Master of Chemistry oriented towards Life Sciences 1rst year modules

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Master of Chemistry oriented towards Life Sciences 1rst year modules
Master of Chemistry oriented towards Life Sciences
1rst year modules
Specialty
Tracks
Teacher in charge
Chemistry oriented towards Life Sciences
Molecular Chemistry directed toward Life
Sciences (1)
Frontiers in Chemistry (2)
Spectroscopy and analysis (3)
G. Prestat (1)
O. Reinaud (2)
F. Khateb (3)
Educational objectives of the course :
The objective of teaching the first year of the Master Molecular Chemistry oriented toward life science
is to provide students with a solid foundation in molecular chemistry, spectroscopy and to the
interfaces. In this context, three tracks are offered in order to integrate students with initial training
more oriented chemistry or biology.
S1 (30 ECTS)
• EU 1.1 (3 ECTS): Coordination Chemistry, Supramolecular and Biological
• EU 1.2 (6 ECTS) Spectroscopy
• EU 1.3 (3 ECTS): English
• EU 1.4 (3 ECTS): Organometallics: from metal-ligand binding to catalysis
• EU 1.5 (3 ECTS): The heteroelements in organic synthesis
• EU 1.6 (3 ECTS): stoichiometric Organometallic chemistry: chemo-, regio- and
diastereoisomeric selectivities
• EU 1.7 (6 ECTS): Interface and electrochemistry
• EU 1.8 (3 ECTS): Chemistry of biomolecules: peptides, sugars and nucleic acids
• EU 1.9 (3 ECTS): Separation and Analysis Methods
• EU 1.10 (3 ECTS): Molecular and cellular biology
• EU 1.11 (3 ECTS): Health and Safety - Quality Control
• EU 1.12 (3 ECTS): Physical and chemical analytical methods
• UE 1.13 (3 ECTS): Methods of separation and analysis 2 TP
• EU 1.14 (3 ECTS, UE 6 to P7): Analytical Techniques and Chemometrics
S2 (30 ECTS)
• EU 2.1 (3 ECTS): Bases of molecular modeling
• 2.2 EU (3 ECTS): reaction mechanisms Study Methods
• 2.3 EU (3 ECTS): Electrochemistry
• EU 2.4 (3 ECTS): Access strategies for complex molecules
• EU 2.5 (3 ECTS): Synthesis of heterocycles
• EU 2.6a, c (3 ECTS): Reactivity of transition metal complexes
• EU 2.6a, b (3 ECTS): redox metalloenzymes and models
• EU 2.7 (3 ECTS): biological and biotechnological methods 1
• EU 2.8 (3 ECTS): biological and biotechnological methods 2`
• EU 2.9 (3 ECTS): Electrochemistry and Energy
• EU 2.10 (3 ECTS): Statistique`
• EU 2.11 (3 ECTS): Structural Biology
• EU 2.12 (3 ECTS, EU 9.5 P7): Analyses of natural materials and environments
• EU 2.13 (3 ECTS): Introduction to medicinal chemistry
• EU 2.14 (3 ECTS): Sample preparation
• UE 2.15 et 16 (15 et 12 ECTS) : Internship
Credit number: 30 ECTS for S1, 30 ECTS for S2
Evaluation : Full compensation.
Detailed description of the modules (UES)
UE 1.1 :
Coordination Chemistry, Supramolecular and Biological
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.1
ECTS : 6
TEACHING LANGUAGE
English and French
LECTURERS :
D. Over
B. Colasson
O. Reinaud
J-N. Rebilly
Teacher in charge : O. Reinaud
GOALS
Fundamental and transversal education: master concepts in coordination chemistry, noncovalent interactions and enzyme catalysis to understand (self-assembly, chemical and
biological complex structures, recognition and reactivity in biological systems) and create
(functions, coupling recognition-detection devices).
Prerequisite : Understanding and Mastering basic knowledge and concepts in general
chemistry (thermodynamics, organic reactivity, coordination)
PROGRAM
Part I: Coordination chemistry, D. Over
- Bonds (valence, crystal field, molecular orbital), spectra and magnetism
- Reactions, kinetics and mechanisms
- Exchange Ligands, electron transfer
- Major trends in the periodic table
Part II: Supramolecular Chemistry - B. Colasson
historical and definitions: new paradigms (chemical bonding at large, rather than as functional group
functions rather than reactive); new concepts (association, recognition, pre-organization,
complementarity); New Horizons (orga-border inorga chemistry, chemistry, organic, physical
chemistry) for understanding phenomena and applications.
- First examples emergence of the field: crown ethers (Lehn, Pedersen, Cram).
- Domain of supramolecular chemistry: the weak interactions.
- Chemistry of equilibria. Thermo-kinetic significance. Experimental methods.
- Different classes of structures (helix macrocycle, cage, foldamer, grid, etc ...). Comparison with
biological systems (Enzyme-DNA-vesicle membranes).
- Overview of molecules with nontrivial topology (catenanes, rotaxanes, knots, etc ...).
- Assembly Methods, template effect
- Functions (structure-function relationship)
- Molecular devices (molecular machine sensors cation or anion). Importance of coupling functions
(recognition and detection for example).
Part III: Recognition and reactivity in organic chemistry, O. Reinaud
- Discovery of the chemistry of biological systems using a metal cofactor for filling very different
functions from the hydrolysis of a peptide bond to the oxygen activation for hydroxylating a substrate.
Understanding of the mechanisms at the molecular level.
A / Presentation of bioinorganic field
Basic metals, bio-coordination, recognition, diversity of functions, transport and storage
B / control, information transmission
Alkali and alkaline earth metal, natural ionophores, synthetic ionophores, probes
C / hydrolytic processes: hydrolysis of peptides, phosphodiester, urea
3 strategies: acid-base catalysis, nucleophilic catalysis, catalysis by a transition metal: ZnII, NiII, MnII
Ex .: carboxypeptidase, carbonic anhydrase, urease. Model systems.
