理學院
Permanent URI for this communityhttp://rportal.lib.ntnu.edu.tw/handle/20.500.12235/3
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。
Browse
37 results
Search Results
Item (一) 使用鄰羥基對亞甲基苯醌經由 1,6-膦加成/氧-醯化/威悌反應建構官能化苯并呋喃衍生物(二) 膦催化之化學選擇性還原/亞硝酸離去/威悌反應建構 3-烯基苯并呋喃衍生物(三) 亞烷基米氏酸與亞胺葉立德經 (3+2) 環加成/內酯化反應合成高鏡像選擇性之𠳭酮[4,3-b]吡咯啶(2022) 柳彥成; Liou, Yan-Cheng(一)穩定的鄰羥基對亞甲基苯醌化合物通過有機膦、醯氯和鹼處理,在無金屬且溫和條件下,有效合成官能化的苯并呋喃。同時,在催化條件下亦證明此一鍋化法之1,6-膦加成/氧-醯化/威悌反應,具有相似的合成官能化苯并呋喃的功效。(二)經由使用催化量的膦試劑進行分子內威悌反應,提供在無金屬條件下建構官能化 3-烯基苯并呋喃的有效方法。該一鍋化反應是通過將有機膦進行麥可加成到氧-醯化之硝基苯乙烯而引發,其中膦是通過用苯基矽烷對氧化膦進行化學選擇性還原而生成,從而產生膦葉立德,通過氧-醯化/亞硝酸消除/威悌反應製備多官能化的 3-烯基苯并呋喃衍生物。 (三)亞烷基米氏酸與亞胺葉立德經由硫脲片段衍生之金雞納鹼催化下,在短時間內進行 (3+2) 環加成/酯交換反應,在短時間內建構優異產率與鏡像選擇性之𠳭酮[4,3-b]吡咯啶衍生物。此外,我們根據實驗結果的發現,提出了催化劑與亞烷基米氏酸活化的反應模型。Item (一) 催化劑控制多樣性導向合成螺環/三取代四氫喹啉衍生物(二) 多樣性導向策略合成螺環羥吲哚和環戊二烯[b]吲哚之衍生物(2023) 張禎玲; Chang, Chen-Ling第一部分: 多樣性導向合成策略已成為製備各式化合物重要技術之一,透過試劑、手法及時間的調控,可快速且具高度選擇性的建構複雜骨架化合物。近年來,使用此策略的方法日新月異,並且廣泛運用在藥物分子的製備上。為延續多樣性導向合成策略,本文報導一種透過有機鹼催化劑及溶劑調整的方式,建構螺氫喹啉-茚二酮及3-亞甲基氫喹啉-茚二酮衍生物。在DMAP 和 TMG 鹼催化試劑下,利用起始物鄰甲苯磺醯氨基苯基取代的對醌甲基和芳基烯丙基-茚滿二酮經由aza-1,4/1,6-加成可調控的形成動力學及熱力學產物。最後在控制實驗及機制研究顯示,於TMG系統中會優先生成1,4-加成螺氫喹啉-茚滿二酮中間體,再經逆反應/1,6-加成/1,3-nitrogen重排/vinylogous 1,6-加成形成3-亞甲基氫喹啉-茚二酮衍生物。並對一鍋化、克級反應及其他雜芳基烯基底物進行探討。 第二部分: 為銜接以及擴展過去實驗室所發展的有機膦試劑多樣性導向,本文我們發展出利用試劑的添加順序、時間的調控,順利建構螺戊二烯二氫吲哚產物及苯基環戊二烯[b]吲哚衍生物。目前根據初步機制推測,在反應前期,膦試劑會具有選擇性地進行1,6-或1’,4’-加成反應。在1,6-加成反應途徑會優先生成關鍵中間體betaine七元環,接續再進行開環/δ-C-醯基轉移/分子內威悌反應後,可獲得螺環產物。而另一途徑則是透過膦試劑添加時間的控制,逕而選擇進行1’,4’-加成反應並產生不同的betaine中間體,接著進行β-C-醯基轉移/分子內威悌反應/異構化後,得苯基環戊二烯[b]吲哚衍生物。Item (一) 經有機膦試劑催化直接型 β 位醯化反應建構官能化 2-亞芳基羥吲哚化合物(二) 經分子內威悌反應合成螺環羥吲哚和環戊二烯[b]吲哚之衍生物(三)多樣性導向策略經有機鹼調控合成螺環/三取代四氫喹啉衍生物(2022) 鄭蔚晴; Jeng, Wey-Chyng(一) 在過去,有機催化量磷烷反應在有機合成中無所不在,具有構建多樣天然活性分子的巨大潛力。膦試劑廣泛應用於建構碳碳鍵和雜環分子。我們利用環狀查爾酮骨架分子-吲哚酮作為起始物,可在吲哚酮親電子性質的β位直接進行醯化反應。