Poursuite de l’apprentissage de la chimie expérimentale s’appuyant sur les acquis de L3 :
- Chimie organique : synthèse organique, caractérisation par RMN, CPV et étude de la regio-selectivité d'une réaction de synthèse organique; synthèse et étude de colorants pour l'imagerie biomédicale par spectroscopie d'absorption/émission
- Chimie de coordination : synthèse de complexes métalliques et caractérisation par le biais de techniques spectroscopiques (IR, UV-visible) et magnétiques.
- Projet personnel sur deux séances de 8h : à construire autour du thème suivant "Complexes de ligands macrocycliques; synthèse et étude des relations structure/propriétés"

Ce module de TP se base sur l'utilisation d'un parc conséquent de dispositifs d'analyse, incluant principalement: montages d'électrochimie (méthodes stationnaires et non stationnaires, polarographie, potentiométrie), spectroscopie RMN, IR, Raman, UV-visible et spectroscopie d'émission, chromatographies phase vapeur couplée à spectrométrie de masse.

Ce cours est exclusivement centré sur les métaux de transition comprenant : le modèle électrostatique et la théorie du champ cristallin, le modèle basé sur la construction des orbitales moléculaires, la spectroscopie des métaux de transition (Tanabe-Sugano …), le formalisme de Green (décompte des électrons, les différents ligands), les réactions fondamentales, la réactivité organométallique (applications à la catalyse, quelques procédés industriels), la chimie de coordination des ligands polydentates (introduction à la chimie supramoléculaire , la chimie bioinorganique). Synthèse de complexes et étude expérimentale de leur réactivité.
 

Ce cours s'appuie sur une large part de travaux dirigés sur ordinateur pour illustrer la performance des méthodes de modélisation moléculaire (et notamment de la théorie de la fonctionnelle de la densité) pour modéliser la structure et les propriétés électroniques de systèmes moléculaires et périodiques.

La moitié du cours porte sur la RMN et aborde les principes et interactions de base, l’interprétation des spectres et des méthodes multi-impulsionnelles (transfert de polarisation, édition spectrale) pour l’analyse chimique, et une brève introduction à la spectroscopie multi-dimensionelle. La seconde moitié de ce module aborde la spectroscopie électronique absorption, spectroluminescence, UPS, XPS, Auger et fluorescence X. Dans chaque cas, on présente les régies de sélection ainsi que leur origine physique, la mise en oeuvre pratique (appareillage, source, détecteur), les photophores les plus courants, l’interprétation de spectres simples et les applications principales.
Une introduction à la spectroscopie Môssbauer du fer (principe physique, principales informations et exemples de spectre) termine ce module.

Le cours constitue la suite logique du cours L3 Chimie Organique I la réactivité”, et approfondit considérablement la compréhension de la réactivité chimique dans un espace tridimensionnel. Un bref traitement de la théorie des groupes sera suivi par une discussion des différentes manifestations de la chiralité et de la topicité. Le chapitre de la sélectivité représente le passage logique de la stéréochimie statique à celle qui est dynamique. A travers des chapitres 4, 5, et 6, l’étudiant est systématiquement préparé à la compréhension de la conception de méthodes modernes de synthèse de composés optiquement actif.

Ces TPs sont à choisir parmi plusieurs thématiques :

• Cristallographie (synthèse, analyse DRX sur cristal et sur poudre)
• Électrochimie (voltamétrie cyclique, ampérométrie, électrocatalyse)
• RMN
• Introduction à Arduino

Cours sur le solide, ses caractéristiques et ses fonctionnalités : description élémentaire de leurs structures (notions de cristal parfait et de cristal réel et de structure amorphe et diffractions des rayons X), relation entre propriétés structurales et propriétés macroscopiques (électriques, magnétiques, optiques et chimiques) et applications (notion de matériau: céramiques, semi-conducteurs, aimants, piézoélectriques). Les notions de surface, d'interface, de porosité et de catalyseur hétérogène seront abordées en fin de cours. Une introduction à quelques techniques spécifiques aux solides ainsi qu'une visite de laboratoire sont prévues.