D / Activation of dioxygen and derivatives
Example of heme enzymes: 1 tool, 3 functions (P450, Peroxidases and catalase,) comparison, model
systems.
Skills acquired: Knowledge and understanding of the tools that form the coordination bonds and
non-covalent interactions for recognition, complex structures, functions and responsiveness both in
chemistry and in biology.
EVALUATION : Final written exam
UE 1.2 : Spectroscopies
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.2
ECTS : 6
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
Français
INTERVENANTS :
P. Vasos
O. Laprevotte
Y. Frapart
N. Evrard
RESPONSABLE: N. Evrard
OBJECTIFS
- Apprendre à l’étudiant à analyser un spectre à 1 ou 2D en RMN,
- Exploiter un spectre de masse, de RPE, d’IR…
Pré requis : UE spectroscopie en L2, UE S5d en L3
PROGRAMME
La résonance magnétique nucléaire (RMN), P. Vasos, N. Evrard
Evolution de l’aimantation, noyaux isolés, noyaux couplés et opérateurs produit,
relaxation, effet Overhauser nucléaire et largeur des raies, évolution de Bloch, séquences
homonucléaires (e.g., COSY) et hétéronucléaires (e.g., HSQC)
La résonance paramagnétique électronique (RPE), Y. Frapart
Théorie de base, analogies avec la RMN
Méthodes expérimentales, notions sur l'anisotropie spectrale et l'échelle de temps, Spin
label et Spin trap
Applications aux ions ou aux complexes des métaux de transition
Spectroscopies moléculaire et atomique, P. Vasos
Le spectre électromagnétique ; instrumentation; spectroscopie atomique, termes
spectroscopiques; spectroscopie électronique des molécules ; spectroscopie de vibration,
constantes vibrationnelles et effets de substitution isotopique; spectroscopie de rotation;
Spectrométrie de masse, O. Laprevotte
-description d'un spectre de masse
-description des différents modes d'ionisation
-description des sources, analyseurs et détecteurs
-fragmentation des molécules en impact électronique (IE) - Exemples de fragmentation en
IE
(inventaire des isotopes naturels, reconnaissance des composés halogénés à partir des
massifs isotopiques, règle de l'azote, détermination du nombre d'insaturation et prévision
de la formule brute)
COMPETENCES ACQUISES : Cette UE permettra à l’étudiant d’acquérir des
connaissances approfondies dans les différentes méthodes spectroscopiques avancées
telle que la RMN, la spectrométrie de masse. Ces connaissances seront utiles pour leur
intégration au sein d’une équipe de recherche.
ÉVALUATION : Contrôle terminal
UE 1.2 : Spectroscopies
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.2
LECTURERS :
ECTS : 6
P. Vasos
TEACHING LANGUAGE
French
O. Laprevotte
Y. Frapart
N. Evrard
Teacher in charge : N. Evrard
GOALS
- To teach the student to analyze a spectrum of 1 or 2D NMR
- Exploiting a mass spectrum, EPR, IR ...
Prerequisite : EU Spectroscopy L2, L3 EU S5D ...
PROGRAM
Nuclear magnetic resonance (NMR), Vasos P., N. Evrard
Evolution of the magnetization, isolated nuclei coupled nuclei and product operators,
relaxation, nuclear Overhauser effect and width of the lines, changing Bloch, homonuclear
sequences (eg, COSY) and heteronuclear (eg, HSQC)
Electron paramagnetic resonance (EPR), Y. Frapart
Basic theory, analogies NMR
Experimental methods, concepts on the spectral anisotropy and the time scale, label Spin
and Spin Trap
Applications or ion complexes of transition metals
Molecular and atomic spectroscopy, P. Vasos
The electromagnetic spectrum; instrumentation; Atomic spectroscopy, spectroscopic
terms; Electron Spectroscopy molecules; vibrational spectroscopy, vibrational constants
and isotopic substitution effects; spectroscopy of rotation;
Mass spectrometry, O. Laprevotte
-Description of a mass spectrum
-Description different ionization modes
-description sources, analyzers and detectors
-fragmentation molecules by electron impact (EI) - Examples of fragmentation in IE
(inventory of natural isotopes, recognition of halogenated compounds from isotopic mass,
nitrogen rule, determining the number of unsaturated anticipation of the empirical formula)
Skills acquired: This course will enable the student to acquire in-depth knowledge in
various advanced spectroscopic methods such as NMR, mass spectrometry. This
knowledge will be useful for their integration into a research team.
EVALUATION : terminal control
UE 1.3 : Anglais
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.3
ECTS : 6
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
Anglais
INTERVENANTS :
Sabine Michelon
RESPONSABLE : Sabine Michelon
OBJECTIFS
Anglais scientifique et préparation au TOEIC.
Pré requis :
PROGRAMME
Enseignement obligatoire d’anglais de base et avancé pour l’étude de textes scientifiques
et échanges internationaux et 10 à 20 heures de préparation au TOEIC avec possibilité de
se présenter au TOEIC par l’intermédiaire du Centre Technique de Langues.
COMPETENCES ACQUISES :
ÉVALUATION : Contrôle terminal
UE 1.3 : English
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.3
ECTS : 6
LECTURERS :
TEACHING LINGUAGE
English
Sabine Michelon
Teacher in charge E : Sabine Michelon
GOALS
Scientific English and TOEIC preparation.
Prerequisite :
PROGRAM
Compulsory education basic English and advanced in the study of scientific texts and
international trade and 10 to 20 hours of TOEIC preparation with opportunity to present
TOEIC through the Technical Centre for Languages.
