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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Item 產業博物館發展環境教育之需求探討－以國立臺灣博物館南門園區為例(2015) 邱心淳; Chiu, Hsin-Chun產業博物館是經由產業相關場域做為媒介，蒐藏產業相關物件，以做為展示基礎，強調其在「社會功能」與「溝通功能」之展現，重視與人群、社區結合之重要性，建構「活」的博物館，將環境和人的關係緊扣，傳達時代背景與產業存在意義。產業博物館提供有形及無形的記憶，與社區生命發展緊緊相扣，它的存在價值是時空、記憶、人文與環境的結合。環境教育則以環境的關切為主要目的，以社會大眾為推展對象，將環境教育透過社會教育體系管道所推動的教育；而博物館肩負社會教育的重責，在社會環境教育中扮演重要角色。 本研究為探討產業博物館發展環境教育之現況與需求，選定日本時期的樟腦工廠舊址，今日國立臺灣博物館南門園區(以下簡稱「南門園區」) 做為案例，運用文獻分析法、參與觀察、深入訪談法及問卷調查法，從該場域與資源的利用情形、相關人員及觀眾想法分析南門園區，以瞭解南門園區發展環境教育之需求，並提供南門園區及其他產業博物館日後推動環境教育之參考。 本研究針對7位參與南門園區規劃或環境教育活動的專家及志工進行訪談，並延伸出觀眾問卷，問卷共計回收137份。由此分析得知，南門園區現行環境教育活動，多以廣義的環境教育執行，缺少了南門園區的獨有產業特色，館方雖以產業博物館與環境教育定位該場域，卻鮮少有和樟腦產業相連結之活動及環境教育活動方案，無法凸顯出場域獨特性及其產業中的環境教育。從訪談及問卷中，本研究探討觀眾對於南門園區的需求，發現觀眾普遍期望有更多環境體驗，且結合南門園區本身資源發展環境教育，並認為南門園區現階段缺乏產業歷史與觀眾的互動。在南門園區發展環境教育的需求上，可以增加在地的連結性與跨域合做串聯，延長南門園區的歷史軸線，規劃產業歷史與環境之相關活動，推動持續性的環境教育。Item 一、樟腦衍生之對掌N-乙醛醯胺的烯丙胺合成反應 二、樟腦衍生有機催化劑的合成與其在不對稱Michael(2010) 張智亮本論文主要分為兩個部分，摘要如下： 第一部分：不對稱烯丙基加成反應在有機合成中扮演著重要的角色，可用於醛類、酮類或亞胺化合物，以製備具有立體中心的烯丙醇或烯丙胺。烯丙胺的結構看似簡單，但具有一定的重要性，原因在於烯丙胺含有雙鍵，可用來進行許多反應，轉換為酮類、醛類、環氧化合物、及環內醯胺等官能基。烯丙胺在許多天然藥物的全合成中也扮演著重要的角色，如：(+)-Isofebrifugine、(-)-Slaframine、(-)-Emetine等藥物分子，在其合成步驟中，皆含有不對稱烯丙基加成反應。本實驗室以合成高光學活性異構物為主要目標，更期望能建構分子的立體化學中心。利用樟腦衍生之對掌N-乙醛醯胺合成烯丙胺。在三氟甲磺酸促進反應、四氫呋喃當溶劑的條件下，依序加入芳香族一級氨、烯丙基三丁基錫，藉由樟腦架構之立體障礙效應，得到優異之非鏡像選擇性（94% de）的烯丙胺產物；而產物在四氫化鋰鋁作用下，成功回收對掌輔助劑。 第二部分：分子間的不對稱有機催化反應在近年來蓬勃發展，其中，亦包括新有機催化劑的開發，利用樟腦架構的立體障礙，藉由醯胺官能基與吡咯烷連結所發展出的不對稱有機催化劑；利用此催化劑進行不對稱Michael加成反應，以酮類與-硝基苯乙烯反應時，結果不盡理想，但是以,-雙取代醛與-硝基苯乙烯為起始物，在不需要溶劑的條件下，建構具有四級碳中心的掌性分子，則有極高的化學產率（99%）與鏡像選擇性（95% ee）。Item 對掌有機硫尿素催化劑在不對稱合成反應之探討(2007) 陳宏耀摘 要 Aldol反應可建構新的碳-碳鍵，為不對稱合成的重要反應，可應用在天然物與藥物合成上。利用有機催化劑進行不對稱aldol反應，是一符合經濟效益與環保的不對稱合成方法。其中以L-脯胺酸衍生有機催化劑進行反應，可得到良好的產率與鏡像超越值，為不對稱有機催化aldol反應重要的研究對象。