İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı NMR Teori ve Organik Kimyada Uygulamaları II Course Name NMR Theory and Applications in Organic Chemistry II Kodu (Code) KIM512E Lisansüstü Program (Graduate Program) Dersin Türü (Course Type) Yarıyılı (Semester) Bahar (Spring) Kimya Chemistry Seçmeli (Elective) Kredisi (Local Credits) Ders Seviyesi (Course Level) AKTS Kredisi (ECTS Credits) 3 7.5 YL (M.Sc.) Dersin Dili (Course Language) İngilizce/Türkçe (English/Turkish) Dersin İçeriği (Course Description) 30-60 kelime arası Dersin Amacı (Course Objectives) Maddeler halinde 2-5 adet Yüksek alanlı (invers proba sahip yüksek rezolüsyonlu) NMR Spektroskopisine giriş, NMR daki temel kavramlar, Fourier transform NMR. 1 H ve Carbon-13 NMR da kimyasal kaymayı etkileyen faktörler. Puls NMR, Özel Puls Dizilişleri ve Çift Dimensiyonlu NMR teknikleri: Spin-Echo ve Polarizasyon Transferi. APT, INEPT ve DEPT ve INADEQUATE tekniklerindeki dizilişler ve örnek spektrumlar. 2D J-Resolved Spektroskopisi. 2D-Homo- ve Hetero Nükleer Korelasyon (COSY, NOESY, HMQC (and HSQC), HMBC) teknikleriyle spektrum alınması ve problem çözümleri. Stereokimyasal tayinlerde NMR yöntemlerinin (NOE, NOESY vb.) kullanışı. Solid NMR, polimer kimyası, peptidlerde Amino asit dizilişi ve tıptaki kullanılışı. Introduction to high field NMR Spectroscopy, basic principles of NMR, Fourier transform NMR. The factors affect chemical shifts in 1 H and 13 C NMR. Puls NMR, special pulse sequences and 2D NMR techniques: Spin-Echo and polarization transfer. The sequences of APT, INEPT and DEPT and INADEQUATE techniques and studies on the related NMR spectra. 2D J-resolved spectroscopy, 2D-Homo and Hetero Nuclear Correlation (COSY, NOESY, HMQC (and HSQC), HMBC) techniques and studies on the related NMR problems. Uses of NMR techniques (NOE, NOESY, etc.).for the identification of stereochemistry of the structures. Using solid NMR (magic angle NMR) in polymer chemistry, in peptid analysis and in medical uses (MRI). 1-Nükleer Manyetik Rezonansın esasını ve modern 1D- ve 2D- NMR tekniklerinin gerektiği yerde kullanılmasını öğretmek. 2-NMR dan organik kimya ile ilgili her türlü eğitim ve araştırmada gerektiğinde yararlanmak, yüksek lisans ve doktora öğrencilerinin sentez/yarı sentez çalışmalarının her stepinde oluşan yapıları izlemesi ve nihai ürünün yapı tayininde (stereokimyası da dahil olmak üzere) NMR ın tüm modern tekniklerini kullanıp yorumlayabilecek seviyeye gelebilmesini sağlamak, dinamik NMR ı ve tek ve çift dimensiyonlu NMR tekniklerini hangi amaçlarla kullanabileceklerini öğretmek. 3- Sentez ve doğal kaynaklardan saf madde izolasyonu çalışmalarının yanı sıra polimer kimyası ve metabolitler gibi diğer araştırma alanlarında da NMR ın kullanılabileceğini öğretmek. 4- Çift dimensiyonlu NMR tekniklerini pek çok örnek spektrumla ayrıntılı öğretmek. 1- Teaching the basic Nuclear Magnetic Resonance, indicating where 1D- and 2D- NMR techniques would be necessary. 2- To teach how to use NMR in all areas of Organic chemistry education and research. To obtain the ability of identification of the reaction results in each step by using NMR and complete identification of the last product including stereochemistry. To understand how to choose the convenient 1D and 2D NMR technique for different purposes. 3- To teach how to use NMR in identification of polymeric compounds and metabolites etc. besides working on the synthesis and isolation studies on natural compounds. 4- To teach 2D NMR techniques in detail by studying on numerous NMR spectra.