Skills acquired:
EVALUATION : terminal control
UE 1.4 : Organometallic: from metal-ligand bond to catalysis
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.4
ECTS : 3
Teaching language
English and French
LECTURERS :
D. Over
G. Prestat
COORDINATOR : G. Prestat
GOALS
This course based on organometallic catalysis by transition metals in homogeneous
phase allows students to understand the basic concepts of this domain. Particular
emphasis is placed on the comprehesion of reaction mechanisms and metal-ligand
interactions in order to determine the optimal reaction conditions. The Heck reaction,
palladium catalyzed cross-couplings olefin metathesis are studied in detail.
Prerequisite: Mastery of basic knowledge and concept in inorganic and organic
chemistry.
COURSE OF STUDY
Coordination chemistry for organometallic catalysis (Dr. D. Over, 12h course +
3h tutorials)
-Basic of coordination chemistry : M-C, M-H bonds
Ligands : phosphines, Carbenes NHC
Pi Ligands : cyclopentadienyl, allyl, alkene, alkyne…
Elementary steps in organometallic chemistry: oxidative addition, reductive
elimination, migratory insertion, nucleophilic and eletrophilic attack.
Basic catalysis concept. C-C coupling, Wacker process, metathesis.
Organometallic catalysis (Prof. G. Prestat, 12h course + 3h tutorials)
- Mizoroki-Heck coupling: mechanism – regioselectivity – Halide and pseudo halides
reactant – Ligandless conditions – Cyclization – Stereochmical aspect and
asymmetric variant.
- Cross coupling: Mechanism – Kumadu-Corriu – Negishi – Stille – Suzuki-Miyaura –
Hiyama – Sonogashira
- Olefin metathesis
- Allylic Alkylation
Skills acquired :
Understanding sigma and pi metal-ligand interactions and fundamental reactions in
transition metal organometallic chemistry. Understanding of basic concepts of
organometallic catalysis in homogeneous phase. Mastery of Pd-catalyzed couplings;
Heck, Suzuki, olefin metathesis.
EVALUATION : Final exam
UE 1.5 : Heteroelements in organic synthesis
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.5
ECTS : 3
LECTURERS :
G. Prestat
Teaching language
English and French
C. Gravier Pelletier
COORDINATOR : G. Prestat
OBJECTIVES
The objective of this course is the study of the reactivity and the use of
heteroelements in organic synthesis. The reactivity of Phosphorus, Sulfur, Silicon,
Boron, Aluminium, Manganese, Chrome is presented and illustrated by reaction
allowing C-C single or double bond formation,formation of C-Het bond is also
presented as well as the use of heteroelements for oxidations and reductions
ofcompounds organic.
Prerequisite: Mastery of basic knowledge and concept in organic chemistry.
COURSE OF STUDY
Heteroelement for C-C and C-Het bond formation
(Pr. G. Prestat, 10h courses + 5h tutorial)
Phosphorus: Arbusov, preparation of phosphonium salts, Wittig, Wittig-Horner,
Mitsunobu, Corey-Fuchs ...
Sulfur: thioacetals, sulfonium and sulfoxonium ylides, beta anion, preparation and
reactivity of sulfones, sulfoxides ...
Silicon: synthesis and reactivity of silyl enol ethers, Peterson olefination, r trialkylsilyl
diazomethane ...
Bore: addition of boranes on unsaturation, reactivity
Heteroelement for oxidation and reduction of organic molecules
(Dr. C. Gravel-Pelletier 10h lessons + 5h ED)
Oxidation: Swern, Moffat, Osmium ...
Reduction: aluminum hydrides, boron ...
Skills acquired:
At the end of the course students have mastered the reactivity of heteroelements
classically used in organic synthesis.
EVALUATION : Final written exam
UE 1.6 : Organométalliques stoechiométriques, chimio-, régio- et
diastéréoselectivitées
INTERVENANTS :
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.6
H. Dhimane
ECTS : 3
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
L. Micouin
Français
RESPONSABLE : H. Dhimane
OBJECTIFS
L’objectif de ce cours est de donner aux étudiants une bonne connaissance de la formation
et la réactivité comparée des espèces organométalliques stoechiométriques. Le cours
aborde la chimie des dérivés du magnésium, du lithium, du cuivre, du zinc, du bore, de
l’aluminum avec l’étude de la chimio, de la régio et de la diastéréosélectivité.
Pré requis : Maîtrise des connaissances et concepts de base en chimie organique
acquis en L3 Chimie.
PROGRAMME
(20h de cours + 10h d’ED)
* Formation, structure, stabilité et réactivité comparée des espèces organométalliques du
« groupe principal » (L. Micouin 5h de cours et 3h d’ED)
* Réactivité des organométalliques stoechiométriques (H. Dhimane, 15h de cours et 7h
d’ED)
- Formation et réactivité des organométalliques à base du Cuivre.
- Formation, structure et réactivité des énolates et analogues azotés (alkylation,
aldolisation et réactions apparentées)
- Principaux modèles de diastéréosélectivité simple et d’induction asymétrique
(Zimmermann-Traxler, Cram-Chélaté, Cornforth, Felkin-Ahn ...)
- Allylation et réactions apparentées
COMPETENCES ACQUISES :
Compréhension des concepts gouvernant la réactivité des dérivés organométalliques du
« groupe principal ». A l’issue de cet enseignement les étudiants sont à même de
comprendre et d’exploiter la réactivité de ces espèces organométalliques dans la formation
régio- et stéréo-sélective de liaisons C-C.
ÉVALUATION : Contrôle terminal
UE 1.6 : Stoichiometric Organometallic chemistry: chemo-, regio- and
diastereoisomeric selectivities
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.6
ECTS : 3
TEACHING LANGUAGE
LECTURERS :
H. Dhimane
L. Micouin
French
Teacher in charge: H. Dhimane
GOALS
The objective of this course is to give students an understanding of the formation and
reactivity compared stoichiometric organometallic species. The course covers the chemistry
of derivatives of magnesium, lithium, copper, zinc, boron, aluminum with the study of
chemo, the regio and diastereoselectivity.
Prerequisite : Mastery of basic knowledge and concepts in organic chemistry acquired L3
chemistry.