從L-脯胺酸的催化機構中發現，增加氫鍵與立障能夠提升反應性與選擇性，而硫尿素是很好的提供氫鍵者，其具有雙氫鍵，能夠有效的降低親電子試劑的最低未佔用電子軌域能量，使親核試劑能夠順利反應，提升反應性。再藉由本實驗室製備的樟腦衍生物提供立障，增加親核試劑攻打位向限制，提升選擇性。 本篇論文以新的合成策略，合成具有三個不同功能官能團(L-脯胺酸、硫尿素、樟腦衍生物)的一系列對掌有機硫尿素催化劑，所設計之有機催化劑皆可以有效的合成，在以環己酮與4-硝基苯甲醛為反應物，進行不對稱有機催化aldol反應，藉由改變催化劑、反應條件，探討對產物鏡像選擇性的影響，篩選出在室溫下以水為溶劑，添加20 mol%催化劑73與10 mol%的氯化胺為最佳反應條件，產率可達94 %，產物醇基與環己酮同側與反側異構物比為9：91，其反側異構物主產物的鏡像超越值達94 %。Item 樟腦衍生之對掌N-乙醛醯胺的烯丙胺合成反應 樟腦衍生對掌螯合劑與金屬配位化合物之製備(2006) 張智亮中文摘要 本論文主要分為兩個部分，摘要如下： 第一部分探討利用樟腦衍生之對掌N-乙醛醯胺合成烯丙胺。在三氟甲磺酸催化、四氫呋喃當溶劑的條件下，依序加入芳香烴一級氨、烯丙基三丁基錫，藉由樟腦架構之立體障礙效應，得到優異之非鏡像選擇性（94 %de）的烯丙胺產物；而產物在四氫化鋰鋁作用下，成功回收對掌輔助劑（72 %）。 第二部分旨在研究樟腦衍生之對掌螯合劑與不同的金屬配位形成對掌金屬錯合物。其中，鉑金屬與鈀金屬的對掌錯合物成功地藉由再結晶而確立其結構，將其應用在不對稱環氧化反應上，順利地催化反應，加快反應速率與提升產率，唯鏡像超越值並不理想。Item 一、樟腦衍生之對掌輔助劑在非鏡像環氧化之探討 二、新有機催化劑之開發研究(2007) 楊舜雯; Shuen-Wen Yang本論文主要分為兩個部分，摘要如下： 第一部分旨在研究以樟腦架構為主的對掌輔助劑N-tosylcamphorpyrazolidinone在有機不對稱合成上的應用，探討此對掌輔助劑衍生之α,β-不飽和醯胺為共軛受質，進行不對稱環氧化反應。N-tosylcamphorpyra zolidinone衍生之N-methacryloyl tosylcamphorpyrazolidinone與N-tigloyl tosylcamphorpyrazolidinone，分別以UHP/TFSA及methyl(trifluoromethyl)dioxirane為氧化劑時，可得到高立體組態反轉之非鏡像環氧異構物。以UHP/TFSA為氧化劑時，起始物之分子以s-cis構型為主，利於分子間氫鍵作用，以N-tigloyl tosylcamphorpyrazolidinone為受質可得到相當高之非鏡像超越值，經由1H-NMR分析其相關訊號，非鏡像選擇性大於95% de，其主要產物之絕對立體化學由X-ray單晶繞射確定為(1R,2S)，產率為60%。以methyl(trifluoromethyl)dioxirane為氧化劑時，受到電子斥力與立體障礙影響，起始物之分子以s-trans構型為主，以N-methacryloyl tosylcamphorpyrazolidinone為受質可得到非鏡像超越值90% de，其主要產物之絕對立體化學由X-ray單晶繞射確定為(1S)，產率為90%。因此，藉由不同的環氧化試劑，造成雙鍵可以不同面向進行環氧化加成反應，得到高立體選擇性反轉之產物。 第二部分是新有機催化劑之開發研究。利用順-丁烯二酸（maleic acid）與phenyl hydrazine合成新有機催化劑5-oxo-1-phenyl-pyrazolidine-3-carboxylic acid，再與樟腦架構為主的對掌輔助劑camphor pyrazolidinone進行醯胺化反應，製備新有機催化劑148與150，並將其應用於不對稱合成反應上，期能達到催化各種不對稱反應並提高產物之立體選擇性。Item 樟腦衍生之對掌輔助劑及對掌螯合劑在不對稱Baylis-Hillman及環氧化反應的應用 ; Hibarimicins的GH環合成研究(2005) 李威德本論文主要分為三個部分，摘要如下： 第一部分旨在研究提升反應速率並利用對掌路易士酸催化不對稱Baylis- Hillman反應的進行。