有機反應

取代、加成、消去、自由基、氧化還原

曼尼希反應

曼尼希反應 (Mannich reaction)
國立臺灣師範大學化學系碩士生 陳依如

卡爾・曼尼希 (Carl Ulrich Franz Mannich) 是德國的化學家,1877 年於德國弗羅茨瓦夫出生,1947 年在卡爾斯魯厄去逝,享壽 69 歲。曼尼希高中沒有畢業就在柏林的藥廠實習,之後又重返校園,在 1903 年於巴塞爾取得博士學位,之後先後在哥廷根、法蘭克福以及柏林藥物化學系任教。

曼尼希主要研究酮鹼 (keto base)、乙醇鹼 (alcohol base) 以及哌啶 (piperidine)、罌粟鹼 (papaverine)、內酯 (lactone) 的衍生物。

威廉遜醚類的合成法

威廉遜醚類的合成法(Williamson ether synthesis)
國立臺灣師範大學化學系碩士班二年級 鍾長志

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圖一 亞歷山大.威廉.威廉遜(來源:參考資料 1)

亞歷山大.威廉.威廉遜 (Alexander William Williamson, 1824-1904)(圖一),出生於倫敦。

1844 年開始在吉森大學 Justus von Liebig 的實驗室工作。陸續在 1846 -1847 年間又發表了包含漂白鹽 (bleaching salts)、臭氧,以及普魯士藍 (Prussian blue) 等研究的期刊,其在化學史上有一重要的貢獻是威廉遜醚類的合成。2

當時,因為已經有科學家發現硫酸和醇類反應會產生新的重排。威廉遜便設計了實驗,想藉由取代的方式製造出不同的醇類,再藉由不同的醇類合成醚類;在製造醇類的過程中,意外的發現了醚類可以透過乙醇鹽 (ethoxide) 和碘乙烷 (ethyl iodide) 製備。(圖二)

3D有趣實驗:油脂肥皂變變變

3D有趣實驗:油脂肥皂變變變
國立臺北教育大學自然科學教育系 教學碩士班吳俊良

前言

肥皂是我們常見的界面活性劑,主要是由親水基和親油基所組成的。肥皂的親油基是烴基,烴基可能是飽和的烷烴,具有不同的碳鏈長,一般含碳原子15個以上,故RCOONa的方式來呈現。但肥皂水遇酸性溶液時,則會有脂肪酸(油脂)游離析出並懸浮水溶液中。

實驗影片

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盧奇還原反應

盧奇還原反應 (Luche Reduction)
國立臺灣師範大學化學系研究所 胡婷嘉

Luche 還原反應由 Jean Louis Luche 於 1978 年所提出,利用七水合三氯化鈰 $$\mathrm{(CeCl_3\cdot 7H_2O)}$$ 以及硼氫化鈉 $$\mathrm{(NaBH_4)}$$,以甲醇等醇類作為溶劑,將酮、醛以及 $$\alpha,\beta-$$不飽和醛酮有效且有選擇性的還原成烯醇類的方法(如 eq1、2)。

化學傳記:2010年諾貝爾化學獎得主家 理察•赫克 Richard Fred Heck

化學傳記:2010年諾貝爾化學獎得主家 理察•赫克 Richard Fred Heck
國立臺灣師範大學化學系研究生 陳奕儒

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圖一 理察•赫克 Richard Fred Heck(來源:參考資料 1)

1931 年 8 月 15 日出生在美國麻塞諸塞州斯普林菲爾德 (Springfield, MA, USA),由於在鈀金屬催化交叉耦合有機合成反應 (Palladium catalyzed cross-coupling reaction) 的卓越開創性研究,而與根岸英一 (Ei-ichi Negishi) 和鈴木章 (Akira Suzuki) 於 2010 年共同獲頒諾貝爾化學獎。

赫克的主要貢獻是藉由鈀金屬直接活化烯類化合物 sp2 碳-氫鍵與親電性試劑耦合構成新的 sp2 碳 -sp3 碳鍵,
如下列反應式所示(式一):

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式一

這樣的交聯耦合反應大大的影響了研發新藥、材料甚至是既有的工業製程。讓設計上將想要合成的大分子切割成容易製備的親核試劑部分與親電試劑部分,再各別合成後以鈀金屬催化耦合反應將兩分子直接組合在一起,有效的形成碳 – 碳鍵、同時避免在進行某些官能基在反應條件不適合的問題,使得建構複雜分子的策略得以大幅改變。

化學傳記:2005年諾貝爾化學獎得主-羅伯特‧格拉布(Robert H. Grubbs)

化學傳記:2005年諾貝爾化學獎得主-羅伯特‧格拉布(Robert H. Grubbs)
國立臺灣師範大學化學系博士生 陳維家

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圖一 羅伯特‧格拉布(Robert H. Grubbs,來源:參考資料4)

羅伯特‧格拉布(Robert H. Grubbs,1942年2月27日至今,圖一)1,2,1942 年出生於肯塔基州的凱爾弗特市,那是一個以農業為主的地區,其父親為農場工作者、母親是教師、兩個姊妹分別為教師與電子技師。