PROGRAM
(20h + 10h during ED)
* Training, structure, comparative stability and reactivity of organometallic species of
the "core group" (L. Micouin 5h lessons and 3 hours of ED)
* Reactivity stoichiometric organometallic (H. Dhimane, 15h lessons and 7h ED)
- Formation and reactivity of organometallic-based Copper.
- Formation, structure and reactivity of enolates and nitrogen analogues (alkylation,
aldol and related reactions)
- Main models simple diastereoselectivity and asymmetric induction
(Zimmermann-Traxler, Cram-Chelated, Cornforth, Felkin-Ahn ...)
- Allylation and related reactions
Skills acquired:
Understanding concepts governing the reactivity of organometallic compounds of the "core
group". At the end of the course students are able to understand and exploit the reactivity of
these organometallic species in the regio- and stereo-selective formation of CC bonds.
ÉVALUATION : Terminal control
UE 1.7 (UE 1 et 2 P7) : Interfaces et électrochimie
INTERVENANTS :
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.7
D. Clainquart
ECTS : 6
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
Français
M. Jouini,
F. Chau,
C. Perruchot
J.-Y. Piquemal
F. Maurel
RESPONSABLES : M. Jouini, J.-Y.
Piquemal et C. Costentin
C. Costentin
V. Noël
F. Mavré
OBJECTIFS
Introduction aux nanosciences et à l’électrochimie.
Cette UE est constituée de trois parties distinctes : « Systèmes moléculaires organisés »,
« Généralités sur les surfaces » et « Electrochimie ».
Dans le cadre de la première, les objectifs sont de donner de bonnes connaissances sur la
thermodynamique des surfaces solides et les interactions solide-gaz, en relation avec les
méthodes expérimentales et les applications pratiques.
Pour ce qui est de la seconde partie, il s’agira d’acquérir les concepts et les bases
théoriques dans le domaine de la chimie supramoléculaire. L’étudiant est amené aux
concepts de la chimie supramoléculaire (par référence à la chimie moléculaire) en
commençant par une introduction aux liaisons (interactions) faibles: solide-gaz, solideliquide et liquide-liquide, pour aborder les milieux condensés, en passant par les différents
concepts de base de cette chimie et arriver aux méthodes expérimentales d’élaboration des
édifices et systèmes organisés. Les systèmes amphiphiles sont étudiés dans ce cadre.
Enfin, dans la dernière partie, il s’agira de de compléter avec des notions d’électrochimie
moléculaire et de présenter les principales applications de l’electrochimie.
Pré requis : Maitrise des connaissances et concept de base en chimie organique
acquis en L3 Chimie.
PROGRAMME
I)
Généralités sur les surfaces (2 ECTS)
Plan du cours
I. Aspects de la thermodynamique des surfaces
I.1. La tension superficielle
I.2. L'équation de Young – Laplace
I.3. La convention de Gibbs
I.4. L'isotherme d'adsorption de Gibbs
I.5. L'équation de Kelvin
I.6. Mouillage des surfaces
I.7. La capillarité
I.8. Adhésion et cohésion
II. L'interface solide-gaz
II.1. Généralités
II.2. L'adsorption sur les surfaces solides
III. Applications
III.1. La Catalyse hétérogène : une brève introduction
Classification des catalyseurs, aperçu sur les méthodes de préparation, cinétique
des réactions catalysées (limitations diffusionnelles et mécanismes),
caractérisation des catalyseurs.
III.2. Chromatographie en phase gazeuse
Présentation générale des méthodes chromatographiques : principe, équations
fondamentales, modèle des Plateaux théoriques.
Introduction à la chromatographie gazeuse (GC) : présentation, instrumentation
(injecteurs, colonnes, phases stationnaires, détecteurs), droite de Kovats, indice
de rétention de Kovats, analyse quantitative de solutés par GC : relations
fondamentales, méthodes d'étalonnage, domaines d'application de la GC.
EVALUATION : Examen final : 70 % Travaux pratiques : 30 %
Modalités de contrôle des connaissances identiques en première et seconde session.
(12 h de cours + 12 h d’ED + 4 h TP)
Intervenants : D. Clainquart, C. Perruchot, J.-Y. Piquemal
II)
Systèmes moléculaires organisés (2 ECTS)
A) Milieux condensés, Cohésions et Forces intermoléculaires (Van der Waals: Keesom,
Debye et London, hydrogène, interactions ion-solvant, autres interactions faibles), Origine,
Rôle, Portée.
B) Introduction à la chimie supramoléculaire : Définitions, concepts et langage. Exemples de
stratégies de synthèse. Reconnaissance moléculaire. Principes architecturaux.
1 Relation entre la chimie moléculaire et la chimie supramoléculaire
2 Les débuts de la chimie supramoléculaire : chimie des composés hôte / invité
3 Classification des composés supramoléculaires Hôte-Invité
4 Exemples avec nomenclature
5 Les chélates et les effets des macrocycles
6 Pré-organisation et complémentarité
7 Sélectivité thermodynamique et cinétique
8 Nature des interactions supramoléculaires
9 Concevoir des composés supramoléculaires
10 Exemples de constructions
C) Systèmes amphiphiles, micelles : classification, association, stabilité, propriétés optiques,
électriques et rhéologiques, mésophases (cristaux liquides).
1 Généralités
2 Tensioactifs et micelles
Structures et propriétés - Solubilités de molécules hydrophobes dans l’eau - Activité de
surfaces Capillarité - Interface mobiles - Les associations de surfactants - Formation de
micelles - Quelques application des tensioactifs et des micelles
3 Microémulsions
4 Membranes et vésicules
5 Cristaux liquides
EVALUATION : Examen final : 70 % Travaux pratiques : 30 %
Modalités de contrôle des connaissances identiques en première et seconde session.
