氫鍵,以活化此有機催化不對稱合成連鎖反應,進行兩次的麥可加成,反應得到螺環化合物。經過一系列條件的篩選,以甲苯作為溶劑,於-20 oC回復至室溫的條件下,添加5 mol%的催化劑進行反應,獲得具有三個手性中心的螺環噻唑酮衍生物,其產率為63%,鏡像選擇性達87% ee。此為一方便且溫和的反應策略,期望未來能為有機不對稱催化合成發展有所貢獻。
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    以吡咯啶-樟腦衍生之有機催化劑應用於活化烯類及酮類的Michael加成反應
    (2012) 馬達南; Magar Dhananjay Ravindra
    本論文主要探討酮類化合物及不同烯類之有機催化Michael加成反應,以吡咯啶-樟腦衍生之有機催化劑進行反應,得到具有高產率及高立體選擇性之Michael加成產物,內容共分成三部分予以探討。 第一章:不對稱合成之簡介 此章節介紹了掌性的概念,及文獻中以不對稱合成方法製備掌性分子的整理,其中針對不同類型及活化方式的有機催化發展做深入的探討。 第二章:酮類化合物對alkylidene malonates的Michael加成反應 本實驗中,以吡咯啶-樟腦衍生之有機催化劑,有效進行酮類化合物對alkylidene malonates的Michael加成反應,得到相對應的Michael加成產物,有高達95%的產率,非鏡像選擇性大於99% de,及最高96% ee的鏡像選擇性;生成的Michael加成產物亦可藉由化學反應,轉換成掌性的內酯,且不影響其立體選擇性。 第三章:藉由Michael加成反應進行3-nitro-2H-chromene的光學分割 以吡咯啶-樟腦之衍生物,做為雙功能有機催化劑,醋酸為添加劑,在無溶劑、0 oC的反應條件下,進行外消旋之2-aryl-3-nitro-2H-chromene的光學分割。大致上,酮類化合物與外消旋之2-aryl-3-nitro-2H-chromene的Michael加成反應,均可順利得到高產率及高立體選擇性的Michael加成產物(最高產率47%,非鏡像比例92:8,93% ee);而經由光學分割後,回收之起始物chromene也有高達42%的產率及72% ee的鏡像選擇性。
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    有機催化連鎖反應應用於官能基化螺環與雙環化合物之合成
    (2016) 馬瑪塔; Amireddy, Mamatha
    有機催化連鎖反應應用於官能基化螺環與雙環化合物之合成 本文包含三部份:第一章說明有機催化劑在不對稱合成反應的應用與發展,其中包含共價鍵-烯胺及亞胺離子催化反應、非共價鍵-相轉移催化劑、氫鍵催化劑及天然生物鹼作為催化劑,應用於不對稱催化反應,成功建立碳-碳鍵結之例子。 第二章描述三大主題:第一部分說明利用有機催化進行[5+1]環化反應,經由Michael-Aldol 連鎖反應合成六員螺環茚滿-1,3- 二酮/ 羥吲哚 (indane-1,3-diones/oxindoles)。此反應成功地以1,3-二酮/羥吲哚/香豆酮作為雙親核試劑( dinucleophilic components ) 及(E)-5- 硝基-6- 芳基- 己-5- 烯-2- 酮 ((E)-5-nitro-6-aryl-hex-5-en-2-one)為雙親電子試劑(dielectrophile)於DBACO存在之鹼性條件下,有效得到雙螺環結構之產物,並擁有不錯的產率(30-84%)及非鏡像選擇性(>95 : 5 dr)表現。 第二部分主軸是透過掌性方醯胺(squaramide)催化劑,進行Michael/Aldol 反應,獲得連續三個立體中心之螺環己烷二茚-1,3- 二酮(spirocyclohexaneindan-1,3-diones)衍生物,其中非鏡像及鏡像選擇性均表現優異。 第三部分:透過3-甲基-1-芳基-2-吡唑啉-5-酮(3-methyl-1-aryl-2-pyrazolin-5-ones)與(E)-5-硝基-6-芳基-己-5-烯-2-酮((E)-5-nitro-6-aryl-hex-5-en-2-ones)為起始物, 加入方醯胺催化劑進行不對Michael/Aldol 連鎖反應,建構了連續四個立體中心之螺吡喃酮(spiropyrazolone)衍生物,並控制其立體選擇性(up to >20: 1 dr, 94%ee)。 第三章描述如何透過溫和的反應條件,發展出鹼催化sulfa-Michael/Aldol 反應合成雙環四氫噻吩(biheterocyclic tetrahydrothiophene)衍生物之方法,並兼具官能基忍受度廣及起始物容易製備等優點,提供一個快速且有效率的雙環化合物合成途徑。
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    以掌性銠金屬雙烯錯合物催化不對稱1,4-加成反應合成掌性含氮分子
    (2016) 方若嫙; Fang, Jo-Hsuan
    壹、銠催化芳基硼酸與氮-特丁氧羰基保護的α,β-不飽和γ-內醯胺的不對稱1,4-加成反應: 我們運用由左旋醋酸冰片酯合成出的一系列掌性雙環[2.2.1]二烯配體L1與一價銠金屬形成之催化劑,催化各種芳基硼酸14與氮-特丁氧羰基保護的α,β-不飽和γ-內醯胺195a進行不對稱1,4-加成反應。在0.5 mol%的Rh(I)/L1f催化劑量下,本反應可生成高產率 (31–>99%) 及高鏡像選擇性(93–>99.5% ee)的加成產物(R)-197。此法可應用至苯基海人酸207以及MCHR1拮抗劑302的形式合成。 貳、銠催化芳基硼酸與α-取代的β-硝基丙烯酸酯的不對稱1,4-加成反應: 本部分內容綜述各種芳基硼酸14與α-取代的β-硝基丙烯酸酯361的不對稱共軛加成反應。以5.0 mol%的Rh(I)/L1e進行催化反應,並利用KHF2做為添加劑,可製備出加成產物(R)-362,產率最高可至63%,鏡像超越值高達99% ee。此方法可應用至具有光學活性的β2,2-胺基酸369,β-內醯胺375,以及α,β2,2,α-胜肽380的不對稱合成。