Spectroscopies moléculaires appliquées - I

Libellé du cours :	Spectroscopies moléculaires appliquées - I
Département d'enseignement :	CMA / Chimie et Matière
Responsable d'enseignement :	Monsieur VANGELIS AGOURIDAS
Langue d'enseignement :
Ects potentiels :	0.0
Grille des résultats :	Grade de A à F
Code et libellé (hp) :	ENSCL_CI_M5_2_2 - Chimie & str. état sol.

Equipe pédagogique

Enseignants : Monsieur VANGELIS AGOURIDAS / Monsieur ERIC BUISINE
Intervenants extérieurs (entreprise, recherche, enseignement secondaire) : divers enseignants vacataires

Résumé

L’objectif de l’enseignement (16H de cours, 16H de travaux dirigés et 3H de travail en autonomie) est d’amener les élèves à un niveau leur permettant, à partir d’une démarche raisonnée d'interprétation des données expérimentales (spectres), de savoir caractériser la structure des petites molécules organiques en solution par la méthode de spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) à une dimension (1D) du noyau 1H (proton) et du noyau 13C. L’objectif de l’enseignement pratique (8H), en lien avec ceux de chimie organique et de chromatographie, est d’offrir aux élèves une première approche très pratique de la RMN (préparation d’échantillons, acquisition de signaux, intégrations et caractérisations des signaux des spectres…). La RMN du noyau 1H sera utilisée comme outil d’analyse quantitative appliquée à la déformulation d’un mélange commercial de produits organiques utilisé dans le domaine de la formulation des produits de l’hygiène et des cosmétiques. Une approche spectroscopique complémentaire résidera dans l’enregistrement et l’analyse de spectres vibrationnels IR des différents constituants moléculaires individuels du mélange. --- The objective of the teaching (16 hours of courses, 16 hours of tutorial and 3 hours of autonomous work) is to bring students to a level allowing them, based on a reasoned approach to interpreting experimental data(spectra), to know how to characterize the structure of small organic molecules in solution by the one-dimensional (1D) Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy method of the 1H nucleus (proton) and the 13C nucleus. The objective of practical teaching (8 hours), linked to those of organic chemistry and chromatography, is to offer students a first, very practical approach to NMR (sample preparation, signal acquisition, integrations and characterizations). signals of spectra…). 1H NMR will be used as a quantitative analysis tool applied to the deformulation of a commercial mixture of organic products used in the field of formulation of hygiene and cosmetic products. A complementary spectroscopic approach will reside in the recording and analysis of IR vibrational spectra of the different individual molecular constituents of the mixture.

Objectifs pédagogiques

Connaissances: - Théorie de base de la spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) 1D des noyaux 1H et 13C en solution (voir détails du cours donnés en « Remarques »). Compétences: - Interprétation des spectres RMN 1H et 13C des petites molécules organiques, - Identification des groupes de noyaux équivalents chimiquement, équivalents magnétiquement, - Identification et analyse des systèmes de couplage scalaire du 1er et 2nd ordre, - Extraction des valeurs des constantes de couplage des structures fines du 1er ordre, Compétences expérimentales: - Préparation d’échantillons, enregistrement de signaux de RMN 1D 1H, - Intégration et caractérisation des signaux (correspondance signaux/groupes de noyaux), - Utilisation de la RMN du noyau 1H à des fins d’analyse quantitative, - Enregistrement et analyse de spectres vibrationnels IR, caractérisation des groupements fonctionnels. --- Knowledge: - Basic theory of 1D Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy of 1H and 13C nuclei in solution (see course details given in “Remarks”). Skills: - Interpretation of 1H and 13C NMR spectra of small organic molecules, - Identification of groups of chemically equivalent, magnetically equivalent nuclei, - Identification and analysis of 1st and 2nd order scalar coupling systems, - Extraction of the values of the coupling constants of 1st order fine structures, Experimental skills: - Sample preparation, recording of 1D 1H NMR signals, - Integration and characterization of signals (signal/nucleus group correspondence), - Use of 1H nuclear NMR for quantitative analysis purposes, - Recording and analysis of IR vibrational spectra, characterization of functional groups.

Objectifs de développement durable

Modalités de contrôle de connaissance

Contrôle Continu
Commentaires: Les tables de données distribuées en travaux dirigés et l'utilisation des calculatrices sont autorisées

Ressources en ligne

Pédagogie

Les supports de l’enseignement (PowerPoint, pdf…) sont accessibles sur la page Moodle dédiée de l’ENT, les fascicules d'exercices utilisés en travaux dirigés et les tables de données également. --- The teaching materials (PowerPoint, pdf, etc.) are accessible on the dedicated ENT Moodle page, the exercise booklets used in tutorials and the data tables as well.

Séquencement / modalités d'apprentissage

Nombre d'heures en CM (Cours Magistraux) :	16
Nombre d'heures en TD (Travaux Dirigés) :	16
Nombre d'heures en TP (Travaux Pratiques) :	8
Nombre d'heures en Séminaire :	0
Nombre d'heures en Demi-séminaire :	0
Nombre d'heures élèves en TEA (Travail En Autonomie) :	3
Nombre d'heures élèves en TNE (Travail Non Encadré) :	0
Nombre d'heures en CB (Contrôle Bloqué) :	0
Nombre d'heures élèves en PER (Travail PERsonnel) :	0
Nombre d'heures en Heures Projets :	0

Pré-requis

Bases acquises en années préparatoires (CPGE, CPI, Licence, DUT, BTS, ATS). --- Basic competences acquired during previous formations (CPGE, CPI, DEUG, DUT, BTS, ATS).

Nombre maximum d'inscrits

Remarques

Le cours est divisé en trois grands chapitres : - Chapitre I – Noyaux atomiques étudiables en RMN ; états et énergie des moments magnétiques nucléaires ; transition entre états de spin et fréquence de transition ; aimantation macroscopique ; principes de base de RMN impulsionnelle (acquisition du signal temporel, transformée de Fourier du signal ; intensité des signaux et analyse quantitative en RMN 1H et 13C). - Chapitre II – Déplacement chimique ; facteurs influençant le déplacement chimique (effets sur la densité électronique ; constante d’écran ; anisotropie magnétique) ; influence des échanges chimiques et conformationnels. - Chapitre III- Mécanismes des couplages scalaires ; couplages spin-spin et structure ; équivalence chimique et magnétique ; stéréotopie (homotopie, énantiotopie et diastéréotopie) ; principaux systèmes de couplage ; systèmes du 1er ordre ; systèmes du 2nd ordre; grandeurs (déplacements chimiques et constantes de couplage) mesurables