Dersin Öğrenme Çıktıları (Course Learning Outcomes) Maddeler halinde 4-9 adet 1- Bu dersi başarıyla tamamlayan kimya yüksek lisans/doktora öğrencileri ve yanı sıra organik kimya ile ilgili konularda lisans üstü araştırma yapan tüm kimya ve ilgili disiplinlerin öğrencileri NMR ın esasını ve saf organik bileşiklerin yapı tayinleri hangi NMR tekniklerini kullanmaları gerektiğini öğreneceklerdir. 2-1D- ve 2D- NMR ( Tek ve çift dimensiyonlu NMR) tekniklerinin teorisi ve uygulamaları hakkında ayrıntılı bilgi edineceklerdir. 3- Kimyanın yanı sıra tıpdan ziraaate ve hatta arkeolojiye kadar uzanan bir yelpazede, yani organik yapıların tayinini gerektirecek her türlü araştırma alanında NMR ın kullabileceğini öğreneceklerdir. Dümyada gelişen yeni NMR teknikleri hakkında bilgi sahibi olacaklardır. 4- Öğrendikleri NMR bilgisini ilaç endüstrisi başta olmak üzere kimya sanayiinin hemen her iş kolunda, tıpta, adli tıpta, moleküler biyoloji ve moleküler farmakolojide ve pek çok multidisipliner araştırmalarda kullanabileceklerdir. M.Sc./Ph.D. students who successfully pass this course gain knowledge, skill and competency in the following subjects; 1-At the end of this course, MSc/PhD students from organic chemistry, even all chemistry Department and other related disciplines will be able to learn NMR phenomen and to choose appropriate NMR techniques for structure elucidation of pure organic compounds. 2- Will gain detailed knowledge of the theory and application of 1D- and 2D-NMR techniques. 3- Will learn how to use NMR in a very wide range of areas from medicine to agriculture and even to archeology, and in a summary will be able to use NMR wherever the characterization of any organic compound is necessary. Will be aware of all new NMR techniques in the world. 4- Will be able to use the taught NMR knowledge in all chemical industry being primarily in pharmaceutical industry along with other areas, such as medicine, forensic medicine, molecular biology and molecular pharmacology and numerous multidisciplinary areas.
Kaynaklar (References) En önemli 5 adedini belirtiniz 1. Gunther, H., Wiley, J. (1992). NMR Spectroscopy, 2. Bruck, M. D. (1996). NMR Spectroscopy Techniques, Marcel Dekker, N. Y. 3. Becker Edwin, D. (2000) High Resolution NMR: Theory and Chemical Applications, Academic Press. 4. Balcı M, (2005) Basic 1 H- and 13 C NMR Spectroscopy, Elsevier B.V. Amsterdam. 5. Jackman, L.M. and Sternell, S. (1969) Application of NMR Spectroscopy in Organic Chemistry, Pergamon Press. N.Y. 6. Shaw D. (1987). Fourier Transform NMR Spectroscopy, Elsevier, Amsterdam. 7. Jackman, L. M. and Cotton, E. A. (1975) Dynamic NMR,, Academic Press, N.Y. 8. Lambert, J. B., Shurvell, H. F., Verbit, L., Verbit, A. G., Cooks, R. G., Starit, (1975) G. H. Organic Structural Analysis, Pergamon, N. Y. Ödevler ve Projeler (Homework & Projects) 4 EV ÖDEVI VE 1 BITIRME ÖDEVI (PROJE) 4 HOMEWORKS AND 1 PROJECT Laboratuar Uygulamaları (Laboratory Work) Bilgisayar Kullanımı (Computer Use) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Başarı Değerlendirme Sistemi Faaliyetler (Activities) Adedi* (Quantity) Değerlendirmedeki Katkısı, % (Effects on Grading, %) Yıl İçi Sınavları 2 40 (Assessment Criteria) (Midterm Eams) Kısa Sınavlar 2 5 (Quizzes) Ödevler 5 5 (Homework) Projeler - - (Projects) Dönem Ödevi/Projesi 1 5 (Term Paper/Project) Laboratuar Uygulaması - - (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar - - (Other Activities) Final Sınavı (Final Eam) 1 45 *Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur.