利用-基壓克力酯，在DABCO (30 mol%)催化下，與各種脂肪族與芳香族醛類分子反應，可在二十分鐘內得到產率不錯(51-88%)之-hydroxy--methylene酯類產物。這是在常壓下，與各種醛類分子進行Baylis- Hillman反應，最好的加速反應速率的系統之一。結構新穎的樟腦衍生之二聚體對掌螯合劑，係由(+)-ketopinic acid與雙胺基分子在酸性條件下縮合製備而得。利用3 mol%之對掌催化劑，可在二十分鐘內與-基壓克力酯作用，得到極佳鏡像選擇性(最高95% ee)之Baylis-Hillman產物。 第二部分探討各種樟腦衍生之N-及O-烯酮分子與氧化劑進行環氧化反應。對於對掌輔助劑camphorpyrazolidinone及camphorsultam衍生之烯類分子，使用s-trans構形之受質，與methyl(trifluoromethyl)dioxirane及UHP/TFAA反應，可得到優異之非鏡像選擇性。另一方面，對掌輔助劑exo-10,10-diphenyl-2,10- camphanediol及exo-10,10-diphenyl-10-methoxy-2-camphanol衍生之烯類分子，在相同反應條件下，以s-cis構形之受質反應，得到極佳之非鏡像選擇性。因此，立體選擇性與對掌輔助劑的構形及其分子間的誘導效應有著密不可分的關係。 第三部分是hibarimicins的GH環合成研究。利用酒石酸衍生之dienophiles與1-(tert-butyldimethylsiloxy)-1,3-butadiene進行分子間之Diels-Alder反應，是建構六員環立體化學中心的關鍵步驟。當使用由pivolate保護的dienophile時，可建構正確立體化學組態之片段分子，能進一步應用於hibarimicins的全合成。Item 對掌樟腦架構衍生之a-酮醯胺的不對稱烯丙基加成反應：高光學純度之烯丙醇非鏡像異構物的製備(2005) 陳蓉萱; Jung-Hsuan Chen不對稱烯丙基加成反應在有機合成中扮演著重要的角色，可用於醛類、酮類或imine化合物，以製備具有立體中心的烯丙醇或烯丙胺。烯丙醇的結構看似簡單，但具有一定的重要性，原因在於烯丙醇含有雙鍵，可用來進行許多反應，轉換為酮類、醛類、環氧化合物、及環內酯等官能基。烯丙醇在許多天然藥物的全合成中也扮演著重要的角色，如：Leucascandrolide A、Apicularen A、AG7088等藥物分子，在其合成步驟中，皆含有不對稱烯丙基加成反應。 本實驗室以合成高光學活性異構物為主要目標，更期望能建構分子的立體化學中心；我們利用單一立體組態的對掌起始物，藉由改變反應條件控制產物的立體化學。以樟腦分子架構衍生的N-tosylcamphorpyrazolidinone為對掌輔助劑96，利用此對掌輔助劑製備一系列的α-酮醯胺，進行不對稱烯丙基加成反應，選擇適當的路易士酸以控制產物的絕對立體組態。 由實驗結果顯示：利用對掌α-酮醯胺及烯丙基三丁基錫進行烯丙基加成反應，可分別得到兩種高光學純度的烯丙醇非鏡像異構物（大於98 % de）。當反應中使用Sn(OTf)2為路易士酸時，反應速率非常快，只需要5分鐘即結束，可得到R-form的主要產物（若為2-吩取代，則為S-form）；而當反應中使用PdCl2為路易士酸時，雖然反應速率變慢，卻能產生S-form的主要產物（若為2-吩取代，則為R-form）；以兩種路易士酸進行反應，所得產物的立體選擇性都相當不錯。 利用400MHz 13C-NMR及紅外線光譜探討反應的可能機構，發現路易士酸Sn(OTf)2與對掌輔助劑96結構中的sulfone官能基有某種程度的螯合作用，使得烯丙基由si-face加成；而路易士酸PdCl2與對掌輔助劑沒有螯合作用，烯丙基便從re-face加成。本實驗針對兩種路易士酸進行烯丙基加成反應，可分別得到高光學純度的非鏡像異構物，因此對掌輔助劑96（N-tosylcamphorpyrazolidinone）可有效掌控產物的立體化學中心。