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Adele MUCCI
Professore Associato
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche - Sede Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche
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Insegnamento: Tecniche spettroscopiche di identificazione strutturale
Scienze chimiche (Offerta formativa 2024)
Obiettivi formativi
Conoscenza e capacità di comprensione:
Al termine del corso lo studente avrà la capacità di comprendere i risultati di esperimenti UV-Vis, esperimenti mono- e bidimensionali 1H e 13 C NMR e spettri di massa ottenuti principalmente per ionizzazione elettronica per l'identificazione di molecole organiche di media complessità.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di risolvere problemi di identificazione strutturale riguardanti molecole organiche di media complessità tramite l'interpretazione di spettri 1H e 13 C 1D e 2D NMR (COSY, TOCSY, HSQC, HMBC, NOESY)degli spettri UV-Vis e spettri di massa ottenuti principalmente per impatto elettronico.
Autonomia di giudizio:
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di valutare quali sono gli esperimenti da intraprendere per risolvere diverse tipologie di problemi.
Abilità comunicative:
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di esporre gli argomenti trattati nel corso con il linguaggio specialistico adeguato.
Capacità di apprendimento:
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di approfondire autonomamente argomenti relativi a tecniche spettroscopiche e identificazione strutturale.
Per una più completa comprensione degli obiettivi formativi, si rimanda alla lettura dei risultati di apprendimento attesi a seguito dello svolgimento del presente percorso formativo.
Prerequisiti
Gli studenti devono possedere buone conoscenze di base di Chimica Organica (riconoscimento e rappresentazione delle strutture molecolari e stereochimica) e di Fisica (momento angolare, momento magnetico, spin, quantizzazione, rappresentazione vettoriale delle grandezze fisiche).
Programma del corso
Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare
1.75 CFU (14 h) 1H e 13C : basi della tecnica, chemical shift, costanti di accoppiamento, tempi di rilassamento e effetto Overhauser. Tecniche bidimensionali omo- (COSY, TOCSY, NOESY, ROESY) ed etero-correlate (HSQC,HMQC,HMBC).
1.25 CFU (10 ore) esercizi su spettri NMR
Spettrometria di massa:
1.25 CFU (10 h) basi delle principali tecniche di ionizzazione e dei più diffusi analizzatori, analisi del pattern isotopico del picco molecolare, principali meccanismi di frammentazione e riarrangiamento.
1 CFU (8 ore) esercizi su spettri di massa
0.75 CFU (6 ore) esercizi complessivi NMR+MS
Metodi didattici
L’insegnamento viene erogato mediante lezioni frontali in presenza che vengono svolte anche con l’ausilio di mezzi audiovisivi (presentazioni in Power Point) ed esercitazioni di gruppo in presenza.
La frequenza alle lezioni frontali in presenza non è obbligatoria.
L’insegnamento è erogato in lingua italiana
Lezioni in streaming e videoregistrazioni, se necessarie per la pandemia.
Testi di riferimento
RM Silverstein, FX Webster, D.J. Kiemle Spectrometric Identification of Organic Compounds, Wiley, 7th edition, 2005
T D W Claridge, High-Resolution NMR Techniques in Organic Chemistry, Pergamon.
AE Derome, Modern NMR Techniques for Chemistry Research, Pergamon, 1987
A. Randazzo, Guida Pratica all'interpretazione di spettri NMR, Loghia, 2018
J Keeler, Understanding NMR Spectroscopy, Wiley
FW MCLafferty, F Turecek, Interpretation of mass spectra, fourth edition, University Science Books, 1993
Jurgen Gross, Spettrometria di massa, Edises,2016
Sulla pagina del Portale moodle relativa all’insegnamento sono disponibili già all'inizio del corso (e nel rispetto dei diritti d’autore)
- Le dispense utilizzate dal docente nel corso delle lezioni frontali e delle esercitazioni
Raccolte di esercizi NMR, MS e NMR+ MS da svolgere
On the page of the Moodle portal relating to the course, there are, already available at the beginning of the course (and in compliance with copyright),
- The handouts used by the teacher during the lectures and exercises
- Collections of NMR, MS and NMR + MS exercises to be performed
Verifica dell'apprendimento
Gli esami si svolgeranno al termine dell'insegnamento, secondo il calendario ufficiale degli esami pubblicato su piattaforma ESSE3. Lo studente potrà effettuare l'iscrizione sempre tramite piattaforma ESSE3.
L’esame è scritto (4 ore) e consiste :
1) nella identificazione, a partire solamente da dati spettrali (spettri di massa e di risonanza magnetica 1D e 2D 1H e 13C NMR) di una molecola di media complessità (80% della valutazione) e assegnazione dei segnali;
La risoluzione di questo tipo di esercizi richiede che lo studente abbia sviluppato la CONOSCENZA, la CAPACITÀ DI COMPRENSIONE, la CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE . L’AUTONOMIA DI GIUDIZIO,le ABILITÀ COMUNICATIVE e la CAPACITÀ DI APPRENDERE relativamente agli argomenti del corso relativi agli aspetti pratici, che consentono la traduzione dei dati sperimentali in termini strutturali, e quindi consente di valutare tutte le abilità.
2) nella risposta a una domanda aperta su uno qualunque degli argomenti presentati nel corso (20%).
In questo modo si ha un'ulteriore valutazione della CONOSCENZA, della CAPACITÀ DI COMPRENSIONE, delle ABILITÀ COMUNICATIVE e della CAPACITÀ DI APPRENDERE relativamente agli aspetti teorici e strumentali sviluppati nel corso, considerando anche il grado di approfondimento autonomo mostrato dallo studente nella discussione dell’argomento.
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione: Tramite lezioni in aula e esercizi svolti insieme al docente lo studente
apprende le basi della spettrometria di massa e della spettroscopia NMR 1D e 2D e acquisisce la capacità di comprendere le informazioni contenute negli spettri relativi a sostanze organiche.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Tramite gli esercizi svolti in autonomia lo studente è in
grado di applicare le conoscenze acquisite per risolvere problemi di media complessità relativi alla identificazione di molecole organiche.
Autonomia di giudizio: tramite gli esercizi svolti in modo guidato e in autonomia lo studente acquisisce le capacità di interpretare in modo critico i dati, anche ridondanti, derivanti dall'utilizzo di diverse tecniche e elaborare approcci originali alla risoluzione dei problemi,
Abilità comunicative: la frequenza alla lezioni e il coinvolgimento degli studenti durante queste permettono di sviluppare la capacità di utilizzazione del linguaggio specifico della materia, di presentare i dati ottenuti in modo
efficace e conciso; di esprimere i concetti appresi con un linguaggio appropriato e di sostenere una discussione in merito
agli argomenti trattati.
Capacità di apprendimento: le attività descritte consentono allo studente di acquisire gli strumenti metodologici per
proseguire gli studi e per potere provvedere autonomamente al proprio aggiornamento