DERS PLANI Hafta Konular Dersin Çıktıları 1 Yüksek alanlı NMR Spektroskopisi (Yüksek rezolüsyona sahip inverse probe sahip) ve NMR ın I temel kavramlarını hatırlatma. Fourier Transform NMR. 2 1 H ve Carbon-13 NMR da kimyasal kaymayı etkileyen faktörler. Tek dimensiyonlu NMR lara I ve II bakış 3 Puls NMR, Özel Puls Dizilişleri ve Çift Dimensiyonlu NMR teknikleri: Spin-Echo ve II Polarizasyon Transferi. 4 13 C NMR Teknikleri: APT ve DEPT tekniklerindeki dizilişler ve örnek spektrumlar. I ve II 5 Direkt ve indirekt C-H ilişkisini inceleyen teknikler: II ve IV Çift dimensiyonlu teknikleri: HMQC, HSQC ve HMBC ve örnek spektrumlar 6 INEPT (ve selektif INEPT) tekniğindeki diziliş ve örnek spektrumlar üzerinde çalışmalar II ve IV 7 INADEQUATE (C-C bağıntısını inceleyen teknik) tekniğindeki diziliş ve örnek spektrumlar. IV 2D-INADEQUATE tekniği ve yapı tayinine katkıları 8 Öğrenilen tüm tekniklerle ilgili çeşitli NMR problem çözümleri II, III, IV 9 2D J-Resolved Spektroskopisi: Örnek homonükleer ve heteronükleer J-resolved spektrumlar II, III, IV 10 2D-Homo- ve Hetero Nükleer Korelasyon Spektroskopisi (COSY, NOESY, HMQC, HSQC, ve II, IV, V HMBC) teknikleriyle spektrum alınması ve problem çözümleri 11 NOE ve NOESY teknikleriyle stereokimyasal problem çözümleri III 12 Dinamik NMR ve Solid NMR ve spesifik NMR spektrumları. VI 13 Tek ve Çift dimensiyonlu NMR problemleri II-VI 14 Tüm spektral teknikler ve yapı tayininde kullanılması. Diğer çekirdeklere ait NMR spektrumları II-VI COURSE PLAN Weeks Topics Course Outcomes 1 Reminding the basic principles of NMR and high field NMR spectroscopy (Inverse probe I design) Fourier Transform NMR. 2 The factors which affect chemical shifts in 1 H and 13 C NMR and a short view of 1D-NMR I and II techniques. 3 Puls NMR, special puls sequences and 2D-NMR techniques: Spin-Echo and polarization II transfer. 4 13 C NMR Techniques: Sequences in APT and DEPT techniques and some problem studies on I and II NMR spectra. 5 The techniques which illustrate the relationship between C and H: II and IV Two dimentional NMR techniques : HMQC, HSQC and HMBC and some NMR spectra. 6 The sequences in INEPT (and selective INEPT) technique and some studies on the related II and IV NMR spectra 7 INADEQUATE technique; the eploration of C-C bonds with sample spectra. IV 2D-INADEQUATE techniques and their role in compound characterization 8 Solving different NMR problems related to all of the taught techniques. II, III, IV 9 2D J-Resolved Spectroscopy with some homonuclear and heteronclear J-resolved spectra II, III, IV 10 2D-Homo- and Hetero Nuclear Correlation Spectroscopy (COSY, NOESY, HMQC, HSQC, II, IV, V and HMBC) techniques and related problem solutions. 11 Stereochemical problems by using NOE and NOESY techniques. III 12 Dynamic NMR and Solid NMR and specific NMR Spectra. VI 13 NMR problems taken by 1D- and 2D- NMR techniques. II-VI 14 Uses of all spectral techniques in structural identification. NMR spectra of nuclei rather than H and 13 C. II-VI NOT-1: Ders planı, sadece hafta bazında işlenen ders konularını içermeli, ara ve kısa sınavlar ders planlarına yazılmamalıdır.
