C6060 Pokročilé metody chemického výzkumu

Přírodovědecká fakulta
jaro 2012 - akreditace

Údaje z období jaro 2012 - akreditace se nezveřejňují

Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
prof. RNDr. Miroslav Holík, CSc. (přednášející)
Garance
doc. RNDr. Pavel Kubáček, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Pavel Kubáček, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
Absolvování předmětu Chemická struktura C5020 a semináře C5030.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Rozšíření znalostí z NMR spektroskopie (stínící konstanta, interakční konstanta, integace spektra, relaxace, pulsní metody)a hmotnostní spektrometrie (metody ionizace, analýza molekulového píku, hlavní fragmentační mechanizmy, kvantitativní analýza, kombinace s chromatografií) tak, aby bylo možno používat těchto metod spolu s elektronovou a infračervenou spektroskopií k určování struktury molekul.
Osnova
  • Metody chemického výzkumu II. 1. Hmotnostní spektrometrie. Molekulový ion. Postup při interpretaci hmotnostního spektra. Spektrální zápis, výpis m/z hodnot a relativních četností, pík hlavní a molekulový. Přirozené zastoupení některých isotopů - skupina molekulového píku. Vzhled skupiny molekulového píku při více atomech Br a Cl v molekule. 2. Fragmentace Fragmentace na kationradikály a kationty. Typy fragmentace, určení místa větvení alkanů. alfa-štěpení za atomem sousedícím s heteroatomem. beta-štěpení: McLaffertyho přesmyk u ketosloučenin. Fragmentace metastabilních iontů. Vícenábojové ionty. 3. Způsoby ionizace molekul Ionizace elektrony (EI), závislost množství vytvořených iontů na energii ionizujících elektronů. Ionizace polem (FI), chemická ionizace (CI), ionizace při atmosférickém tlaku (API). 4. Desorpce jako zdroj iontů v hmotnostní spektrometrii Desorpce laserem (LD), bombardování rychlými atomy (FAB), desorpce plazmou (PD). 5. Analyzátory v hmotnostní spektrometrii Magnetické sektorové přístroje. Přístroje s dvojí fokusací. Dynamické hmotnostní spektrometry. Kvadrupólový a monopólový analyzátor. Iontová past, průletový hmotnostní analyzátor (TOF).Radiofrekvenční hmotnosní analyzátor 6. Detektory v hmotnostní spektrometrii Faradayova komůrka, elektronový násobič, elektro-optický detektor. 7. Kvantitativní hmotnostní spektrometrie SIM - selected ion monitoring. Multiparametrová kalibrace. Metoda singulárního rozkladu - cílové testování. Isotopové ředení. 8. Nukleární magnetická resonance. Počet signálů Symetrie polekuly a počet signálů ve spektru. Chirální a prochirální centrum (myšlenková substituce v CH2 skupině, rovina půlící úhel H-C-H). Prochirální CH2 skupina v planárních a neplanárních systémech. Podmínky pro pozorování neekvivalence - náhodná isochronie. Intramolekulární pochody - rotace kolem vazby, pyramidální inverse, vazebné isomerace. 9. Poloha signálů - chemický posun Magnetické vlastnosti jader atomů - spin, magnetický moment, magnetogyrický poměr. Chování jádra v magnetickém poli - podmínka resonance, chemický posun. Složky stínící konstanty - substituční, sterická a solvatační. Diamagnetická anisotropie dvojné a trojné vazby a aromatického kruhu. Sterická složka stínění - ortho, gama (gauche) a syn-axiální efekt. Solvatační složka stínění, rozpouštědlový efekt, posuvová činidla 10. Štěpení signálů - interakční konstanta Vliv orientace spinu sousedního jádra na polohu signálu ve spektru. Velikost interakční konstanty u aromátů, olefinů a alkyl derivátů. Srovnání experimentálního a simulovaného spektra. Redukce multipletů. Označování spinových systémů. 11. Intenzita signálů - kvantitativní analýza. NMR v kvantitativní analýze - výpočetní rovnice a příklady využití. Vliv relaxace na amplitudu signálu. 13C NMR v přítomnosti relaxačního činidla. 12. NMR v pevné fázi a NQR Energetické hladiny v pevném stavu. Rotace vzorku pod magickým úhlem a pulsní metody - 13C CP-MAS-NMR spektrum. Dipol-dipolová interakce. Kvadrupólový moment halogenů. NQR bez vnějšího magnetického pole a s vnějším magnetickým polem.
Literatura
  • HOLÍK, Miroslav. Čtyři lekce z NMR spektroskopie. 1. vyd. Brno: Universita J.E. Purkyně, 1983, 113 s. info
Navazující předměty
Informace učitele
Inkrementy (učební text ve formátu MS-Word)
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2000, jaro 2001, jaro 2002, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2013.