ITALIANO

Il corso intende fornire una buona conoscenza dei principi di funzionamento di due tecniche ampiamente utilizzate per la caratterizzazione strutturale di molecole organiche ed inorganiche: la spettrometria di massa e la Risonanza Magnetica Nucleare.

1) R. M. Silverstein, F. X. Webster, D. J. Kiemle, Identificazione Spettrometrica di Composti Organici, Casa Editrice Ambrosiana, II ed., 2006.
2) Understanding NMR Spectroscopy, James Keeler, 2nd Edition.

corso intende fornire una buona conoscenza dei principi di funzionamento di due tecniche ampiamente utilizzate per la caratterizzazione strutturale di molecole organiche ed inorganiche: la spettrometria di massa e la Risonanza Magnetica Nucleare.
Sulla base delle conoscenze delle leggi fisiche precedentemente acquisite lo studente sarà in grado di comprendere il funzionamento dei singoli componenti strumentali e delle metodiche analitiche e di focalizzare obiettivi e limiti dei risultati analitici prefissati
Al termine del percorso formativo, lo studente sarà in grado di leggere ed interpretare spettri di massa e NMR di molecole organiche di base e di estendere tali conoscenze all’interpretazione di spettri più complessi
In relazione alle abilità comunicative, il corso si propone l'obiettivo di sviluppare la capacità dello studente di esporre in modo chiaro e rigoroso i principi fisici alla base del funzionamento di due delle tecniche delle analitiche più utilizzate per la caratterizzazione strutturale molecolare: la spettrometria di massa e la RisonanzaMagnetica Nucleare

Per una frequenza proficua del corso è necessario che lo studente abbia acquisito una buona padronanza dei principi della fisica classica, della meccanica quantistica, e conoscenze chimiche di base

Il corso è articolato in 48 ore di lezione frontali (di cui, 24per la parte di spettrometria di massa e 24 per la parte di risonanza magnetica nucleare;)
Nell’ambito di entrambi i moduli sono previste esercitazioni (4/6 ore)in aula e in laboratorio volte a favorire le conoscenze necessarie all’interpretazione dei dati spettrali
La frequenza non è obbligatoria, ma fortemente suggerita.

L'esame relativo alla parte di spettrometria di massa prevede una prova orale, che consiste nell’interpretazione di uno spettro di massa, nella descrizione della tecnica analitica utilizzata e dei principi di funzionamento.L’esame relativo alla parte di Risonanza Magnetica Nucleare prevede una prova orale, che consiste nell’interpretazione di spettri NMR mono- e bidimensionali, omo- ed eteronucleari, nella descrizione delle basi teoriche e dei principi di funzionamento. La prova orale oltre a verificare il livello di conoscenza raggiunto dallo studente, mira ad accertare la comprensione dei fenomeni fisici alla base dell’indagine analitica e la capacità di saperlidescrivere.

to il materiale didattico, compresi gli spettri di massa e NMR utilizzati nelle esercitazioni saranno disponibili presso il sito http://www.matfis.unicampania.it/dipartimento/docenti?MATRICOLA=058865
, alla voce “Materiale Didattico” che conduce allo SharePoint dell’Ateneo).

I. Spettrometria di Massa (20 ore di lezioni frontali, 4 ore di esercitazioni), per un totale di 3CFU)

1. Introduzione alla tecnica, storia,
2. Lo spettrometro di massa
3. Metodi di ionizzazione, Sorgenti ioniche _
-a impatto elettronico positivo, EI+,, a impatto elettronico negativo, EI-
a ionizzazione chimica ,CI+, criteri per la scelta del gas CI , proton affinities e frammentazione molecolare, gas phase acidities , CI-, ionizzazione chimica negativa
sorgenti ioniche a desorbimento: FD,FI, a desorbimento/ionizzazione di campo, FAB , fast atom bombardment, MALDI,Matrix Assister Laser desorption, ESI, electrospray ionization
4. Inorganic mass spectrometry e sorgenti ioniche
5. Massa nominale e massa esatta La Risoluzione: significato e definizioni
6. Analizzatori di Massa: caratteristiche e potere risolutivo.
Analizzatori a Settore Magnetico, a doppia focalizzazione, a quadrupolo, a trappola ionica,Orbitrap, FTICR, a Risonanza Ionica di Ciclotrone
7. Tandem MS : MSn, un introduzione
8. Imaging Mass Spectrometry, cenni
9. Rivelatori e Raccoglitori di ioni
10. Spettrometria di massa IRMS e ICPMS
11. Esercitazioni




II. NMR (20 ore di lezioni frontali, 4 ore di esercitazioni), per un totale di 3CFU)


1. Basi teoriche del fenomeno della Risonanza Magnetica Nucleare
Il momento angolare di Spin, il momento magnetico nucleare, Nuclei in un campo magnetico, concetto di quantizzazione dell’energia, effetto Zeeman, transizioni di spin nucleare e loro energia. Precessione nucleare e risonanza magnetica nucleare, frequenza di precessione di Larmor, popolazione dei livelli energetici, distribuzione di Boltzman, magnetizzazione osservabile, impulsi selettivi e non, meccanismi di rilassamento longitudinale e trasversale, la costante di schermo, il chemical shifts, lo standard di riferimento
2. Risonanza magnetica nucleare del protone (1HNMR)
Fattori che influenzano il chemical shift: effetti induttivi, mesomeri e corrente d’anello. Spostamento chimico di protoni legati ad eteroatomi: effetto del legame idrogeno e dello scambio. Regole di additività per la stima dei chemical shift. Struttura fine del segnale NMR: accoppiamento spin-spin e molteplicità del segnale. Accoppiamento geminale, vicinale e long range. Fattori che influenzano la costante di accoppiamento. Concetto di equivalenza chimica: protoni omotopici, enantiotopici e diastereotopici. Equivalenza per rapido interscambio. Equivalenza magnetica. Accoppiamento con protoni legati ad eteronucleari. Accoppiamento eteronucleare. Sistemi di spin, notazione. Sistemi di primo e del secondo ordine. Analisi degli spettri di sistemi a due, a tre e a quattro spin. Doppia risonanza: Disaccoppiamento omonucleare ed effetto NOE. Esperimenti bidimensionali omonucleari (COSY, TOCSY, ROESY, NOESY)
3. Risonanza magnetica nucleare del 13C.
Introduzione. Sensibilità del 13C. Caratteristiche dello spettro 13CNMR. Fattori che influenzano l’intensità dei picchi. Analisi 13C quantitativa. Esperimenti bidimensionali eteronucleari (HSQC, HMBC).
4. Lo spettrometro NMR.
Lo spettrometro in trasformata di Fourier. Principali caratteristiche strumentali di uno spettrometro di risonanza nucleare. Il magnete. La console. Tuning. Matching. Shimming.
5. Esercitazioni in Laboratorio
Preparazione di un campione per l’analisi NMR. Parametri di acquisizione di un esperimento monodimensionale. Calibrazione di un impulso non selettivo (hard pulse). Interpretazione degli spettri mono/bidimensionali e omo/eteronucleari 1H e 13C NMR. Cenni sul processing,

Italian