Dersin KimyaProgramıyla İlişkisi Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar) i. Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, ilgili program alanında bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilme ve derinleştirebilme (yeterli bilgi birikimi) (bilgi). Katkı Seviyesi MNP 1 2 3 ii. Alanının ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayabilme (bilgi). iii. iv. Alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki kuramsal ve uygulamalı bilgileri kullanabilme (beceri). Alanında edindiği bilgileri farklı disiplin alanlarından gelen bilgilerle bütünleştirerek yorumlayabilme ve yeni bilgiler oluşturabilme (beceri). v. Alanı ile ilgili karşılaşılan sorunları araştırma yöntemlerini kullanarak çözümleyebilme (beceri). vi. Alanı ile ilgili uzmanlık gerektiren bir çalışmayı bağımsız olarak yürütebilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). vii. viii. Alanı ile ilgili uygulamalarda karşılaşılan ve öngörülemeyen karmaşık sorunların çözümü için yeni stratejik yaklaşımlar geliştirebilme ve sorumluluk alarak çözüm üretebilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği Alanı ile ilgili sorunların çözümlenmesini gerektiren ortamlarda liderlik yapabilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). i. Alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki bilgi ve becerileri eleştirel bir yaklaşımla değerlendirebilme ve öğrenmesini yönlendirebilme (Öğrenme Yetkinliği).. Alanındaki güncel gelişmeleri ve kendi çalışmalarını, nicel ve nitel veriler ile destekleyerek, alanındaki ve alan dışındaki gruplara, yazılı, sözlü ve görsel olarak sistemli biçimde aktarabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). i. Sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısı ile inceleyebilme, geliştirebilme ve gerektiğinde değiştirmek üzere harekete geçebilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). ii. Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 genel düzeyinde kullanarak sözlü ve yazılı iletişim kurabilmek (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). iii. Alanının gerektirdiği düzeyde bilgisayar yazılımı ile birlikte bilişim ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). iv. v. vi. vii. Alanı ile ilgili verilerin toplanması, yorumlanması, uygulanması ve duyurulması aşamalarında toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerleri gözeterek denetleyebilme ve bu değerleri öğretebilme (Alana Özgü Yetkinlik) Alanı ile ilgili konularda strateji, politika ve uygulama planları geliştirebilme ve elde edilen sonuçları, kalite süreçleri çerçevesinde değerlendirebilme (Alana Özgü Yetkinlik). Alanında özümsedikleri bilgiyi, problem çözme ve/veya uygulama becerilerini, disiplinlerarası çalışmalarda kullanabilme (Alana Özgü Yetkinlik). Tezli programlarda, kendi çalışmalarını, alanındaki uluslararası platformlarda, yazılı, sözlü ve/veya görsel olarak aktarabilme (Alana özgü yetkinlik). 1: Az, 2. Kısmi, 3. Tam
Relationship between the Course and Chemistry Program Program Outcomes i. Developing and intensifying knowledge in the related program s area, based upon the competency in the undergraduate level (sufficient knowledge) (knowledge). Level of Contribution 1 2 3 ii. Grasping the inter-disciplinary interaction related to one s area (knowledge). iii. iv. The ability to use the epert-level theoretical and practical knowledge acquired in the area (skill). Interpreting and forming new types of knowledge by combining the knowledge from the area and the knowledge from various other disciplines (skill). v. Solving the problems faced in the area by making use of the research methods (skill). vi. The ability to carry out a specialistic study related to one s area independently. (Competence to work independently and take responsibility). vii. Developing new strategic approaches to solve the unforeseen and comple problems arising in the practical processes of one s area and coming up with solutions while taking responsibility (Competence to work independently and take responsibility). viii. Fulfilling the leader role in the environments where solutions are sought for the problems related to the area (Competence to work independently and take responsibility). i. Assessing the specialistic knowledge and skill gained through the study with a critical view and directing one s own learning process (Learning Competence).. Systematically transferring the current developments in the area and one s own work to other groups in and out of the area; in written, oral and visual forms (Communication and Social Competency). i. Ability to see and develop social relationships and the norms directing these relationships with a critical look and the ability to take action to change these when necessary. (Communication and Social Competency). ii. Proficiency in a foreign language at least European Language Portfolio B2 Level- and establishing written and oral communication with that language (Communication and Social Competency). iii. Using the computer software together with the information and communication technologies efficiently and according to the needs of the area (Communication and Social Competency). iv. v. vi. vii. Paying regard to social, scientific, cultural and ethical values during the collecting, interpreting, practicing and announcing processes of the area related data and the ability to teach these values to others (Area Specific Competency). Developing strategy, policy and application plans concerning the subjects related to the area and the ability to evaluate the end results of these plans within the frame of quality processes (Area Specific Competency). Using the knowledge and the skills for problem solving and/or application (which are processed within the area) in inter-disciplinary studies (Area Specific Competency). In the programs with thesis, the ability to present one s own work within the international environments orally, visually and in written forms (Area Specific Competency).
1: Little, 2. Partial, 3. Full NOT-2: Ders ile ilgisi olmayan çıktıların boş bırakılması gerekmektedir. Düzenleyen (Prepared by) Tarih (Date) Prof. Dr. Gülaçtı Topçu 30.05.2011 İmza (Signature)