除了產物外,此部分的另一重點在於對於線型和環狀查爾酮在膦試劑催化反應中結果觀察在此研究中發現線性查爾酮傾向形成威悌產物,環狀查爾酮則傾向生成β醯化產物。(二) 在此部份我們發展出以多樣性導向合成螺戊二烯二氫吲哚和苯基環戊二烯[b]吲哚的方法。在此部分的研究中利用膦試劑先形成膦兩性離子在含有醯氯的環境底下進行氧醯化反應為關鍵步驟。此一反應由膦試劑進行1,6-加成反應來啟動,接續的反應過程中生成關鍵的betaine七元環中間體,隨後的開環/δ-C-醯基轉移/環化/分子內威悌反應,即可得螺戊二烯二氫吲哚產物;在反應中,我們發現另一產物苯基環戊二烯[b]吲哚衍生物,根據結果結構推測在前期膦試劑的加成具有選擇性,透過添加時間的控制,可有效的使膦試劑進行1-4,加成反應,並進行β-C-醯基轉移/環化/分子內威悌反應。(三) 多樣性導向已成為建構複雜分子的通用、快速和選擇性的合成策略,廣泛用於藥物開發。過去,我們發現基於催化劑的多樣性導向策略用於建後生物學重要的化合物,讓我們對多樣性導向有延伸興趣。我們希望報導一種新穎且有效的有機鹼控制方法,用於製備螺氫喹啉-茚二酮和 3-亞甲基氫喹啉-茚二酮衍生物。DMAP控制進行aza-1,4-麥克/1,6-加成/級聯反應,將鄰甲苯磺醯氨基苯基取代的對醌甲基化合物加成到芳基烯丙基-茚滿二酮中主要產生螺氫喹啉-茚滿二酮產物。或者,使用TMG作為鹼試劑時,觀察到亞甲基氫喹啉-茚滿二酮衍生物的選擇性形成。控制實驗和機制研究表明,在TMG系統中,生成了作為中間體的螺氫喹啉-茚滿二酮,進一步經歷了逆向1,6-加成/1,3-sigmatropic重排/vinylogous 1,6-加成序列獲得亞甲基氫喹啉-茚滿二酮。也可一鍋化、克級反應和其他雜芳基烯基底物。Item 銠金屬催化不對稱轉換(2022) 曾昊葳; Zeng, Hao-Wei中文摘要 本篇論文係利用銠金屬錯合物及掌性雙環[2.2.1]雙烯配體形成之催化劑催化不對稱1,4-加成反應暨催化環化反應,總共分為三個主題。 一、銠金屬催化苯並環丁醇選擇性開環、芳基化及成碳環聯繼反應:合成掌性及多樣化多官能團[6.6.5]稠環及[6.5.5]螺環化合物 本篇主題描述利用銠金屬及掌性雙環[2.2.1]雙烯配體或軸掌性雙磷配體所形成之催化劑催化具有不同官能基的苯並環丁醇37進行選擇性開環反應,並對馬來亞醯胺59進行芳基化反應,進一步進行分子內環化反應則可以得到多環化合物。若使用掌性雙環[2.2.1]雙烯配體形成之催化劑催化反應,使用甲苯為反應溶劑,反應溫度為60 °C,可以得到掌性[6.6.5]稠環化合物60,總共23個例子,產率為21–81%,鏡像超越值為95– >99.5%;使用軸掌性雙磷配體作為配體,在相同的反應條件下則可以得到[6.5.5]螺環化合物63,總共10個例子,產率為24–71%,鏡像超越值為26–72%。 關鍵字: 銠金屬(I)催化、選擇性開環、掌性雙環[2.2.1]雙烯配體、軸掌性雙磷配體、掌性及多樣化多官能團[6.6.5]稠環及[6.5.5]螺環化合物 二、銠金屬催化苯並環丁醇選擇性開環、芳基化及成環聯繼反應:對雜原子連接丙炔官能基之環己二烯酮進行去對稱骨牌環化反應 本篇主題描述利用銠金屬及掌性雙環[2.2.1]雙烯配體所形成之催化劑催化對具有不同官能基的苯並環丁醇37進行選擇性開環反應,對雜原子連接丙炔官能基進行芳基化,再進行分子內1,4-加成反應或分子內1,2-加成反應實現去對稱化的過程,總共11個例子,產物產率最高為95%,鏡像超越值最高為99.5%。該反應特色是可藉由不同官能基立體阻礙的程度,造成其具有不同的化學反應性,最終選擇進行分子內不對稱1,4-加成反應形成化合物113,或1,2-加成反應形成化合物114,建立單一立體中心。 關鍵字: 銠金屬(I)催化、掌性雙環[2.2.1]雙烯配體、選擇性開環、去對稱骨牌環化反應 三、 銠金屬催化芳基硼酸行不對稱1,4-加成反應:合成掌性β-雙芳基取代磷酯化合物 本篇主題描述利用銠金屬及雙環[2.2.1]雙烯配體所形成之催化劑催化芳基硼酸與β-芳基取代不飽和磷酯化合物進行1,4-加成反應,得到一系列具有β立體中心的掌性磷酯化合物,總共20個例子,產率最高達到87%,鏡像超越值最高可達到99%。