(16 h de cours + 4 h d’ED + 4 h TP)
Intervenants : M. Jouini, F. Chau, F. Maurel
III) Electrochimie (2 ECTS)
Ce cours a deux objectifs : d'une part introduire les éléments fondamentaux d'électrochimie
moléculaire nécessaires à la compréhension et l'étude des processus chimiques et
biochimiques faisant intervenir des transferts d'électrons, d'autre part donner un bref aperçu
de quelques applications industrielles importantes de l'électrochimie.
Après quelques brefs rappels sur la nature des interfaces chargées, les différents
phénomènes contrôlant une réaction de transfert de charge à une électrode seront étudiés
en détail via l’analyse des courbes intensité-potentiel en régime stationnaire. Une
introduction à la voltamétrie cyclique permettra de donner un aperçu sur la possibilité
d'étudier des systèmes chimiques et biochimiques complexes, où réactions redox et
chimiques sont intimement associées. Les principales applications de l’électrochimie telles
que le stockage de charges (pile, accumulateur, pile à combustible) et la corrosion seront
par la suite développées
TP (1 séance de 2x3=6h) portant sur étude d’une technique électrochimique (la
voltamétrie cyclique), l’étude de la cinétique de transfert d’électron interfaciale, l’étude des
phénomènes de transport de masse par électrode tournante, et enfin l’étude de la catalyse
par le matériau d’électrode ou par un catalyseur moléculaire.
EVALUATION : Examen final : 70 % Travaux pratiques : 30 %
Modalités de contrôle des connaissances identiques en première et seconde session.
(12 h de cours + 6 h TP)
Intervenants : Cyrille Costentin, Vincent Noël, François Mavré
COMPETENCES ACQUISES : Notions de base en chimie physique
ÉVALUATION : Examen final : 70 % Travaux pratiques : 30 %
Modalités de contrôle des connaissances identiques en première et seconde session.
UE 1.7 (UE 1 et 2 P7) : Interface and électrochemistry
LECTURERS :
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.7
D. Clainquart
ECTS : 6
M. Jouini,
TEACHING LANGUAGE
French
F. Chau,
C. Perruchot
J.-Y. Piquemal
F. Maurel
Teacchers in charge : M. Jouini, J.-Y.
Piquemal et C. Costentin
C. Costentin
V. Noël
F. Mavré
GOALS
Introduction to Nanoscience and electrochemistry.
The EU is made up of three distinct parts: "organized molecular systems", "Overview of
surfaces" and "Electrochemistry".
As part of the first, the objectives are to give a good knowledge of the thermodynamics of
solid surfaces and solid-gas interactions in relation to the experimental methods and
practical applications.
With regard to the second part, it will acquire the concepts and theoretical basis in the field
of supramolecular chemistry. The student is led to the concepts of supramolecular chemistry
(by reference to molecular chemistry) starting with an introduction to the links (interactions)
low: gas-solid, liquid-solid and liquid-liquid, to address the condensed environments, through
the different basic concepts of this chemistry and reach the experimental development of
organized structures and systems methods. The amphiphilic systems are studied in this
framework.
Finally, in the last part, it will be complete with molecular electrochemistry concepts and
present the main applications of electrochemistry.
Prerequisite : Mastery of basic knowledge and concept in organic chemistry acquired L3
chemistry.
PROGRAM
I) General on surfaces (2 ECTS)
Course Outline
I. Aspects of the thermodynamics of surfaces
I.1. Surface tension
I.2. Young's equation - Laplace
I.3. The agreement Gibbs
I.4. The adsorption isotherm of Gibbs
I.5. The Kelvin equation
I.6. Wetting of surfaces
I.7. capillarity
I.8. Adhesion and cohesion
II. The gas-solid interface
II.1. General
II.2. The adsorption on solid surfaces
III. applications
III.1. Heterogeneous Catalysis: a brief introduction
Catalysts classification, overview of the methods of preparation, kinetics of catalytic
reactions (diffusional limitations and mechanisms), catalyst characterization.
III.2. Gas chromatography
Overview chromatographic methods: principle, fundamental equations, model Theoretical
plates.
Introduction to gas chromatography (GC): presentation, instrumentation (injectors,
columns, stationary phases, detectors), right Kovats, Kovats retention index, quantitative
analysis of solutes by GC: Fundamental relations, calibration methods, fields application of
GC.
ASSESSMENT: Final exam: 70% Practical: 30%
Methods of control of knowledge identical first and second session.
(12 hours of lessons + 12 hours of ED + 4 h TP)
Speakers: D. Clainquart, C. Perruchot, J.-Y. Santos
II) organized molecular systems (2 ECTS)
A) Media condensed cohesions and intermolecular forces (Van der Waals: Keesom, Debye
and London, hydrogen ion-solvent interactions, other weak interactions), Origin, Role,
Scope.
B) Introduction to supramolecular chemistry: Definitions, concepts and language. Examples
of synthetic strategies. Molecular recognition. Architectural principles.
1 Relationship between molecular chemistry and supramolecular chemistry
2 The beginnings of supramolecular chemistry: chemistry of compounds host / guest
3 Classification supramolecular host-guest compounds
4 Examples with nomenclature
5 chelates and effects of macrocycles
6 Pre-organization and complementarity
7 thermodynamic and kinetic selectivity
8 Nature supramolecular interactions
9 Designing supramolecular compounds
10 Examples of constructions
C) amphiphilic systems, micelles: classification, association, stability, optical, electrical and
rheological properties, mesophases (liquid crystal).
1 General
Two surfactants and micelles
Structures and properties - Solubility of hydrophobic molecules in water - surface
activity Capillarity - Mobile Interface - Associations of surfactants - Formation of micelles Some application of surfactants and micelles
3 Microemulsions
4 membranes and vesicles
5 Liquid Crystal
ASSESSMENT: Final exam: 70% Practical: 30%
Methods of control of knowledge identical first and second session.
