Betűméret: A A A

Molekulaspektroszkópia

Tárgy megnevezése: Molekulaszerkezet maghatározása spektroszkópiai módszerekkel

Előadó: Dr. Tóth Gábor egyetemi tanár

Az előadások ideje: Kedd, 17 óra

Az első előadás: 2018 szeptember 11.

Helyszín:  GYKI könyvtár

A tantárgy részletes tematikája:

Szerves mikroanalitika: Alapvető módszerei (C, H, N, halogének meghatározása), a fontosabb funkciós csoportok kvalitatív és kvantitatív analitikája. A kémiai szerkezettel kapcsolatos alapfogalmak (konfiguráció, konformáció, dinamika, izoméria, tautoméria) megbeszélése.

UV spektroszkópia: Molekulák elektronszerkezete, pályák energiája és szimmetriája, kiválasztási szabályok. Kétatomos molekula pontenciálgörbéje. Kromofór és auxokróm csoportok. Néhány egyszerű kromofór pl. C=O tárgyalása, szubsztituensek, konjugáció, sztérikus viszonyok és az oldószer hatása. Dién szabály, poliének, aromás és heteroaromás szerkezetek.

Kiroptikai spektroszkópia: Optikai aktivitás és kiralítás. Síkban polározott fény sajátságai és kölcsönhatása királis rendszerekkel, Cotton effektus. A cirkuláris dikroizmus (CD), az optikai rotációs diszperzió (ORD) és az UV kapcsolata. Kromofórok osztályozása, önmagában királis kromofórok, akirális kromofórok csatolódása (Exiton rendszer), királisan perturbált akirális kromofórok, pl. karbonilok oktáns szabálya.

Oktáns szabály-NMR szerkezet felderítés cikk

Infravörös spektroszkópia: A rezgési-forgási színkép kialakulása. Kétatomos molekula, harmonikus és anharmonikus oszcillátor. Többatomos molekulák normál rezgései, karakterisztikus kötési és csoport frekvenciák, megjelenésük feltételei, az IR és Raman spektroszkópia kapcsolata. Rezgéstípusok nevezéktana, az IR sávok frekvenciáját befolyásoló külső és belső (szerkezeti) tényezők (induktív és mezomer effektus, hiperkonjugáció, gyűrűfeszülés, térgátlás, izotóp effektus stb. Főbb vegyületcsaládok ill. csoportok jellemző IR sávjai. Felvételi technikák, pásztázó és FT módszer sajátságai.

Tömegspektroszkópia: A tömegspektrométerek felépítése és a mérés elve. Különböző ionizációs módszerek, egyszeres és kettős fókuszálás, metastabil ionok, ionok detektálása, érzékenység, felbontóképesség, tömegtartomány. Tömegspektrométer kapcsolása pl. MS-MS, GC-MS, HPLC-MS. Atomok izotópjai, természetes gyakoriság. Szerves molekulák főbb fragmentációs folyamatai.

Mágneses magrezonancia spektroszkópia (NMR): Magspin, ill. viselkedése mágneses térben, 1H és 13C NMR spektroszkópi, A pulzus Fourier transzformációs mérési technika (PFT), spektrumakkumuláció. Az alapvető nmr paraméterek : relaxáció, kémiai eltolódás és a spin-spin csatolódás elméleti alapjai, hatásuk a spektrumra és összefüggésük a kémiai szerkezettel. A kémiai eltolódást befolyásoló tényezők, szubsztituens effektusok, a kémiai eltolódások közelítő, empirikus számítása. A csatolási állandók felhasználása a dihedrális szög meghatározására (Karplus összefüggés), konformációs analízis, multiplicitási szabályok. Kettősrezonancia ill. spinlecsatolás, nukleáris Overhauser effektus és alkalmazása a proton és szén NMR spektroszkópiában. Speciális módszerek, dinamikus folyamatok, hőmérsékletfüggő mérések, spektrum szerkesztés, SPI effektus, két dimenziós módszerek: kémiai eltolódás korreláció (COSY), csatolás felbontott spektrumtérkép.

A tárgyalt módszerek együttes felhasználása, ill. az így nyerhető többlet információk az ismeretlen szerkezetű szerves vegyületek szerkezetfelderítésében. Konkrét példák bemutatása és a megoldási folyamat gyakorlása.

Ajánlott irodalom:

Dr. Tóth Gábor – Dr. Balázs Barbara: Szerves szerkezetfelderítés, Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2005, jegyzetazonosító: 65037.

E. Pretsch, G. Tóth, M. E. Munk, M. Badertscher: Computer-Aided Structures Elucidation. Spectra Interpreta-tion and Structure Generation, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA. Weinheim, 2002., ISBN 3-527-30640-4

H. Duddeck, W. Dietrich, G. Tóth: Structure Elucidation by Modern NMR. A Workbook, Springer-Steinkopff, Darmstadt (1998)

A tárgy felvételének feltételei: GYSZKSZKE1M, GYASKAKKG1M.