少年時期,格拉布的父親常帶他建造房屋、修繕水電、組裝農場機具,而母親則帶著他瀏覽各種書籍,他在兩人中學到了及智慧和閱讀習慣,並被肯塔基州西邊的鈾礦精煉廠和國中科學老師 (Mis. Baumgardner) 引發了他對化學的興趣。由於少年常在農場工作的緣故,格拉布最後選擇了佛羅里達的農業化學作為主修。

大學時格拉布參與了分析動物糞便的暑期專題研究,並認識了在有機化學實驗室的朋友,藉由在朋友實驗室幫忙的機會,他研讀了許多有機化學的教科書並發現自己對於有機化學實驗的熱愛,最後受到朋友指導教授 Merle Battiste 的鼓勵前往紐約州的哥倫比亞大學,在 Ronald Breslow 的指導下獲得化學博士學位。

化學傳記:近代重要化學家-檜山 為次郎 Tamejiro Hiyama

化學傳記:近代重要化學家-檜山 為次郎 Tamejiro Hiyama
國立臺灣師範大學化學系博士生 李家睿

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圖一、檜山為次郎教授(來源:參考資料1)

檜山為次郎教授 (1946年8月24日迄今,現年68歲),為日本有名的有機化學學者。
1969年畢業於京都大學(Kyoto University)工學部工業化學科,並繼續在京都大學攻讀碩士學位(1971年畢業)。而後仍繼續在京都大學做研究,
1972年擔任野崎一教授(Prof. Hitoshi Nozaki)的助理教授一職(1972-1981 年);而在任職期中完成了他的博士學位(1975年)。於1975年9月至1976年8月期間以博士後研究員的身分到當時在美國哈佛大學(Harvard University)任職教授的岸義人教授(Prof. Yoshito Kishi)團隊做研究。
而後,1977年在京都大學與野崎一教授共同發展出新穎的有機金屬催化反應(式1)。

化學傳記:2005年諾貝爾化學獎得主理察•R.•施羅克 (Richard Royce Schrock)

化學傳記:2005年諾貝爾化學獎得主理察•R.•施羅克 (Richard Royce Schrock)
國立臺灣師範大學化學系博士生 曾昊葳

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圖一 理察•R.•施羅克(Richard Royce Schrock, 來源:參考資料3)

理察·R.·施羅克 (Richard Royce Schrock),於1945年1月4日出生在美國印第安納州的伯爾尼。

在1967年時,他在加州大學河濱分校獲取學士學位,四年後,他則在哈佛大學,J.A. Osborn教授的指導下得到無機化學博士學位。畢業後的一年期間,他在美國國家科學基金會 (NSF)的資助下,成為NSF研究員,前往劍橋大學進行博士後研究,而後的三年,Schrock則在杜邦公司下進行研究工作。

1975年,他結束了在杜邦三年的職業生涯,轉往美國麻省理工學院任教,五年後,成為正式教授。

在1989年,被譽為「化學界的Ferederick G. Keyes professor(1885–1976,傑出科學家)」。

在2005年,與Yves Chauvin及Roberts H. Grubbs共享諾貝爾化學獎這份殊榮。

化學傳記:2001年諾貝爾化學獎得主 野依良治 (Ryōji Noyori)

化學傳記:2001年諾貝爾化學獎得主 野依良治 (Ryōji Noyori)
國立臺灣師範大學化學系博士生 鄭祐松

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圖一 野依良治 (來源:參考資料6)

野依良治為一傑出日本科學家,專長於有機化學,於西元1938年9月3日生於日本兵庫縣武庫郡精道村(現為兵庫縣蘆屋市),野依教授在其12歲時,家父帶著野依參加了一場新產品展示會,無意間對於水、空氣與煤中提煉之尼龍絲(Nylon)有著極大興趣,野依自此便與化學結下不解之緣,他認為「化學真是太神奇了,能夠從幾乎什麼都沒有產生出那麼多東西來」,也體悟到化學的奧妙便是從沒有價值中創造巨大價值”Produce high value from almost nothing”。

野依教授在化學研究上投入的程度,從其恩師野崎一教授口述中便可略知一二,野崎一教授曾說過野依教授在一次的實驗中發生了爆炸意外負了重傷,縫了幾針,但不料極短時間後,又隨即返回實驗室投入研究工作,由此可見野依教授投入化學的程度與對化學的熱愛不難想像,因此人們都稱野依是隻「不死鳥」。

伯奇還原反應

伯奇還原反應 (Brich Reduction)
國立臺灣師範大學化學系碩士班 鍾長志

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圖一 Arthur John Birch(來源:參考資料4)

Arthur John Birch 1915年出生於澳洲雪梨,畢業於雪梨大學,之後曾到過牛津大學、劍橋大學、曼徹斯特大學深造。1,4

Birch是二十世紀傑出有機化學家之一,在有機金屬化學及生物化學具有一定的影響力,他非凡的創造力使得他在科學上享譽盛名。其中最被人熟知的反應是伯奇還原反應,其具有廣泛的應用性,最重要的應用是在口服避孕藥(oral contraceptives)的合成,因此伯奇又有藥丸之父的稱號。伯奇的聚酮類理論(Polyketide Theory),在生物合成中以及天然物中也被人熟知。另外,他最後發表的研究–合成二烯三羰鐵衍生物(diene iron tricarbonyl derivatives),後來也被擴展應用。1,4

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