(16 hours of lessons + 4 h of ED + 4 h TP)
Speakers: Mr Jouini, F. Chau, F. Maurel
III) Electrochemistry (2 ECTS)
This course has two objectives: firstly introduce the basic elements of molecular
electrochemistry necessary to the understanding and study of chemical and biochemical
processes involving electron transfer, but also to give a brief overview of some applications
important industrial electrochemistry.
After a few brief reminders about the nature of charged interfaces, different phenomena
controlling a charge transfer reaction at an electrode will be studied in detail via analysispotential curves at steady state. An introduction to the cyclic voltammetry will provide insight
into the possibility of studying complex chemical and biochemical systems, where redox
chemical reactions and are intimately associated. Main the electrochemistry applications
such as storage of loads (battery, storage battery, fuel cell) and the corrosion will
subsequently developed
TP (1 session of 2x3 = 6 hours) study on an electrochemical technique (cyclic voltammetry),
the study of the kinetics of interfacial electron transfer, the study of mass transport
phenomena rotating electrode, and finally, the study of catalysis by the electrode material or
a molecular catalyst.
ASSESSMENT: Final exam: 70% Practical: 30%
Methods of control of knowledge identical first and second session.
(12 hours of lessons + 6 am PT)
Speakers: Cyril Costentin, Vincent Noel, François Mavre
Skills acquired : Basics in physical chemistry
EVALUATION : Final exam: 70% Practical: 30%
Methods of control of knowledge identical first and second session.
UE 1.8 et 3.11C : Chimie des Biomolécules : peptides, sucres et acides nucléiques
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.8 et 3.11C (chim mol)
ECTS : 3
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
INTERVENANTS :
Patricia Busca
Mélanie Etheve-Quelquejeu
Français
20h cours
10h TD
RESPONSABLE : Mélanie EtheveQuelquejeu
OBJECTIFS
L’objectif de cette UE est d’aborder les problèmes propres à la synthèse des biomolécules
(peptides, sucres et acides nucléiques) en s’appuyant sur des notions générales de chimie
organique.
Pré requis : Avoir suivi les UEs de Chimie Organique en L3
Les sucres : Aspects structuraux (conformation, effets stéréoélectroniques), chimie des
monosaccharides (groupements protecteurs, réactions de substitutions), formation des
liaisons O-glycosidiques (méthodes d’activation, contrôle de la stéréochimie, aspects
mécanistiques).
Les peptides : Formation des liaisons peptidiques, stratégie de synthèse, synthèse sur
support solide.
Les acides nucléiques : Groupements protecteurs, formation des liaisons Phosphodiester,
synthèse sur support solide.
COMPETENCES ACQUISES : Eléments de réactivité chimique rencontrés lors de la
synthèse des biomolécules.
ÉVALUATION : Contrôle terminal- 100% examen final
UE 1.8 et 3.11C : Chemistry of Biomolecules: peptides, sugars and nucleic
acids
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.8 et 3.11C (chim mol)
ECTS : 3
LECTURERS :
Patricia Busca
Mélanie Etheve-Quelquejeu
TEACHING LANGUAGE
French
20h courses
10h TD
Teacher in charge : Mélanie EtheveQuelquejeu
GOALS
The objective of this course is to address problems specific to the synthesis of biomolecules
(peptides, sugars and nucleic acids) based on general concepts of organic chemistry.
Prerequisite : Have followed the UEs Organic Chemistry L3
PROGRAM
Sugars: Structural Aspects (conformation, stereoelectronic effects), chemistry of
monosaccharides (protective groups, substitution reactions), training of O-glycoside bonds
(activation
methods,
control
of
stereochemistry,
mechanistic
aspects).
Peptides: Formation of peptide bonds, synthetic strategy, synthesis on a solid support.
Nucleic acids: Protective Groups, training Phosphodiester bonds synthesis on a solid
support.
Skills acquired : Chemical reactivity elements encountered in the synthesis of
biomolecules .
ÉVALUATION : Terminal-control 100% final exam
UE 1.9 : Méthodes de séparation et d’analyse
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.9
ECTS : 3
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
INTERVENANTS :
P. Houzé
J.-J. Houri
Français
RESPONSABLE: P. Houzé
OBJECTIFS
- Comprendre les principes fondamentaux mis en jeu en extractions et en chromatographies liquide
et gazeuse
- Les appliquer à la purification et à l’analyse qualitative et quantitative de composés organiques et
minéraux
Pré requis : Notions de chimie de solution et de chimie organique
PROGRAMME
Rappels : Equilibres - Interactions
Chromatographies :
- Généralités sur les méthodes chromatographiques
- La chromatographie en phase liquide : Description des différents systèmes chromatographiques et
mécanismes de rétention. Instrumentation
- La chromatographie en phase gazeuse : Description des différents systèmes chromatographiques
et mécanismes de rétention. Instrumentation
- Optimisation de la séparation en chromatographie
- Introduction à la chromatographie en phase supercritique
Traitements de l'échantillon :
- Généralités sur l’extraction liquide-liquide
- Généralités sur l’extraction liquide-solide
Etudes quantitatives :
- Méthodes d’étalonnage en chromatographie
- Notion de validation d’une méthode de dosage
Applications lors du cours et sous forme d’ED
COMPETENCES ACQUISES :
- Développer la démarche scientifique de l’étudiant dans le domaine des sciences séparatives,
par la compréhension des principes fondamentaux
- Appliquer ces principes, de la mise au point jusqu’à la validation analytique
ÉVALUATION : Contrôle terminal
UE 1.9 : Separation and Analysis Methods
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.9
ECTS : 3
TEACHING LANGUAGE
LECTURERS :
P. Houzé
J.-J. Houri
French
Teacher in charge : P. Houzé
GOALS
- Understand the basic principles involved in the extraction and liquid and gas
chromatography
- The applied to the purification and the qualitative and quantitative analysis of organic and
inorganic compounds
Prerequisite : Concepts of chemistry and organic chemistry solution
PROGRAM
Reminders : Equilibrium - Interactions
Chromatography :
- Overview of chromatographic methods
- Liquid phase chromatography: Description of the different chromatographic systems and
retention mechanisms. instrumentation
- The gas chromatography: Description of various chromatographic systems and retention
mechanisms. instrumentation
- Optimization of the chromatographic separation
- Introduction to chromatography supercritical
Sample treatments :
- General information on liquid-liquid extraction
- General information on the liquid-solid extraction
Quantitative studies:
- Calibration methods in chromatography
- Validation Concept of an assay
Applications during the course and in the form of ED
Skills acquired :
- Developing the scientific approach of the student in the field of separation sciences, by
understanding the basic principles
- Applying these principles, the development to analytical validation
EVALUATION : Terminal control
UE 1.10 : Bases moléculaires et cellulaires de la biologie
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.10
ECTS : 3
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
Français
RESPONSABLES : A. Dobbertin, Sylvie
Soues
INTERVENANTS :
A. Dobbertin,
S. Soues
OBJECTIFS
Donner les bases de biochimie et biologie pour les étudiants chimistes provenant de licence
hors paris Descartes et n’ayant pas encore acquis ces connaissances indispensables pour
suivre les UE de chimie biologique et analyses.
