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Máster Universitario en Química y Desarrollo Sostenible

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Métodos Modernos en RMN

Código asignatura
MQDESO01-1-005
Curso
Primero
Temporalidad
Primer Semestre
Carácter
Obligatoria
Créditos
6
Pertenece al itinerario Bilingüe
No
Actividades
  • Prácticas de Aula/Semina (20 Horas)
  • Clases Expositivas (25 Horas)
Guía docente

La Resonancia Magnética Nuclear es una herramienta indispensable para cualquier investigador en el campo de la química orgánica e inorgánica, así como en disciplinas afines como la bioquímica y la bioorgánica. Por este motivo, esta asignatura tiene como objetivo presentar a los alumnos las  diferentes herramientas que la RMN ofrece tanto como elemento de análisis estructural, como en el estudio de mecanismos de reacción o en el estudio de diferentes procesos dinámicos.

Está encuadrada en el Módulo 2, dedicado a las Técnicas  de Caracterización  de Moléculas, Sólidos y Superficies.

CB6    Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación

CB7    Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio

CB9    Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades

CB10  Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo

CG2    Relacionar el método de síntesis, la estructura y la composición de las especies químicas con sus propiedades.

CG3    Interpretar y analizar datos complejos que contribuyan a la caracterización de especies químicas.

CG4    Reconocer y evaluar la calidad de los resultados teóricos y prácticos utilizando las herramientas adecuadas.

CG5    Utilizar correctamente los métodos inductivo y deductivo en el ámbito de la Química.

CG8    Analizar y sintetizar literatura científica relacionada con la materia.

CG9    Presentar informes de modo oral y escrito.

CG11  Relacionar la Química con otras disciplinas.

CG12  Interpretar datos procedentes de observaciones y medidas de laboratorio en términos de significado y la teoría que soporta.

CE12   Identificar la técnica o técnicas más adecuadas para caracterizar una especie química  según su naturaleza.         

CE13   Conocer las  ventajas, inconvenientes y limitaciones de las diferentes técnicas de caracterización.

CE14   Utilizar las diferentes posibilidades que ofrece la espectroscopía de RMN para la elucidación estructural de especies químicas.

CE15   Diseñar los diferentes experimentos y condiciones de análisis para elucidar la estructura de nuevas especies químicas y para la detección y caracterización de intermedios de reacción.

CE16   Manejar instrumentación y procesar los datos correspondientes que se puedan generar.

R4.       Elaborar y presentar correctamente un informe, tanto de forma oral como escrita.

R5.       Exponer y debatir ideas relacionadas con los contenidos del módulo.

R6.       Demostrar conocimiento y comprensión de los fundamentos de las técnicas de caracterización de especies químicas.

R7.       Demostrar destreza en el manejo de los espectrómetros y microscopios de modo independiente.

R8.       Mostrar capacidades de extraer la información estructural proporcionada por las diferentes técnicas.

R9.       Mostrar capacidad para seleccionar la técnica o técnicas más apropiadas para resolver un problema estructural concreto.

Parte 1. Resonancia de 1H

  1. El fenómeno de RMN. Desplazamiento Químico. Acoplamiento. Sistemas de spin. Anisotropía magnética. Centros quirales. Protones diasterotópicos y enantiotópicos.
  2. Procesos Dinámicos

Parte 2. Resonancia de 13C

  1. Introducción. Absorción y Resonancia. Espectroscopía de pulsos. Relajación.
  2. Espectroscopía de RMN de Pulsos.
  3. Desplazamiento químico. Acoplamiento.
  4. Secuencias multipulso. Eco de spin. Transferencia de Polarización. INEPT, DEPT

Parte 3. Aspectos Prácticos

  1. El espectrómetro de RMN. Adquisición y procesado de datos.
  2. Preparación de la muestra. Disolventes. Calibrado del espectrómetro.

Parte 4. Espectrosocopía 2D

  1. Generación de la segunda dimensión. Correlaciones Homonucleares. COSY y TOCSY.
  2. Correlaciones Heteronucleares. HMQC, HSQC y HMBC.
  3. Correlaciones a través del espacio. Efecto NOE. Experimentos NOESY y ROESY.

Parte 5. Técnicas Recientes

  1. Gradientes de Campo. Excitación selectiva. Métodos de supresión de disolvente. Difusión.

Teniendo en cuenta que es la primera vez que los alumnos se enfrentan a la RMN, salvo unas pocas nociones elementales que recibieron en 2º curso del grado, el objetivo fundamental de la asignatura es que los alumnos conozcan las diferentes posibilidades que la técnica ofrece a la hora de resolver problemas de análisis estructural, así como en el estudio de mecanismos de reacción. La aproximación teórica a los fundamentos de la técnica se basará en el modelo vectorial para seguir la evolución de la magnetización generada por el campo magnético del imán y los pulsos de radiofrecuencia. Se hará hincapié especial en las técnicas modernas 2D. A lo largo del curso se resolverán problemas de análisis estructural de diferente grado de dificultad.

Teniendo en cuenta que la RMN es una técnica en la que habitualmente el interesado debe realizar sus propias muestras, se enseñarán a los alumnos los equipos de que dispone el Servicio de RMN de la Universidad de Oviedo y las ideas básicas sobre su funcionamiento.

MODALIDADES

Horas

%

Totales

Presencial

Clases Expositivas

22

49

Práctica de aula / Seminarios / Talleres

20

44,4

Prácticas de laboratorio / campo / aula de informática / aula de idiomas

Prácticas clínicas hospitalarias

Tutorías grupales

Prácticas Externas

Sesiones de evaluación

3

6,6

No presencial

Trabajo en Grupo

Trabajo Individual

Total

Se realizará una prueba escrita al final del curso de tipo test (60% de la nota)

Los alumnos resolverán problemas prácticos a lo largo del curso, cuya solución deberán presentar por escrito elaborando un informe en el que se adjuntarán los espectros de los experimentos que hayan tenido que llevar a cabo para su resolución (40 % de la nota)

Para superar la asignatura en una convocatoria extraordinaria es preciso obtener una calificación igual o superior a 5 sobre 10 en la prueba escrita correspondiente.

High Resolution NMR Techniques in Organic Chemistry, 3ª ed,Timothy D. W. Claridge, Elsevier 2016

Basic 1H-13C NMR Spectroscopy, Metin Balci, Elsevier 2005

Organic Structures from Spectra, L.D. Field, Wiley 2013

Organic Structure Determination using 2D-NMR Spectroscopy, Jeffrey H. Simpson, Academic Press 2008

Magnetic Resonance in Chemistry (publicación periódica de acceso online suscrito por la Universidad de Oviedo)