ECTS - University of Pisa
Il corso di SOLID STATE NMR SPECTROSCOPY IN PHARMACEUTICAL AND MATERIAL SCIENCE consentirà allo studente di approfondire i concetti base teorici e sperimentali della spettroscopia e, in particolare, della spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) allo stato solido. Inoltre, consentirà allo studente di acquisire conoscenze dettagliate sulle varie applicazioni di questa tecnica allo studio delle proprietà strutturali e dinamiche di materiali e di sistemi farmaceutici.
The course of SOLID STATE NMR SPECTROSCOPY IN PHARMACEUTICAL AND MATERIAL SCIENCE will allow the students to have a deeper knowledge of the basic theoretical and experimental spectroscopic concepts, and, in particular of solid state Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR). Moreover, it will allow the students to acquire detailed information on the different applications of this technique to the study of the structural and dynamic properties of materials and pharmaceutical systems
La verifica sia delle conoscenze di base richieste per la comprensione degli argomenti trattati nel corso, che dell’acquisizione dei concetti di volta in volta trattati sarà accertata in aula, mediante domande e, più in generale, interagendo costantemente con gli studenti. In seguito potranno essere momenti di verifica delle conoscenze i ricevimenti ed, infine, l’esame orale.
The evaluation of the basic knowledge required for understanding the subjects treated in this course, as well as of the concepts treated during the course will be made during the lectures, through questions to the students and, more in general, by constantly interacting with them. Afterwards, other occasion of evaluation of the knowledge can be consultations in the office and, at last, the oral exam.
Al termine del corso:
At the end of the course:
Lo studente dovrà discutere i concetti e le conoscenze che dovrebbe aver acquisito durante il corso, dovendo in particolare dimostrare la capacità di applicare tali concetti a varie situazioni teoriche e pratiche.
The student will discuss the concepts and the knowledge that he/she should have acquired during the course, and in particular he/she must demonstrate the ability of applying such concepts to different theoretical and practical situations.
Lo studente potrà acquisire la capacità di utilizzare i concetti trattati in questo corso per risolvere problemi teorici e pratici connessi all’uso delle tecniche spettroscopiche in generale e della spettroscopia NMR a stato solido in particolare
The student could acquire the ability to use the concepts treated in this course to solve theoretical and practical problems related to the use of different spectroscopic techniques in general, and of solid state NMR spectroscopy in particular
Gli argomenti trattati nelle singole lezioni saranno riportati durante lo svolgimento del corso sul sito UNIMAP. Gli argomenti previsti sono i seguenti:
Basi della spettroscopia molecolare: lo spettro elettromagnetico, radiazioni elettromagnetiche e loro interazioni con le molecole (assorbimento, emissione, scattering), livelli energetici e diversi tipi di transizioni, popolazioni dei livelli energetici all'equilibrio termico.
Breve trattazione delle diverse tecniche spettroscopiche: Risonanza Magnetica Nucleare (NMR), Risonanza di Spin Elettronico (ESR), spettroscopie ottiche, Raman, Fotoelettroniche e Mossbauer.
Teoria di base dell'NMR: lo spin nucleare, le interazioni nucleari, i tempi di rilassamento.
L'NMR applicata allo stato solido: peculiarità, confronto con l'NMR in soluzione, il ruolo delle anisotropie. Esperimenti 1D a bassa ed alta risoluzione, tecniche 2D di separazione e correlazione, spin diffusion.
Applicazioni dell'NMR a stato solido allo studio della struttura e della dinamica di diverse classi di materiali: farmaci, materiali porosi, per l'energia, l'industria delle costruzioni e degli pneumatici, ecc.
The subjects treated in each class will be reported during the year on the UNIMAP web site. The following subjects are included:
Basics of molecular spectroscopy: the electromagnetic spectrum, electromagnetic radiations and their interaction with molecules (absorption, emission, scattering), energy levels and different types of transitions, populations of the energy levels at the thermal equilibrium.
Brief overview of the different spectroscopic techniques: Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Electron Paramagnetic Resonance, Optical, Raman, Photoelectronic, and Mossbauer spectroscopies.
Basic theory of NMR: the nuclear spin, nuclear interactions, relaxation times.
NMR applied to the solid state: peculiarities, comparison with solution state NMR, the role of anisotropies. 1D low- and high-resolution experiments, 2D separation and correlation techniques. Spin diffusion.
Applications of solid state NMR to the study of the structure and dynamics of several classes of materials: pharmaceuticals, porous materials, materials for energy, building, tyre industries, etc.
Oltre alle copie delle slides usate nelle lezioni frontali, si consigliano argomenti selezionati dai seguenti testi:
In addition to copies of the slides used in the lessons, we recommend topics selected from the following textbooks:
