ADVANCED NMR FOR INORGANIC AND ORGANIC CHEMISTRY: A PRATICAL APPROACH

Le tecniche NMR sono onnipresenti nelle loro applicazioni ai vari campi della chimica : sintesi organica ed inorganica, applicata e analitica, biologica e farmaceutica.
Anche se stanno ancora evolvendosi, e l'automazione via software assicura l'accesso ai loro risultati anche a personale non esperto, alcune delle tecniche fondamentali mono e bidimensionali andrebbero non solo usate ma anche comprese con una qualche profondità da ogni studente di Dottorato in Chimica per permettergli di realizzare compiutamente il proprio progetto di ricerca.

- La comprensione dell' esperimento nmr impulsato nello schema del sistema di riferimento rotante, delle sue limitazioni e dei suoi aspetti critici intrinseci (sensibilità, risoluzione, digitalizzazione del segnale).
- La comprensione in questo modello del comportamento di semplici sistemi di spin (AB tra due H ed AX tra un H e un 13C) e dei principi delle tecniche di trasferimento di polarizzazione (spettri INEPT/DEPT) e dell'effetto Overhauser (spettri NOE/NOESY).
- L'abilità di ottenere spettri di questo tipo su un particolare strumento, a diposizione degli studenti, agendo in pratica sui parametri più critici nel processo di acquisizione
- La comprensione dei principi della spettroscopia nmr bidimensionale e dei parametri critici per l'acquisizione in pratica di questi spettri (COSY, DQF COSY, HMQC, HMBC etc).
- Cenni alle spettroscopie di diffusione (DOSY)
- Capacità di interpretazione e confronto dei vari dati spettrali per permettere di ottenere la caratterizzazione strutturale di molecole organiche ed inorganiche
In generale, l'obbiettivo è rendere capaci e autonomi gli studenti rispetto alle pratiche tecniche e all'interpretazione degli spettri ed a uno strumento nella raccolta dei dati necessari al loro progetto di ricerca.

Normali conoscenze di spettroscopia date nei corsi standard universitari (Chimica Fisica, Chimica Analitica).

Principi del fenomeno NMR nel sistema di riferimento rotante. Esperimento NMR 1D standard in modalità impulsata/FT, rilassamento, NMR multinucleare (sensibilità, risoluzione). La digitalizzazione e trattamento dei dati digitali.
Sequenze di impulsi (misura di T1/T2).
Trasferimento di polarizzazione da nuclei più sensibili (1H) a nuclei meno sensibili (13C, 15N): sequenze basi di impulsi per INEPT/DEPT; "editing" dello spettro 13C in spettri INEPT/DEPT.
Fondamenti dell'effetto Overhauser: correlazione omonucleare attraverso lo spazio e le conseguenze per la determinazione della struttura molecolare, spettri NOE (NOESY/ROESY in 2D NMR).
Fondamenti della spettroscopia 2D : correlazione omonucleare attraverso le costanti di accoppiamento (varie tecniche COSY); correlazione eteronuclere (HMQC/HSQC, HMBC etc).
Pratica di acquisizione spettri su alcuni strumenti (Bruker 300/400).

T.W.D. Claridge : High-Resolution NMR Techniques in Organic Chemistry, 2nd Ed.
Tetrahedron Organic Chemistry Series, vol. 27; Elsevier, 2009; ISBN-13 : 978-0-08-054818-0

D.H. Williams, I. Fleming : Spectroscopic Methods in Organic Chemistry, 6th Ed.
Tata Mcgraw Hill Education; 6 Ed. ISBN-13: 978-0071332767

R.M. Silverstein, et alia : Identificazione spettrometrica di composti organici.
CEA; 3 edizione. ISBN-13: 978-8808183507

Saggio scritto e pratico : acquisizione ed interpretazione degli spettri 1D e 2D necessari per la caratterizzazione di una molecola di interesse.

Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche (acquisizione ed interpretazione di spettri di vario tipo su strumenti NMR).

Inglese

Le presentazioni PowerPoint utilizzate nelle lezioni saranno messe a disposizione degli studenti (versione .pdf).

scritto