關鍵字: 銠金屬(I)催化、1,4-加成反應、性β-雙芳基取代磷酯化合物Item Oxadiazole 衍生物在雜環分子的合成應用(2021) 劉若謙; Liu, Jo-Chien本文以研究 3-substituted-5-(trifluoromethyl)-1,2,4-oxadiazole 作為 1,3-dipole 分子 與 1,3-dipolarophile 分子 3-dimethylaminopropenones 於金屬鹽的催化下進行 [3+2] 環化反應,並應用於合成 4-acyl-2-substituted imidazole。5-(trifluoromethyl)-1,2,4-oxadiazole 是利用amidoxime 與 TFAA在Et3N 作為鹼的條件下進行取代反應合成。研究結果顯示,5-(trifluoromethyl)-1,2,4-oxadiazole 與 3-dimethylaminopropenones 可成功合成不同苯環推拉電子基團取代的 4-acyl-2-arylimidazole 衍生物。Item I. 經有機膦催化誘導4-亞芳基吡唑酮和5-亞芳基噻唑酮的β-醯化反應II. 鹼催化2-羥基亞胺葉立德與2-羥基亞芳基噻唑酮經由1,3-偶極體環化/分子內環化反應合成螺環𠳭酮[3,4-b]吡咯啶(2021) 陳永昌; Chen, Yung-Chang第一部分:敘述實驗室設計使用α,β-不飽和共振系統的4-亞芳基吡唑酮和5-亞芳基噻唑酮以一鍋化反應中藉由非金屬有機膦催化反應對β位置進行親核共軛加成,接著藉由氧醯化/分子內環化反應形成中間體Phosphrous betaine 接著經由分子內重排反應,最終可以得到具有立體專一性並且產率高達90%以上β-碳醯化反應4-亞芳基吡唑酮以及5-亞芳基噻唑酮的產物。第二部分:經由設計開發出一種經由2-羥基亞胺葉立德與2-羥基亞芳基噻唑酮透過有機鹼催化反應1,3-偶極體環化加成反應以及進一步的連鎖反應建構出螺環𠳭酮[3,4-b]吡咯啶的方法,而最佳化結果顯示,可以在短時間內得到高達93%的產率。另外我們實驗室正在努力設計出不同取代基效應的螺環𠳭酮[3,4-b]吡咯啶以及不對稱合成的研究。Item 金屬催化環丙烷及螺旋化合物之合成與分子內1,3-偶極環化加成反應(2010) 白蕙棻本文共有三個主題,分別為探討利用鈀金屬催化環丙烷之合成、金陽離子催化螺旋化合物之合成及分子內nitrile oxide與環形烯醇的1,3-偶極環化加成反應。 我們利用鈀金屬催化帶有雙酮基的1, 3-環己共軛雙烯及苯乙烯溴化物使形成環丙烷的結構,為單一非鏡像異構物。鈀金屬Pd(PPh3)4 先與苯乙烯溴化物配位形成鈀(II)的離子,再與碳酸銀結合形成鈀陽離子錯合物,此時鈀陽離子配位於酮基的氧上後使α位置氫的酸性增加而可以讓碳酸鉀拔除,再由下方同向接上雙烯位置,最後還原除去後我們可得到具有立體選擇性的雙環[4.1.0]庚烯衍生物。 利用金與銀共催化系統催化帶有炔基的烯醇化合物,經Claisen-type rearrangement形成了帶有雙鍵及酮基的螺旋化合物,不但反應時間快速,室溫條件及極高的產率也為此反應主要的優點,但是產物為一組非鏡像異構物,因此藉由氫化反應將雙鍵還原得到單一非鏡像異構物。 將帶醛肟的烯醇衍生物,以N–氯丁二內亞醯胺(NCS)和三乙基胺為環化條件,進行分子內環化加成反應,得到單一位向選擇性的nitrones衍生物或isoxazolines衍生物。Item 含有1,3-環己二烯π共軛骨架的有機雙極性染料用於染料敏化太陽能電池之研究(2010) 陳冠甫; Chen, Kuan-Fu本篇論文分為三個研究主題,第一個研究主題是我們研發以1,3-環己雙烯當作主要骨架的有機化合物染料來當作染料敏化太陽能電池的材料,並測試、探討其物理性質,以作為將來發展類似結構時的依據。