Pré requis : aucun
PROGRAMME
Rappels de biologie cellulaire et moléculaire (30h, 30 ECTS):
- cellules procaryotes, eucaryotes
- L'organisation cellulaire: principaux organites/compartiments (membranes, cytoplasme,
noyau/nucléoplasme, mitochondries/chloroplastes, réticulum endoplasmique et appareil de
Golgi, vésicules, vacuoles)
-biochimie structurale : protéines et acides nucléiques
- enzymologie : cinétique de Mickaelis Menten, Km, Ki
- Un aperçu du métabolisme cellulaire : Notions d'énergétique et d'enzymologie. Principales
voies anaboliques et cataboliques (métabolismes glucidiques et lipidiques), aperçu des
grands carrefours métaboliques de la cellule animale et importance des régulations. Lien
entre métabolique et grands processus cellulaires
- Grands processus cellulaires: cycle cellulaire et réplication. Expression des gènes,
transcription, maturation des ARNm, traduction. Les grandes régulations posttraductionnelles (phosphorylation, glycosylation, ubiquitinylation...) et quelques exemples
appliqués de signalisation cellulaire (cascade de kinases, dégradation des protéines par le
protéasome)
.
COMPETENCES ACQUISES :
A l’issue de cet enseignement les étudiants sont à même de suivre les enseignements de
chimie moléculaires et analyses dirigées vers les sciences du vivant.
ÉVALUATION : Contrôle terminal
UE 1.10 : Molecular and cellular biology
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.10
ECTS : 3
TEACHING LANGUAGE
LECTURERS :
French
A. Dobbertin,
S. Soues
Teachers in charge : A. Dobbertin, S.
Soues
GOALS
Give biochemistry and biology databases for students chemists from Paris Descartes
license out and have not yet acquired the knowledge necessary to follow the EU organic
chemistry and analysis.
Prerequisite : none
PROGRAM
Cellular and molecular biology recalls (30h, 30 ECTS):
- Prokaryotic cells, eukaryotic
- The cellular organization: main organelles / compartments (membrane, cytoplasm, nucleus
/ nucleoplasm, mitochondria / chloroplasts, endoplasmic reticulum and Golgi apparatus,
vesicles, vacuoles)
structural -Biochimy: proteins and nucleic acids
- Enzymology: Mickaelis Menten kinetics, Km, Ki
- An overview of cell metabolism: energy concepts and enzymology. Main anabolic and
catabolic pathways (carbohydrate and lipid metabolism), overview of major metabolic
crossroads of the animal cell and the importance of regulations. Relationship between
metabolic and cellular processes large
- Major cellular processes: cell cycle and replication. Gene expression, transcription, mRNA
processing, translation. The major post-translational regulation (phosphorylation,
glycosylation, ubiquitination ...) and some applied examples of cell signaling (kinase
cascade, protein degradation by the proteasome)
Skills acquired :
At the end of the course students are able to follow the molecular chemistry lessons and
tests directed to the life sciences.
ÉVALUATION : Terminal control
UE 1.11 : Health and Safety - Quality Control
CONTRIBUTORS:
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.11
D. Onidas
ECTS : 3
P. Espeau
TEACHING LANGUAGE
french
Y. Corvis
RESPONSABLE : D. Onidas – P. Espeau
GOALS
Complete the study of redox reactions and their applications
Understanding of the classical thermodynamics as part of physico-chemical
characterizations of solid state materials
Initiate the students to solid state physicochemical characterization techniques
Understanding of the basic principles involved in various analytical and
physicochemical techniques
Apply these principles to qualitative, quantitative and mechanistic analysis of
chemical compounds and biological systems.
