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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    一價銠金屬催化具高鏡像選擇性之不對稱串聯反應:合成掌性二氫萘胺
    (2023) 鍾宜庭; Chung, Yi-Ting
    本論文敘述使用一價銠金屬與掌性雙環[2.2.1]雙烯配體L6a所形成的催化劑,催化𝛽-位具有不同取代基的酯化合物54與不同乙腈芳基硼酯24,進行不對稱串聯合環反應。在最優化條件下,生成一系列具有二氫萘胺結構之環化產物55,共有29個例子,具有最高79%的產率與高達99%的鏡像超越值。此外,以鈀金屬對乙醯基產物58aa的亞胺雙鍵進行氫化反應,可生成具有連續三個掌性中心的產物71,產率、鏡像超越值以及非鏡像異構物比例皆有良好的表現(95% yield, 96% ee, d.r.> 20:1)。
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    一價銠金屬催化具鏡像選擇性串聯環化:以配體效應控制銠金屬1,2-重排合成掌性2-茚酮
    (2023) 吳彥勳; WU, Yen-Hsung
    本論文敘述利用一價銠金屬與軸掌性雙膦配體(S)-BINAP (L1) 所形成之催化劑,催化不同的芳基硼酯34與反丁烯二酸二酯化合物32進行不對稱的串聯環化反應,獲得一系列具有2-茚酮(2-indanone)結構之掌性化合物35,共有19個例子,產率最高達93%,鏡像選擇性則是最高達89% ee,且改使用順丁烯二酸二甲酯(32b’)進行反應時,結果與反丁烯二酸二甲酯(32b)相同,並透過推測之反應機構證明其可能原因。在催化循環中的關鍵步驟為1,2-銠金屬轉移(1,2-rhodium shift)反應,透過氘標記反應實驗證明得到的產物35是經由1,2-銠金屬轉移反應。
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    利用一價銠金屬催化芳基格任納試劑進行1,4-位移與具有高鏡相選擇性之去對稱化反應
    (2023) 陳奕璇; CHEN, YI-HSUAN
    本論文研究主題為探討使用一價銠金屬以及雙膦配基(S)-L10a形成之催化劑,於溫度30 °C下,進行芳基格任亞試劑93分子內去對稱化反應。其經由銠金屬的1,4-轉移及β-烷氧基脫去反應生成掌性含末端烯類化合物94,有21個例子,其產率為10-99%,鏡像選擇性介於75%至99%。此外,本文藉3個氫氘標記實驗深入探討其反應機構。有別於大部分文獻探討銠金屬經1,4-轉移後形成之中間體再進行加成反應的應用,本篇為透過銠金屬催化劑1,4-轉移之特性進行分子內去對稱化反應,並首度達到銠金屬由芳基銠中間體轉移至烷基銠中間體並生成高產率及高鏡像選擇性之末端烯類化合物,在藥物及材料之合成開發有其運用性。
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    一價銠金屬催化芳香基硼酯與降冰片烯衍生物進行不對稱串聯合環反應
    (2022) 郭瑀潔; Kuo, Yu-Chieh
    本論文敘述利用一價銠金屬及掌性雙環[2.2.1]雙烯配基L12i所形成之催化劑,催化不同芳基硼酯59與降冰片烯(norbornene)衍生物37進行不對稱合環反應,得到一系列具有茚烷(indane)結構之掌性環化產物60,產率為13–>99%,鏡像超越值為12–99%。此反應的驅動力為環張力能量之釋放,不僅建立了兩個新的碳-碳鍵,也同時生成三個連續的立體中心。此外,本文也探討了具有張力之雙鍵與在烯丙位具有離去基之雙鍵兩者的反應性差異。
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    一價銠金屬催化氮-苄基之3-硝基吡啶胺鹽進行不對稱芳基化反應
    (2022) 黃俊傑; Huang, Jun-Jie
    本篇論文探討使用一價銠金屬與掌性雙環[2.2.1]雙烯配基L1所形成的催化劑,反應溶劑使用甲醇,反應溫度為70 ℃,催化3-硝基吡啶胺鹽(3-nitropyridinium salts,1)與四芳基硼鈉2進行不對稱1,2加成反應,生成一系列2號位具有芳基取代的掌性1,2-二氫吡啶3。共有21的例子,產率17–87%,鏡像超越值為50–98%。值得注意的是:將吡啶胺鹽的3號位取代基更換成酯基、氰基皆有不錯的成果,共有4個例子,產率59–80%,鏡像超越值為74–98%。此舉也提升了未來應用的可能性。另外,使用2號位具有苯基取代的掌性1,2-二氫吡啶3aa,進行硝基還原反應、還原胺化反應及氫化反應,可以順利合成組織胺H1受體拮抗劑的藥物10