在這些自行合成的染料結構中,除了 16 和 45 的結構,其他染料結構均包含了1,3-環己二烯的架構,希望藉由此環形的架構增加染料分子堆疊在二氧化鈦的程度,使染料在二氧化鈦上的吸附量增加,但是卻相對減少共軛分子間堆疊時常見到的 π – π 堆積作用力,進而增加染料的轉換效率。在物理性質方面,我們分別測試了染料個別的吸收光譜、螢光激發光譜和電化學性質。同時也將其製作成染料敏化太陽能電池的元件,利用太陽光模擬及特定波長光束輸出系統進行光電轉換效率與單色光轉換效率的測試,其中利用 14a 製備的元件其光電轉換效率可達到4.4 %,為利用 N719 製備元件的70 % (η = 5.87 %),也從4b和其對照組 (16 和 45) 應証了環己二烯結構的優點。 在第二個主題中,我們探討了具有 TICT 態的染料對於 DSSCs 的效率影響,同時以相關數據證明了 4b 在激發態時會有 TICT 態。 TICT 態會使分子的偶極距增大,也會阻礙分子內電子的再結合。從相關的物性測試中,得知 D-π-A 分子具有 TICT 現象時會影響 Jsc 的數值,進而提高染料敏化太陽能電池的元件效率。 第三個題目是我們設計兩種新型 D-D-π-A 型式的有機染料,其中 D-π-A 的架構和第一個題目的結構 (4b和4c) 相似。我們希望藉由 D-D-π-A 的架構擴大染料的吸光範圍及消光系數,另一方面則是減少染料分子間的堆疊及提高熱穩定性,進而增加染料的轉換效率。目前此部份研究進行至化合物的合成。Item 壹、N-溴代丁二醯亞胺作為催化劑在有機合成上的應用; 貳、磷化物在有機合成上之應用;參、合成含有1,2,4-噁二唑之吡唑類衍生物在CB1受體拮抗劑之生物活性研究(2008) 郭俊偉; Chun-Wei Kuo本論文共分成三部分 第一部分以便宜易取得之N-溴代丁二醯亞胺 (NBS) 試劑,分別催化合成具生物活性1,5-benzodiazepines衍生物以及吲哚基硝基烷化合物,此高效催化效率皆可使反應順利進行,並得到高產率的產物。 第二部分以磷化物試劑,二氯化磷酸乙酯 (ethyl dichlorophosphate)或是二氯化磷酸苯酯 (phenyl dichlorophosphate)進行官能基的轉變及Beckmann 重排反應,反應順利可在室溫下進行並且得到高產率的產物。 第三部分為探討含1,2,4-噁二唑為新型CB1受體拮抗劑之抗肥胖藥物的開發研究,以Rimonabant(SR141716A, Acomplia™)作為先導化合物進行pyrazole-C3位置的官能基修飾,依生物同質性概念成功引入1,2,4-噁二唑取代之新型化合物並顯現高度之CB1受體親和力、功能活性與CB2/1選擇性。發現具高度CB1親和力與CB2/1選擇性的化合物如11g, 11h等,將適合針對減重機制與抗肥胖藥物的特性進一步深入研究動物體內活性(in vivo efficacy)、藥物動力學(pharmacokinetics)及毒理試驗(toxicology)期能獲得具有潛力治療肥胖症的先導藥物或候選藥物。Item 金屬催化1,3-雙烯與官能基之分子內環化反應(2006) 曹文正; Wen-Cheng Tsao本論文共分成四部份: 以鈀(0)催化分子內異核環化反應,使g位置帶有三級醇之共軛雙烯化合物與芳香烴溴化物行加成反應,得到單一非鏡像立體選擇性異構物。反應可經由兩種途徑來解釋,帶羥基之環形共軛雙烯可得1,4-oxyarylation產物;帶羥基之非環形共軛雙烯可得1,2-oxyarylation產物。 以鈀(0)催化分子內環丙烷化反應,使帶有雙羰基之共軛雙烯化合物與乙烯溴化物反應,得到單一非鏡像立體選擇性異構物。反應得到雙環[4.1.0]庚烯衍生物。 以二氯化鉑為催化劑,在醇為溶劑中行分子內炔與共軛雙烯之環化反應,得到單一非鏡像立體選擇性的聯結雙環醚化合物。 以金離子催化帶有芳香炔的雙烯進行分子內環化異構化反應,得到單一非鏡像立體選擇性異構物。反應在起始物芳香環上沒有強拉電子基情況下,得到芳香環進行親電子性加成的產物。反應在起始物芳香環上有強拉電子基或缺乏芳香環的情況下,得到1,3,6-三烯環形化合物。