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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    銠金屬(I)結合掌性雙環[2.2.1]雙烯配體進行不對稱加成催化反應:合成掌性α-及β2-胺基酸及其衍生化合物之應用
    (2020) 簡嘉宏; Jian, Jia-Hong
    本論文利用銠金屬催化試劑針對去氫丙胺酸107、113或β取代硝基烯酸酯128進行一系列不對稱加成反應,可以得到具有高產率與良好鏡像超越值之加成產物。並且透過同位素實驗以及DFT理論計算推測其催化反應路徑中的配基效應、質子化步驟和立體效應。此方法能夠有效合成出掌性α-或β2-胺基酸及其衍生物。
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    氧釩錯合物催化共軛加成及硫縮醛化反應之研究
    (2009) 林佑澤; Lin, Yow-Dzer
    第一章部份,我們報導了一種新的三氟甲磺酸氧釩VO(OTf)2催化系統,當應用於醛和酮類化合物的硫縮醛化反應 (thioacetalization),以及縮醛類化合物 (acetals) 的交換硫縮醛化反應 (transthioacetalization) 時,對於羰官能基有很高的化學選擇性,例如醛基相對於酮基、烯酮基相對於酮基等;而且與羥基 (hydroxy)、烷氧基 (alkoxy)、醯氧基 (acyloxy)、鹵化物 (halide)、胺基 (amino)、硝基 (nitro)、酸 (acid) 和酯 (ester) 等官能基,亦俱備了多元化的相容性。除了反應可在室溫下溫和地進行外,VO(OTf)2催化劑用量大都小於10 mol%,而且可以直接使用硫醇 (thiols) 或二硫醇 (dithiols) 當作親核劑反應物,這些結果均優於一般常用的布忍斯特酸 (Brønsted acids) 或路易斯酸 (Lewis acids) 催化劑,這也揭示了對於有機合成化學將有很大的應用性與實用性。此外,苯甲醛的二硫縮醛化合物的去保護基研究,經運用我們的Ac2O/VO(OTf)2催化系統在無溶劑條件下,可直接轉換為苯甲醛的二乙酸酯 (diacetate,acylal) 化合物,亦是另一項有趣的結果。 第二章部份,我們首次報導了使用三氟甲磺酸氧釩VO(OTf)2催化劑,來促進(hetero)Michael addition反應,以形成C-X和C-C鍵的成功範例。反應性較大的含硫親核劑,進行thia-Michael addition時可獲得很高的產率,而且與羥基 (hydroxy)、烷氧基 (alkoxy)、鹵化物 (halide)、嘧啶基 (pyrimidyl) 等官能基均有很好的相容性。反應性較弱的含氧、含氮親核劑,例如醇 (alcohols)、醯胺 (amides) 和磺酸鹽 (sulfonates) 等,亦可直接進行oxa-及aza-Michael addition反應。此外,氫膦化合物 (hydrogen phosphines) 和氫亞磷酸鹽 (hydrogen phosphites) 等含磷親核劑,在VO(OTf)2催化下亦能成為很有用的phospha-Michael addition的Michael donor;其中全新發展出來的同步、自動 (in situ) 生成的乙醯亞磷酸鹽 (acetylphosphite),經過VO(OTf)2催化劑活化後,可與α,β-烯酮化合物 (α,β-enones) 進行共軛加成反應。最後,在相同催化條件下,各種富含電子的 (雜環)芳族烴和α,β-不飽和羰基化合物,亦均能有效地進行Friedel- Crafts-type conjugate addition以形成碳-碳鍵,而且其反應步驟非常簡單、易操作。
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    掌性銠金屬雙烯錯合物催化不對稱加成反應
    (2018) 張瓊安; Chang, Chiung-An
    本論文探討銠金屬與掌性雙環[2.2.1]雙烯配基形成之催化劑催化不對稱加成反應。內容分成下列兩部分。 一、 一價銠金屬/掌性雙環[2.2.1]雙烯配基催化烯醇醚基三氟硼酸鉀鹽試劑對α,β-不飽和羰基化合物進行不對稱1,4-加成反應 利用一價銠金屬以及掌性雙環[2.2.1]雙烯配基L1及L6形成之催化劑催化烯醇醚基三氟硼酸鉀鹽試劑2對環狀及鏈狀之α,β-不飽和羰基化合物1進行不對稱1,4-加成反應,可得到最高>99%之產率(13–>99%)及>99.5%之鏡像選擇性(44–>99.5% ee)的加成產物3。加成產物3ha可經由水解反應得到具有掌性中心之1,5-雙羰基結構23a,改善傳統由醛進行麥可加成反應(Michael addition)時會遇到加成產物為外消旋混合物;以及易有醛醇反應(aldol reaction)副反應發生之缺點。 二、 銠金屬(I)/掌性雙環[2.2.1]雙烯配基催化芳基硼酸試劑對α-酮酯化合物進行不對稱1,2-加成反應:(S)-Flutriafol的合成 利用一價銠金屬以及掌性雙環[2.2.1]雙烯配基L6形成之催化劑催化芳基硼酸試劑10對α-酮酯化合物76進行不對稱1,2-加成反應。僅需使用0.5 mol %之低催化量的一價銠金屬催化劑,即可得到最高達99%之鏡像選擇性(90–99% ee)及最高>99%之產率(2–>99%)的加成產物78,並成功建立具有掌性四級碳中心之α-羥基酯結構。此研究提供一個更快速、更簡單且產率更高的(S)-Flutriafol ((S)-90)新合成方法。
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    利用銠金屬催化反應合成前列腺素以及阿普斯特片
    (2018) 許晉逢; Syu, Jin-Fong
    本論文研究以一價銠金屬形成之催化劑催化不對稱1,4-加成反應。分為兩部分:第一部分是合成阿普斯特片(Apremilast),第二部分則是合成多種前列腺素。 一、 銠金屬(I)催化芳香族硼酸對β-酞醯亞胺烯基碸進行不對稱加成反應進而合成阿普斯特片 利用5 mol %銠金屬與6 mol %掌性雙烯配基L1或L10催化芳香基硼酸對-酞醯亞胺烯基碸化合物進行不對稱芳基加成反應,可以有效合成一系列具有高鏡像選擇性產物。總共有27個例子,產率為13–96%,鏡像超越值為94–99%,並且我們藉由配基的選擇可以控制產物的掌性中心。得到的加成產物經過一步反應後可以得到藥物阿普斯特片(18)。   二、 銠金屬(I)催化烯基芳香族硼酸對2-環戊烯酮進行不對稱加成反應並應用在合成前列腺素 此題目主要是探討利用一價銠金屬([RhCl(COD)]2),以甲醇作為溶劑,催化量的氫氧化鉀作為添加劑,以低功率微波(50 W)在30 °C的條件下進行烯基硼酸對具有掌性中心的化合物(129)進行1,4-共軛加成反應,得到單一非鏡像異構物,並可進而合成F型前列腺素(Prostaglandins, PG) dinoprost以及tafluprost (zioptan)。 共軛加成反應,銠金屬, 掌性配基, 硼酸, 鏡像超越值