Métodos Físicos de Identificação de Compostos Orgânicos

Ementa:
Espectroscopia na região ultravioleta e do visível (UV-VIS). Espectroscopia na região do infravermelho (IV). Espectroscopia de massas (EM). Ressonância Magnética Nuclear (RMN).
Elucidação da estrutura de compostos orgânicos pela análise dos dados de UV-VIS, IV, EM e
RMN.
Parte Teórica:
1. Espectroscopia na região do ultravioleta e do visível (UV-VIS).
d. Introdução.
e. Teoria da espectroscopia eletrônica e leis de absorção de radiação
eletromagnética.
f. Instrumentação, preparo de soluções para análises espectroscópicas.
g. Efeito dos solventes sobre as absorções de radiação eletromagnética.
h. Regras de Woodward para polienos, poliinos, compostos carbonílicos , -
insaturados, compostos benzênicos e sistemas heterocíclicos.
i. Influências de efeitos estereoeletrônicos sobre as adsorções dos compostos
orgânicos
2. Espectroscopia na região do infravermelho (IV).2.1. Vibrações moleculares. Fatores que influenciam as freqüências vibracionais.
2.2. Instrumentação: fontes de infravermelho, monocromadores, detectores.
2.3. Técnicas de preparo de amostras sólidas, líquidas e gasosas.
2.4. Absorções características de alcanos, alquenos, alquinos, compostos aromáticos, aldeídos,
cetonas, ácidos carboxílicos e derivados, nitrilas, aminas, álcoois, éteres, fenóis, compostos
halogenados e sulfurados.
3. Espectrometria de massas (EM).
3.1. Princípios básicos da espectrometria de massas.
3.2. Instrumentação e preparo de amostras.
3.3. Íon molecular.
3.4. Abundância isotópica.
3.5. Determinação da composição elementar de um composto a partir da massa exata de íon
molecular e dos picos M+1 e M+2.
3.6. Processos de fragmentação; fatores que influenciam nas fragmentações.
3.7. Principais fragmentações de: alcanos, alquenos, alquinos, hidrocarbonetos aromáticos,
haletos de alquila e arila, álcoois, fenóis, éteres, aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos e
derivados, compostos sulfurados, nitrila.
3.8. Técnicas de ionização química e bombardeamento com átomos rápidos (FAB)
3.9. Cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM) e
cromatografia líquida de alto desempenho acoplada à espectrometria de massas (HPLC – EM).
4. Ressonância magnética nuclear (RMN).
4.1. Princípios básicos de ressonância magnética nuclear.
4.2. Deslocamento químico, interação Spin-Spin.
4.3. Acoplamento vicinal, geminal e à longa distância.
4.4. Análise de espectros de RMN de hidrogênio e de carbono 13.
4.5. Técnicas de dupla ressonância e mecanismos de relaxação; desacoplamento homonuclear e
heteronuclear; efeito nuclear Overhauser (NOE)
4.6. Experimentos de RMN em duas dimensões: aquisição de dados; representação gráfica dos
espectros; correlação homonuclear de Spin(H-H COSY – 90 e COSY- 45); Correlação
13
C-
13
C
(técnica INADEQUATE). Espectroscopia heteronuclear J-resolvida. Experimentos de
correlação heteronuclear (HETCOR, HMQC, HMBC)
4.7. Ressonância Magnética Nuclear de
31
P,
29
Si,
19
F,
15
N.
5. Elucidação da estrutura de compostos orgânicos pela análise dos dados de UV-VIS, IV, EM
e RMN: Exemplos de aplicação dos métodos estudados na identificação de corantes naturais,
componentes químicos de alimentos e de madeira.
Bibliografia:
1. BREITMAIER, E. Structure Elucidation by NMR in Organic Chemistry. 1 ed. Bath:
John Wiley, 1993. 265 p.
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3. DUDDECK, H.; DIETRICH, W. Structure Elucidation by Modern NMR. 1 ed. Darmstadt:
Springer-Verlag, 1989. 238 p.
4. KEMP, W. Organic Spectroscopy. 3. ed. Hong Kong: McMillan, 1991. 393 p.5. LAMBERT, J.B., SHURVELL, H.F., LIGHTNER, D.A., COOKS, R.G. Organic Structural
Spetroscopy. New Jersey, USA. Prentice Hall, 1998. 568 p.
6. McLAFFERTY, F.W., FRANTISEK, T. Interpretation at Mass Spectra. 1. ed. Mill Valley:
University Science Books, 1993. 371 p.
7. PAVIA, D.L., LAMPMAN, G.M., KRIZ, G.S. Introduction to spectroscopy. 2
nd
ed. New York,
USA, Saunders College Publishing. 1996. 511 p.
8. SILVERSTEIN, R.M., MEBSTER, F.X. Spectrometric Identification of Organic Compounds.
6. ed. New York, USA: Jhon Wiley, 1998. 482 p.
9. WILLIANS, D. H., FLEMING, I. Spectroscopic Methods in Organic Chemistry. 6. ed.
Maidenhead: McGraw-Hill, 1997. 278 p.