Programma dell’Attività Formativa
Titolo dell’Attività: Metodi Fisici in Chimica Organica
Docente: Prof. Adriano Pizzabiocca
Introduzione alla spettroscopia molecolare
Lo spettro elettromagnetico; interazione radiazione-materia; i differenti tipi di spettroscopia.
Spettrometria Infrarossa (IR)
Introduzione. Teoria: vibrazioni fondamentali, sovratoni e bande di combinazione, legame
idrogeno.
Strumentazione e preparazione del campione.
Assorbimenti caratteristici dei gruppi funzionali delle molecole organiche.
Risonanza Magnetica Nucleare ( 1H NMR e 13C NMR)
Introduzione e cenni storici.
Proprietà magnetiche dei nuclei, quantizzazione del momento angolare, spin nucleare ed
elettronico, nuclei in un campo magnetico, precessione di Larmor, processi di rilassamento.
Strumentazione, preparazione del campione.
La risonanza magnetica del nucleo dell’idrogeno, lo spostamento chimico (chemical shift),
relazione tra chemical shift e struttura.
Effetto solvente, reagenti di Shift.
Interazioni spin-spin (accoppiamento spin-spin), equivalenza chimica e magnetica.
Classificazione dei sistemi di spin, costanti di accoppiamento.
Protoni su etero atoni: accoppiamento dei protoni con altri nuclei, disaccoppiamento di spin,
descrizione dei principali sistemi di spin, accoppiamento virtuale, effetti di un centro chirale.
Principi generali di NMR in trasformata di Fourier (FTNMR).
Interpretazione di uno spettro NMR.
Cenni di spettroscopia di NMR 13C.
Spettrometria di Massa (MS)
Definizione e cenni storici. Strumentazione. Sistemi di introduzione del campione:
introduzione diretta (DIS: Diret Inlet System), accoppiamento gascromatografia-spettrometria
di massa (GC-MS) e HPLC-M.
La sorgente ionica: sorgente a ionizzazione elettronica (EI. Electron Impact), sorgente a
ionizzazione chimica (CI. Chemical Ionization), sorgente a ionizzazione di campo (FI: Field
Ionizazion), e a disassorbimento di campo (FD: Field Desorption).
L’analizzatore: analizzatore magnetico, analizzatore quadrupolare.
Il rivelatore, il sistema di vuoto, il registratore.
Rappresentazione di uno spettro di massa: lo ione molecolare, ioni di frammentazione, ioni di
riarrangiamento, ioni a carica multipla, ioni metastabili, ioni negativi, ioni isotopici, ioni di
interazione ione-molecola.
Identificazione dello ione molecolare: perdite logiche, regola dell’azoto, grado di
insaturazione; interpretazione dello spettro di massa.
Classificazione delle reazioni di decomposizione: dissociazione di un legame , rottura ,
rottura induttiva, decomposizione di strutture cicliche, trasposizioni indotte dal radicale,
effetto orto, trasposizione indotte dalla carica, trasposizioni strutturali, studio dei frammenti
ionici.
Esame delle caratteristiche spettrali delle più comuni classi di sostanze organiche:
idrocarburi, alcoli, fenoli, eteri, acetali, tioalcoli e tioeteri, ammine, aldeidi e chetoni, esteri,
acidi e anidridi, ammidi, lattami, nitrili, isocianati, isotiocianati, alogeno derivati,
nitroderivati, composti eterociclici.
Interpretazione di uno spettro di Massa.
Riconoscimento della struttura di molecole organiche (semplici) per mezzo degli spettri
IR, NMR e Massa:
Testi consigliati:
Dispense a circolazione interna delle lezioni del prof. Adriano Pizzabiocca
Bruno Gioia, Riccardo Stradi, Elisabetta Rossi; “Guida al corso di Metodi Fisici in
Chimica Organica” vol.II: Massa; CULS Cooperativa Universitaria Studio e Lavoro,
P.zza L.da Vinci 32 MILANO
(Robert M. Silverstein, Francis X. Webster, David J. Kiemle; “Identificazione
Spettrometrica di Composti Organici” Seconda Edizione, Casa Editrice Ambrosiana)
(Robert M. Silverstein, G. Clayton Bassler; “Spectrometric Identification of
Organic Compounds” Fourth Edition. Da utilizzare solo per esercizi)
G.F. Pedulli; “Metodi Fisici in Chimica Organica Principi e applicazioni di tecniche
spettroscopiche” PICCIN Editore
