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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    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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    有機催化連鎖反應與外消旋化合物之光學分割
    (2012) 葉倫輔; Lun-Fu Yeh
    有機催化連鎖反應和光學分割結合是很有趣的反應類型。本實驗使用醋酸硝基丙烯酯外消旋混合物和戊二醛,以催化劑50催化,進行SN2’-Michael共軛加成-脫去連鎖反應,得到高立體選擇性四取代基環戊烯衍生物(高達96% ee 和12:1 dr)。回收反應性較低的起始物,同樣得到高光學純度(高達99% ee)。在文獻上,此反應是第一次利用不對稱有機催化經由SN2’-Michael共軛加成-脫去連鎖反應,合成高選擇性環戊烯衍生物,並且得到光學分割效率(s)高達143。
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    反式-4-羥基-L-脯胺酸衍生之有機催化劑的設計合成及其在不對稱Michael加成反應之應用
    (2009) 丁英芳
    有機催化劑應用在不對稱Michael加成反應為碳-碳鍵生成中重要的一環,常見其應用於天然物或藥物分子合成。利用有機催化劑進行不對稱Michael加成反應,是一符合經濟效益與環保的不對稱合成方法,設計合成L-脯胺酸衍生之有機催化劑逐漸成為研究重要的議題。本實驗室以L-脯胺酸衍生之有機催化劑進行不對稱Michael加成反應,得到良好的產率88-90%,鏡像超越值77-95% ee。 本篇論文結合樟腦架構與反式-4-羥基-L-脯胺酸設計合成新穎有機催化劑96-103。以β-硝基苯乙烯與異丁醛為反應物,進行不對稱有機催化Michael加成反應,篩選最佳有機催化劑、改變溶劑種類、催化劑的劑量數、更換取代基,探討對產物鏡像選擇性的影響,篩選出在室溫下以甲苯為溶劑,添加20 mol%催化劑101為最適宜反應條件,產率為90 %,鏡像超越值達93% ee。取代基若為環戊醛於0oC下反應結果最佳,產率可達85%,鏡像超越值高達94% ee,以不同的β-硝基乙烯與環戊醛為起始物,可得到產率最高為96%,鏡像超越值最高可達99% ee。
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    有機催化劑在分子內Michael加成反應之探討
    (2014) 陳恩涵
    藉由分子內不對稱Michael加成反應,發展鏡像選擇性多取代環己酮。本實驗使用起始物(E)-5-硝基-6-芳香基己-5-烯-2-酮117,加入20 mol%的金雞納樹生物鹼雙關能基有機催化劑及20 mol%的4-二甲氨基吡啶,在等比例混合之二甲基亞碸及1,4-二氧陸圜為溶劑及50 oC下,經由氫鍵催化進行反應,得到多取代硝基環己酮衍生物,其有不錯的產率及非常好的立體選擇性(>95:5 dr 和高達96% ee);將產物120k,進行還原反應,得到多取代環己醇衍生物,加入甲基磺醯氯以及非親核性鹼,製備甲基磺醯酯衍生物,再經過二步簡單的反應,即可合成天然物(-)地棘蛙素85,本實驗室期望能開發更有效合成路徑,製備天然物活性分子,相關合成應用目前仍在進行中。
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    以α,β-不飽和丁內醯胺衍生物與1,2-雙醯基乙烯類及香豆素衍生物進行有機催化Michael加成反應之研究
    (2015) 劉孟憲; Liu, Meng-Hsien
    丁內醯胺骨架的化合物廣泛的存在於天然物中,其擁有很重要的生物活性,並在有機合成上的運用也是相當的豐富,本篇論文共有兩個主題,皆是以 α,β-不飽和丁內醯胺衍生物1為親核試劑進行研究,探討其對1,2-雙醯基乙烯23 (第一章)及香豆素衍生物57 (第二章) 進行有機催化Michael 加成反應。 在第一章,我們成功的使用奎尼丁-硫脲衍生物催化α,β-不飽和丁內醯胺1衍生物進行Michael 加成反應,在1,2-雙醯基乙烯23建構出兩個相鄰三級碳的光學中心,並拓展其取代基的種類,增加其應用性,產率最高可達95%,非鏡像異構物比率>25:1,鏡像超越值可達99%。 在第二章,我們使用香豆素衍生物56做為親電子試劑,合成二氫香豆素衍生物57,有別於過去α,β-不飽和丁內醯胺1的Michael加成反應研究中,大部分的反應中心為γ位置,本研究主題的化學選擇性為α位置的加成,其產率可以達到99%,並具有高非鏡像選擇性 (dr>25:1)。並且發展了一個新的反應路徑合成在α位置加成的α,β-不飽和丁內醯胺衍生物58。