K-INFO
HU
EN
Login

Elucidation of Organic Structures

Szerves szerkezetfelderítés
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
Subject name (Hungarian, English)
Szerves szerkezetfelderítés
Elucidation of Organic Structures
Subject code BMEVESAA512
Subject type
Training Level
Course types and hours (weekly/semester)
Course type lecture tutorial laboratory
hours (weekly) 3 0 0
type (linked/independent)
Assessment type félévközi érdemjegy
Credits 3
Subject coordinator
DR. Simon András
position: egyetemi docens
Responsible department
Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék
Faculty Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar
Subject website
Primary curriculum type
Direct prerequisites – Strong prerequisite none
Direct prerequisites – Weak prerequisite none
Direct prerequisites – Parallel prerequisite none
Direct prerequisites – Milestone prerequisite none
Direct prerequisites – Exclusion none

Objectives

Programme

Introduction

The strategy of structure determination of the organic compounds. Basic conceptions of organic structures (configuration, conformation, isomerism, tautomerism, rate processes). Organic microanalysis. Methods to determine the carbon, hydrogen and nitrogen content of the samples. Determination of the sulphur and halogen content. Qualitative and quantitative analysis of some important functional groups.

 

UV spectroscopy

Electronic structure of the molecules, atomic and molecular orbitals, orbital symmetry, Electronic transitions, and selection rules. Band structures. Chromophores and auxochromic groups. Discussion of some simple chromophores. Conjugation, the Woodward-Fieser rules.

Substituent, solvent and steric effects, Polyenes, aromatic and heteroaromatic structures.

 

IR spectroscopy

Molecular vibrations, the vibrational and vibrational-rotational spectrum. The two-atomic model, the harmonic and nonharmonic vibrations. Characteristic vibrational frequencies. The correlation between the IR and Raman spectroscopy. Stretching and bending frequencies.

The impact of the structural effects modifying the vibrational frequencies: inductive and mesomeric effects, hyperconjugation, ring strain, steric and isotope effects. Characteristic frequencies of carbonyl compounds, alcohols, amines, nitro compounds, etc. The measurement of the infrared spectra. Sample preparation. The Fourier-transform infrared spectrophotometer.

 

Mass spectroscopy

The mass spectrometer. Ionization methods (EI, CI, APCI, ESI, MALDI). Isotopes. Ion separation and detection methods. The coupling of the mass spectrometer (GC-MS, HPLC-MS, MS/MS). The importance of the molecule and base peak. Ion chemistry: fragmentation and rearrangement. The most important processes: alpha cleavage, onium reaction, allyl and benzyl-cleavage, McLafferty rearrangement, retro Diels-Alder reaction. Typical fragmentations and rearrangements of organic molecules. Application of isotope abundance determination: halogen compounds.

 

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy

The nuclear spin. Nuclear spins in magnetic field: the Bloch equations. The measurement of the NMR spectra: CW and PFT. Spectral aquisition. 1H and 13C-NMR spectroscopy. The basic NMR parameters: the chemical shift, the coupling constant. 1H-NMR: Multiplicity and intensity of the signals. The inductive effect, diamagnetic anisotropy, ring currents. Empirical calculation of the chemical shift. The Karplus-curve. 13C-NMR: broadband decoupling, gated decupling. Spectral editing methods: the DEPT and the APT experiments.

The main goal is to provide a basic knowledge about the UV, IR, MS and NMR spectroscopic methods used in organic chemistry. The course will be of interest to chemists and analysts in research and industry, especially those engaged in the synthesis and analysis of organic com-pounds including drugs, drug intermediates, agrochemicals, polymers and dyes.

Learning outcomes

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Knowledge
Megtanulja a hallgató az UV, IR, MS és NMR molekulaspektroszkópiai módszerek elméleti alapjait és a mért spektrumok értelmezését. Megtanulja a hallgató az UV, IR, MS és NMR spektrométerek típusait, felépítésüket és működési elvüket.
Skills
Képes értelmezni a tudományos közleményekben megadott vegyületekre szerkezetbizonyításként megadott UV, IR, MS és NMR adatokat, el tudja dönteni az adatokból levont következtetések helyességét. Képes az az UV, IR, MS és NMR spektrumok értékelésére, következtetéseket levonni a molekula szerkezetére.
Attitudes
Törekszik arra, hogy a tárgy teljesítése során szerzett információkat ne molekulaspektroszkópiai módszerenként, hanem együttesen, egymást kiegészítve alkalmazza.
Autonomy and responsibility
Önállóan, nagy biztonsággal meg tudja ítélni a kémiai reakciók monitorozása során felvett spektrumokból a reakciók előrehaladásának mértékét, a végtermék mennyiségének növekedését, ami alapján javaslatot tehet a technológiai paraméterek módosítására. A felvett molekulaspektrumok alapján ellenőrzi a beosztottjai munkájának minőségét, illetve a spektrométerek helyes vagy hibás működését.

Oktatási módszertan

Oral lectures, spectral analysis practice at the place of oral lectures.

Tanulástámogató anyagok

Online források
1.       Tóth G., Balázs B.: Szerves vegyületek szerkezetfelderítése, Műegyetemi Kiadó, azonosító: 65037 (2005); 2.       E. Pretsch, G. Tóth, M. E. Munk, M. Badertscher: Computer-Aided Structures Elucidation. Spectra Interpretation and Structure Generation, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA. Weinheim, 2002., ISBN 3-527-30640-4; 3.       D. H. Williams, I. Fleming: Spectroscopy methods in organic chemistry, The McGraw-Hill Companies 1995. ISBN 0-07-709147-7; 4.       M. Hesse, H. Meier, B. Zeeh: Spektroskopische Methoden in der organischen Chemie, Georg Thieme Verlag Stuttgart·- New York, 1995.; 5.       H. Günther: NMR Spectroscopy, Third Edition, Wiley-VCH, Weinheim, 2013., ISBN 978-3-527-33004-1, 978-3-527-33000-3

Recommended preliminary knowledge for completing the subject

Knowledge type competencies
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Skill type competencies
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Recommended (non-compulsory) preliminary competencies
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Basic knowledge of general chemistry, organic chemistry (especially stereochemistry) as well as knowledge of the physicochemical fundamentals of the spectroscopic methods.
General rules
Requirements: a.       In the semester: participation at the lectures (70%), 2 accepted class exercises. b.       In the examination period: none Re-takes: The accomplishment of class exercises based on the study and exam regulation of the university. Consultations: At the students’ request.
Assessment methods
In-term assessments

No detailed assessments provided.

Weight of in-term assessments

No weights provided.

Exam-period assessments

No detailed assessments provided.

Weight of exam elements

No weights provided.

Grade calculation

No grade thresholds provided.

Attendance requirements

No attendance requirements provided.

Rules for retake and resubmission

Not provided.

Short description

Not provided.

Detailed description
Dr. Áron Szöllősy, Dr. András Simon
Recommended courses
42 hours lectures/tests, 50 hours domestic preparation for lectures and tests.
Workload to complete the subject

No workload breakdown provided.

Validity of subject requirements
Requirements valid from:
Requirements valid until:
Curriculum placement
Faculty Program Curriculum Curriculum type Primary
Default Faculty vegyészmérnöki Vegyészmérnöki alapképzési szak tanterve kötelező nem
Default Faculty vegyészmérnöki Vegyészmérnöki alapképzési szak tanterve kötelező nem
Default Faculty Default Program Default Curriculum nem