dispensée en anglais / lectures are given in English

Le cours présentera les grands types de catalyseurs hétérogènes utilisés dans les procédés éco-efficients de l’industrie du raffinage et de pétrochimie : hydrogénation, reformage, hydrotraitement, isomérisation, craquage. Le cours sensibilisera au lien entre produits visés, spécifications, conditions réactionnelles et choix des formulations catalytiques. Il développera la compréhension du fonctionnement des catalyseurs grâce à une description des phénomènes depuis l’échelle atomique jusqu’à l’échelle industrielle. Il illustrera l’utilisation des techniques expérimentales (préparation, caractérisation et test) et théoriques (simulation quantique) dans le contexte de la recherche et du développement de catalyseurs.

En s’appuyant sur des exemples concrets, les concepts clefs des catalyseurs seront expliqués: tendances périodiques (principe de Sabatier), nature du site actif, rôle des promoteurs, effets de morphologie et taille de particules, défauts, rôle du support. Les mécanismes réactionnels en lien avec les procédés visés seront étudiés. Les phases actives illustrées seront notamment : les métaux, les sulfures de métaux de transition, les zéolithes. La préparation, mise en forme et les propriétés de surface des alumines utilisées comme supports de catalyseurs seront également abordées.

Une visite des laboratoires de recherche et unités pilotes d’IFP Energies nouvelles est prévue.

This course is an introduction to the concepts, algorithms and practical aspects of molecular dynamics simulations, with a focus on all-atoms and coarse-grained models. It should help the students to understand how modern simulations packages are built, and to start their own simulations.

Ce cours doit permettre aux étudiants de chimie d’avoir les connaissances de bases pour appréhender l’étude d’une structure cristalline. (notions de bases en cristallographie, diffraction des rayons X, cristallogenèse, relations structure-propriété).

Ce cours approfondit les notions de base relatives à l’étude des systèmes électrochimiques aussi bien dans le domaine thermodynamique que cinétique. La thermodynamique (loi de Nernst notamment) est abordée en introduisant la notion de potentiel électrochimique qui permet l’étude de l’ensemble des équilibres électrochimiques. Les lois de déplacement des ions en solution sont détaillées au travers de l’étude des interactions électrostatiques (loi de Debye-Huckel) ainsi que par la présentation du nombre de transport. Les potentiels de jonctions entre électrolytes sont également abordés.
Enfin les notions cinétiques sont présentées en insistant sur la contribution couplée de la cinétique de réaction d’oxydoréduction (cinétique hétérogène) et de la cinétique de transport de matière (en volume). Différentes techniques électrochimiques d’analyse sont ainsi abordées tant au niveau théorique que pratique. Ce module permet également des ouvertures sur les différents domaines de recherche et d’applications de l’électrochimie.

Le projet se fera soit sur :

• sur une thématique innovante au sein du laboratoire de chimie
• sur un appareil de mesure scientifique utilisant un micro-contrôleur avec quantification des résultats obtenus

Le cours portera sur l'utilisation de la RMN comme sonde de structure et de dynamique moléculaire. Il sera illustré d'exemples et de problèmes de chimie organique et de biologie structurale. Il comprendra une description détaillée de la RMN multi-dimensionelle, de la mesure de dynamique moléculaire et de diffusion, de la relaxation nucléaire, et de la détermination de structures tri-dimensionelles de macromolécules biologiques.

Les étudiants acquièrent dans ce module différents concepts et connaissance à la synthèse de molécules ciblées, en particulier:
- l’utilisation de groupements protecteurs et son intérêt dans des séquences multi-étapes,
- le potentiel des réactions pallado-catalysées pour obtenir stéréosélectivement des liaisons C=C,
- les processus de métathèse et leurs applications dans des processus tandem,
- l’accès aux 1,3-diols stéréosélectivement,
- l’application des réactions radicalaires en synthèse totale.
A travers différentes synthèses totales, ils sont familiarisés avec l’analyse rétrosynthétique et différentes approches convergentes (ou non) sont discutées.