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    一價銠金屬催化具鏡像選擇性之分子內1,4-加成反應:合成3-芳基-1-二氫茚酮
    (2022) 陳承威; Chen, Cheng-Wei
    本篇論文敘述使用一價銠金屬及含有醯胺取代的掌性雙環[2.2.1]雙烯配基L2h所形成之催化劑,以1,4-二噁烷為溶劑,反應溫度為100 ℃,使用1 M碳酸氫鈉水溶液作為添加劑,針對含有α,β-不飽和烯酮之芳基硼酯化合物1進行不對稱分子內1,4-加成反應,生成一系列掌性3-芳基-1-二氫茚酮產物2。總共有27個例子,產率最高達到98%,鏡像超越值最高則是達到99%。另外,利用3號位置具有芳基取代的掌性1-二氫茚酮化合物2g進行非鏡像選擇性酮基還原反應及胺化反應,可以順利合成(+)-Indatraline [(+)-7]藥物,兩步產率分別為77%及54%。
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    一價銠金屬催化氮-甲氧羰基之1,2-二氫吡啶進行不對稱氫芳基化反應
    (2021) 林羽宣; Lin, Yu-Hsuan
    本篇論文探討使用一價銠金屬及掌性雙環[2.2.1]雙烯配基L3c及L11a所形成之催化劑,使用環戊基甲基醚為溶劑,甲醇為質子添加劑,反應使用1,2-二氫吡啶14及四芳基硼鈉15為起始物於80 ℃反應24小時進行不對稱加成反應,生成一系列3號位具有芳基取代的掌性1,2,3,4-四氫吡啶產物16及少量四號位加成產物59之混合物,混合產率18–88%,可單獨鑑定主產物16之鏡像超越值為60–96%。另外,利用掌性1,2,3,4-四氫吡啶化合物(R)-16af及(R)-16bf經雙鍵還原及去保護反應成功得到(+)-Preclamol [(+)-4] 前驅物17,兩步總產率為兩步總產率為27%及46%。
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    一價銠金屬催化氮-對甲苯磺醯基之1,2‐二氫喹啉進行不對稱氫芳基化反應
    (2020) 黃思穎; Huang, Szu-Ying
    本篇論文探討一價銠金屬試劑與掌性雙環[2.2.1]雙烯配基L2a形成之催化劑,於溫度100 ℃且使用環戊基甲基醚為溶劑,並加入甲醇為添加劑的條件下,催化1,2‐二氫喹啉或2H-色原烯12與四芳基硼鈉13進行不對稱加成反應,得到一系列3號位具芳香基之掌性1,2,3,4-四氫喹啉或3號位具芳香基之掌性色原烷14,產率為10–92%,鏡像超越值為87–99%。此外,利用掌性1,2,3,4-四氫喹啉化合物14mh進行去甲基反應及利用掌性1,2,3,4-四氫喹啉化合物14nn經由宮浦硼酸化 (Miyaura borylation)與氧化反應可合成目標產物雌激素乙型受體促效劑 ((R)-3),前者產率為86%,後者兩個步驟的總產率為52%。
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    利用雙官能基硫脲為有機催化劑及1,5-雙氟基-2,4-二硝基苯合成掌性異噁唑類衍生物的研究
    (2011) 官巧之; Qiao-Zhi Guan
    本論文是延續本實驗室先前已畢業的研究生之研究,利用兩個分開的步驟來合成掌性的雙環異噁唑類化合物,首先,以β-硝基苯乙烯與丙二酸酯類衍生物作為起始物並以雙官能基硫脲有機催化劑提供不對稱環境進行1,4-共軛加成反應時引進一個立體化學中心,之後以此具光學活性之硝基烷化物進行分子內氧化腈經1,3-偶極環加成反應來合成具掌性的異噁唑類衍生物。
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    銠(I)金屬催化烯基硼酸試劑對α,β-不飽和酮類化合物的不對稱1,4-加成反應
    (2014) 廖柏翔; Liao, Bo-Xiang
    本論文是利用一價銠金屬和掌性樟腦型雙環[2.2.1]雙烯配基(25A)作為催化基,催化烯基硼酸試劑與α,β-不飽和酮類化合物進行不對稱1,4加成反應,利用各種不同的烯基硼酸試劑及α,β-不飽和酮類化合物合成出一系列β-烯基取代酮化合物。這些產物都具有很好的產率以及高的立體選擇性,產率最高可達99%,而鏡像超越值可高達>99.5% ee。