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師大新聞

2022.0702

化學系博士班首對父子檔 柳彥成克紹箕裘傳為美談

博士生柳彥成跟隨父親柳如宗腳步 立志當化學家 赴德國實驗室交換一年 近期完成科技部千里馬計畫

剛從德國完成科技部千里馬計畫的臺師大化學系博士班研究生柳彥成,即將於今年7月畢業,在柳彥成心裡,從高中時期便立志,跟隨父親柳如宗博士的腳步,當一名化學家,不過,他沒想到相隔20年後,他們成為化學系第一對博士父子檔。2002年柳如宗博士於化學系姚清發教授指導下得到博士學位,今 (2022年) 年柳彥成又於本系林文偉教授指導下,順利獲得博士學位,姚清發教授更是林文偉教授的碩士指導教授,師徒傳承也傳為美談。

柳彥成的求學之路還算平坦,高中畢業後,進入本校科技應用與人力資源發展學系就讀,由於對化學領域感到濃厚興趣,二年級時轉系進入化學系就讀,得以一償宿願,從此開展化學學習之路。化學系的課業壓力很重,厚厚的原文教科書:普化、有機、無機、分析、物化,加上實驗課程報告等,熬夜讀書、寫報告是平常事,但在父親的鼓勵下,咬緊牙根將課業順利完成。

在大學四年探索中,雖然推甄專題是探討拉曼光譜在位向異構物方面的應用,但柳彥成明瞭有機合成化學才是自己真正喜愛的領域,並確立未來在有機化學方向進行鑽研。柳彥成也非常理解,從事有機化學研究,需面對工時長、具危險性、失敗率高及課業繁重等問題,但他相信「父親行,兒子也一定行」的信念,繼續在有機化學領域前進。柳彥成記得在碩班開學後第二天,立即向林文偉指導教授提出逕讀博士班的意願,經過碩班第一年的實驗室努力後,順利逕讀博班。

接受林文偉教授指導碩博班實驗 研究結果多次刊登國際頂尖期刊

柳彥成在林文偉教授的實驗室中,主要的研究主題為膦化學合成雜環和不對稱有機催化反應,也是在化學界具高度研究潛力的熱門領域,2021年諾貝爾化學獎就頒予從事不對稱有機催化反應研究的兩位化學家,分別為德國化學家本亞明.利斯特(Benjamin List)和美國化學家大衛. 麥克米倫(David W.C. MacMillan)。而柳彥成在2019年所做的研究,使用 2,6-二叔丁基-4-(2-羥基亞苄基)環己-2,5-二烯酮在膦試劑、醯氯、鹼的反應下,合成一系列 2,3-二芳基苯并呋喃,並以第一作者順利發表結果,刊登在有機化學次領域頂尖的指標性期刊(Org. Lett. 2019, 21, 8008-8012)。

2019年同年,柳彥成順利開發了對含共軛羰基的烯烴直接進行β-醯化的合成方法,並以第一作者順利發表結果(Org. Lett. 2019, 21, 8339-8343)。在2021年,柳彥成更進一步開發了使用 (E)-2-(2-硝基-3-苯丙-1-烯-1-基)苯酚在催化膦系統下合成出 3-烯基苯并呋喃,此一反應的特色減少了膦試劑的使用,讓反應的條件更環保(第一作者,Org. Lett. 2021, 23, 3064-3069)。

而在不對稱有機催化反應的研究上,柳彥成使用柳醛製備亞胺利立德前驅物,再經由亞烷基米式酸與硫脲片段衍之金雞納鹼催化劑進行一系列反應,建構出高鏡像選擇性(口克)酮[4,3-b]吡咯啶衍生物,此一研究成果已在撰寫並準備投稿中。

此外,柳彥成在四年博士班期間,亦有三篇以共同作者發表於SCI收錄的期刊論文 (分別為Chem. Commun. 2018, 54, 12702-12705、Chem. Commun. 2019, 55, 1398-1401及Adv. Synth. Catal. 2020, 362, 1679-1685),均屬綜合化學領域及有機化學次領域重要的代表性期刊。

柳彥成在博班四年研究生活中,雖遭遇實驗失敗、起始物製備問題、純化困難等挑戰,除了林文偉教授的指導,父親更是能扮演良師益友的角色,不時鼓勵,要堅持自己的理想,成功是給經歷過困難的人,無論在學校或是家庭,化學似乎是父子倆共同的語言。

赴德國交換研究成果優異 已有相關論文發表

柳彥成在林文偉實驗室的研究內容,較少接觸金屬有機催化反應,同時對於現今碳氫鍵活化與電化學,皆深感興趣。柳彥成於博四時,順利通過科技部千里馬計畫申請案,獨自揹上行囊,在疫情嚴峻時期至德國哥廷根大學Lutz Ackermann教授實驗室,展開為期一年的交換生研究。Lutz Ackermann教授是德國著名,也是享譽國際的有機化學家。Ackermann教授在合成化學領域傑出的學術成就,在2015年曾受邀來臺,獲頒中央研究院周大紓紀念獎。近年來致力於推廣綠色化學,透過使用電力取代昂貴且環境危害的金屬氧化劑。除了電化學外,目前Ackermann教授還熱衷於過渡金屬進行碳氫鍵活化,這也是目前熱門研究領域。

除了上述領域外,Ackermann教授研究領域相當多元,光化學、醣化學、高分子化學、流動化學、配體設計、理論計算皆有深入研究。柳彥成在德國期間進行有關金屬有機反應與現今化學熱門領域-電化學與碳氫鍵活化等三個實驗課題,有相當好的成果,其研究成果將陸續發表在頂尖化學期刊(Chem. Sci. 2022, 13, 4088-4094.,另兩個實驗課題的成果已投稿中)。

在德國 Lutz Ackermann 教授實驗室學習期間,柳彥成觀察到其研究設備相當先進且齊全,許多儀器皆可自動進樣並進行處理分析,如核磁共振儀、氣相層析質譜儀、高效液相層析儀等。對於難純化之樣品,也可透過製備級高效液相層析儀或凝膠滲透層析儀進行純化,使得實驗效率大幅提升。

跨國跨領域學習新技術 返國分享傳給師大學弟妹

柳彥成也觀察到德國籍以及赴德的國際研究生或外籍博士後研究員,對於實驗態度十分認真,每日平均完成5個反應並設置5個新反應,不同於臺灣研究生一天只做1到2個實驗。此外,實驗室成員對於實驗的結果及變化,皆會詳細記載於紀錄本上,便於未來回顧與後人重複實驗,此務實且認真的態度值得學習。

除了實驗和研究,實驗室也常舉辦各類活動,如烤肉、戶外踏青、各式球類運動來增強體魄及促進成員們在生活上的交流。由於實驗室亦包含許多亞洲成員,在農曆新年時,Lutz Ackermann 教授也不忘舉辦包水餃、貼春聯活動,讓學生們與實驗室各地成員一起分享亞洲文化。

柳彥成特別感謝科技部提供經費補助博士班赴外研究 (千里馬計畫) ,至德國進行為期一年的研究交換,除了完成心中想接觸的金屬有機領域外,也接觸到國外的研究氛圍與自然景觀,並與許多優秀研究人員進行研究探討及文化交流,日子過得相當充實。

返國後,柳彥成也不吝傳授在德國所學到的新技術與經驗,分享給從事化學研究的師大學弟妹,希望有志於化學研究者,可以提早規劃出國交換參與相關計畫執行,開拓國際視野。(資料提供:化學系 / 編輯:胡世澤 / 核稿:鄧麗君)