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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Instituto de Química de São Carlos
 
Disciplinas Interdepartamentais do IQSC
 
Disciplina: 7500036 - Análise de Compostos Orgânicos
Organic Compounds Analysis

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 60 h
Tipo: Semestral
Ativação: 15/07/2024 Desativação:

Objetivos
Fornecer ao aluno a fundamentação necessária sobre o conhecimento, a aplicação de técnicas e interpretação de dados que permitem a identificação sistemática de compostos orgânicos.
 
Provide to students the necessary foundation on knowledge, application of techniques and interpretation of data that allow the identification of organic compounds.
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
77264 - Antonio Aprigio da Silva Curvelo
92737 - Roberto Gomes de Souza Berlinck
 
Programa Resumido
Espectroscopia no Ultravioleta. Espectroscopia no infravermelho. Ressonância magnética nuclear de hidrogênio. Ressonância magnética nuclear de carbono. Espectrometria de massas. Análise de dados espectroscópicos para a determinação de estruturas de compostos orgânicos.
 
Ultraviolet spectroscopy. Infrared spectroscopy. Hydrogen nuclear magnetic resonance. Carbon nuclear magnetic resonance. Mass spectrometry. Analysis of spectroscopic data for the determination of structures of organic compounds.
 
 
Programa
Índice de deficiência de hidrogênio. Bases físicas para a descrição dos fenômenos de interação entre radiação eletromagnética e a matéria. Unidades de radiação eletromagnética. O processo de absorção no infravermelho. Análise de modos de vibração de estiramento e deformação angular. Relações entre ligações químicas e a posição das bandas no espectro no infravermelho. O espectrofotômetro de infravermelho de Fourier. Análise de espectros no infravermelho. Hidrocarbonetos, compostos aromáticos, álcoois, fenóis, éteres. Compostos carbonílicos: aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres, amidas, cloretos de ácido e anidridos. Fatores que influenciam a vibração de estiramento C=O. Aminas. Nitrilas. Nitrocompostos. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN). Bases físicas e matemáticas para a descrição dos fenômenos de interação entre radiofrequência e núcleos de átomos. Estados de spin. Momentos magnéticos nucleares. Mecanismos de absorção de energia (ressonância). Densidades populacionais dos estados de spin nuclear. Espectrômetro de ressonância nuclear de transformada de Fourier. Modelo de Bloch para a descrição de pulsos em experimentos de RMN. Equivalência química. Integrais e integração. Ambiente químico e deslocamento químico. Blindagem diamagnética. Anisotropia magnética. Fatores que influenciam no deslocamento químico de átomos de hidrogênio e carbono-13: ambiente químico, concentração da amostra, solvente e temperatura do experimento. Acoplamento spin-spin. A origem do acoplamento spin-spin. Constante de acoplamento. Tipos de acoplamento spin-spin: direto, geminal, vicinal e longa distância. Relações entre estereoquímica de compostos orgânicos e acoplamento spin-spin. Relações de Karplus. Hidrogênios homotópicos, enantiotópicos e diastereotópicos. Análise dos deslocamentos químicos típicos em RMN 1H. Interpretação de espectros de RMN de hidrogênio. Ressonância magnética nuclear de carbono-13. Deslocamentos químicos de carbono-13. Espectros de carbono-13 acoplados e desacoplados por hidrogênios. Interpretação e análise de espectros de RMN de hidrogênio e de carbono-13. Atribuição de sinais de RMN: desacoplamento seletivo. RMN dinâmica: troca de hidrogênios ativos, efeitos da temperatura em espectros de RMN em solução. Espectrometria de massas. Espectrômetro de massas. Métodos de ionização: impacto de elétrons, ionização química. Princípios da separação de íons no espectrômetro de massas. Separação em setor magnético, em setor magnético/elétrico, separação por quadrupolo, separação por tempo de vôo. Análise de espectros de massas. Determinação de fórmulas moleculares. Espectrometria de massas de alta resolução. Análise estrutural e padrões de fragmentação. Distribuição isotópica. Abordagem para analisar espectros de massas. Análise integrada de dados espectroscópicos para a determinação estrutural de compostos orgânicos.
 
Hydrogen deficiency index. Physical bases for the description of interaction phenomena between electromagnetic radiation and matter. Electromagnetic radiation units. The infrared absorption process. Analysis of stretching vibration modes and angular deformation. Relationships between chemical bonds and the position of bands in the infrared spectrum. The Fourier infrared spectrophotometer. Infrared spectra analysis. Hydrocarbons, aromatic compounds, alcohols, phenols, ethers. Carbonyl compounds: aldehydes, ketones, carboxylic acids, esters, amides, acid chlorides and anhydrides. Factors influencing C=O stretching vibration. Amines. Nitriles. Nitrocompounds. Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Physical and mathematical bases for describing the interaction phenomena between radiofrequency and atom nuclei. Spin states. Nuclear magnetic moments. Energy absorption mechanisms (resonance). Population densities of nuclear spin states. Fourier transform nuclear resonance spectrometer. Bloch model for describing pulses in NMR experiments. Chemical equivalence. Integrals and integration. Chemical environment and chemical shift. Diamagnetic shielding. Magnetic anisotropy. Factors that influence the chemical shift of hydrogen and carbon-13 atoms: chemical environment, sample concentration, solvent and experiment temperature. Spin-spin coupling. The origin of spin-spin coupling. Coupling constant. Types of spin-spin coupling: direct, twin, vicinal and long distance. Relationships between stereochemistry of organic compounds and spin-spin coupling. Karplus relations. Homotopic, enantiopic and diastereotopic hydrogens. Analysis of typical chemical shifts in 1H NMR. Interpretation of hydrogen NMR spectra. Carbon-13 nuclear magnetic resonance. Carbon-13 chemical shifts. Hydrogen-coupled and uncoupled carbon-13 spectra. Interpretation and analysis of hydrogen and 13C NMR spectra. NMR signal assignment: selective decoupling. Dynamic NMR: exchange of active hydrogens, effects of temperature on NMR spectra in solution. Mass spectrometry. Mass spectrometer. Ionization methods: electron impact, chemical ionization. Principles of ion separation in the mass spectrometer. Separation in magnetic sector, in magnetic/electric sector, quadrupole separation, separation by time of flight. Mass spectra analysis. Determination of molecular formulas. High resolution mass spectrometry. Structural analysis and fragmentation patterns. Isotopic distribution. Approach to analyzing mass spectra. Integrated analysis of spectroscopic data for the structural determination of organic compounds.
 
 
Avaliação
     
Método
Aulas expositivas e de exercícios.
Critério
A critério do docente (provas, seminários, exercícios, etc).
Norma de Recuperação
70% de presença e média menor do que 5,0 e maior ou igual a 3,0.
 
Bibliografia
     
1) Robert Silverstein, Francis Webster, David Kiemle, David Bryce. Identificação espectrométrica de compostos orgânicos. 8.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2019. 468 p.
2) Donald Pavia, Gary Lampman, George Kriz, James Vyvyan. Introdução à Espectroscopia. 4a edição, 2010. 716 p.
 

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