prerequisites: Knowledge and basic concepts in general chemistry
(thermodynamics, chemistry of solutions) acquired in License of Chemistry
PROGRAM
Electrochemical methods
Batteries and electrolysis
Introduction to electroanalytical methods : coulometry, potentiometry, voltammetry
Physical and chemical analysis methods
General information about the states of matter and thermodynamics
Thermal analysis (DSC, TGA)
X-ray diffraction
Interfacial and multiphase systems
ACQUIRED SKILLS :
-
The student will complete his scientific training in the field of physicochemical
methods through deeper understanding of the fundamentals of physical chemistry
Cross concept: the student will apply the same principles to the study of chemical
compounds and more complex systems (biological systems)
The student develops his scientific approach combining concepts from lectures to
practical applications from research papers
EVALUATION : continuous test (20%) and final exam (80%)
UE 1.11 : Méthodes physico-chimiques analytiques
INTERVENANT :
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.12
D. Onidas
ECTS : 3
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
Français
RESPONSABLE : D. Onidas
OBJECTIFS
Compléter et approfondir l’étude des réactions d’oxydoréduction, de la radioactivité
et des techniques spectroscopiques initiées en licence
Comprendre les principes fondamentaux mis en jeu dans les différentes techniques
analytiques et spectroscopiques
Appliquer ces principes à l’analyse qualitative, quantitative et mécanistique de
composés chimiques et de systèmes biologiques
Initier l’étudiant à des techniques spectroscopiques de pointe
Pré requis :
PROGRAMME
Méthodes électrochimiques
Piles et électrolyse
Introduction aux méthodes d’analyses électrochimiques : coulométrie, potentiométrie,
courbes intensité-potentiel, voltamétrie
Méthodes de dosage par marquage
Dilution isotopique avec marqueur radioactif
Mesure des activités radio-isotopiques
Analyse par activation neutronique
Méthodes spectroscopiques résolues en temps résolu
Rappels des principes de base de la spectroscopie (UV/Vis, fluorescence, IR)
FRET
Absorption transitoire et expériences de pompe-sonde
Fluorescence résolue en temps : comptage de photon unique, somme de fréquences
Applications des différentes techniques à l’étude de systèmes biologiques : applications
en cours et en ED (via la lecture d’articles)
COMPETENCES ACQUISES :
-
L’étudiant complète sa formation scientifique dans le domaine des méthodes
physicochimiques via la compréhension des principes fondamentaux
Notion de transversalité : l’étudiant applique ces mêmes principes à l’étude de
composés chimiques et de systèmes plus complexes (systèmes biologiques)
L’étudiant développe sa démarche scientifique en associant notions du cours à des
applications concrètes extraites d’articles de recherches
ÉVALUATION : Contrôle terminal
UE 1.11 : Physical and chemical analytical methods
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.12
ECTS : 3
LECTURER:
D. Onidas
TEACHING LANGUAGES
French
Teacher in charge : D. Onidas
GOALS
- Complete and further study of redox reactions, radioactivity and spectroscopic techniques
initiated license
- Understand the basic principles involved in various analytical and spectroscopic
techniques
- Applying these principles to the qualitative analysis, quantitative and mechanistic
chemical compounds and biological systems
- Introduce students to advanced spectroscopic techniques
Prerequisites:
PROGRAM
Electrochemical methods
Batteries and electrolysis
Introduction to electrochemical analysis methods: coulometry, potentiometric, currentpotential curves voltammetry
Labeling assay methods
Isotopic dilution with radiolabeled
Measurement of radioisotope activities
Neutron activation analysis
Resolved spectroscopic methods time-resolved
Recall spectroscopy fundamentals (UV / Vis, fluorescence, IR)
FRET
Transient absorption and pump-probe experiments
Time resolved fluorescence: single photon counting, sum frequency
Applications of different techniques to the study of biological systems: current applications
and ED (via reading articles)
ACQUIRED SKILLS :
- The student will complete his scientific training in the field of physicochemical methods
through the understanding of fundamental principles
- Cross-Concept: the student applies the same principles to the study of chemical
compounds and more complex systems (biological systems)
The student develops his scientific approach combining course concepts to practical
applications taken from research articles
ÉVALUATION : Terminal control
UE 1.12 : Méthodes de séparation et d’analyse 2
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.13
ECTS : 3
LANGUES D’ENSEIGNEMENT
Français
INTERVENANT :
MC. Menet
A. Dugay
D. Fompeydie
RESPONSABLE : M.C. Menet
OBJECTIFS
Cette UE est complémentaire des UE 1.2 – Spectroscopies – et UE 1.9 – Méthodes
de séparation et d’analyse.
Pré requis :
PROGRAMME
Méthodes de séparation :
Chromatographie en phase gazeuse (analyse de l’espace de tête, étalonnage interne
Chromatographie en phase liquide (échange d’ions/étalonnage externe, séparation
d’énantiomères)
Méthodes spectrales :
- Spectrophotométrie Infrarouge
- Spectrophotométrie UV/Visible
- Spectrofluorimétrie
- Spectrométrie d’Absorption Atomique (SAA), d’Emission Atomique (SEA)
- RMN
Couplage des méthodes séparatives à la spectrométrie de masse
Présentations orales de publications scientifiques
COMPETENCES ACQUISES :
Pour faire suite à un enseignement théorique, les méthodes spectrales et de séparation
sont ici étudiées de façon pratique conférant ainsi à l’étudiant de solides connaissances
dans le domaine de l’analyse.
- Acquisition de compétences expérimentales spécifiques
- L’étudiant met en œuvre une démarche scientifique ; il applique une technique
expérimentale en cours, il analyse et interprète ses résultats.
ÉVALUATION : Contrôle Continu
UE 1.12 : Methods of separation and analysis 2 TP
LECTURERS :
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.13
MC. Menet
ECTS : 3
A. Dugay
TEACHING LANGUAGES
French
D. Fompeydie
Teacher in charge : M.C. Menet
GOALS
The EU is complementary EU 1.2 - Spectroscopy - EU and 1.9 - Separation and Analysis
Methods.
Prerequisites:
PROGRAM
Separation methods:
Gas chromatography (analysis of the head space, internal calibration
Liquid chromatography (ion exchange / external calibration, separation of enantiomers)
Spectral methods:
- Infrared spectrophotometry
- Spectrophotometry UV / Visible
- Spectrofluorimetry
- Atomic Absorption Spectrometry (AAS), Atomic Emission (SEA)
- RMN
Coupling of separation methods with mass spectrometry
Oral presentations of scientific publications
ACQUIRED SKILLS :
In response to a theoretical, spectral methods and separation are studied here conveniently
thus giving the student a solid knowledge in the field of analysis.
- Acquisition of specific experimental skills
- The student implements a scientific approach; it applies an experimental technique in
progress, analyzes and interprets the results.
ÉVALUATION : Continuous monitoring
UE 1.14 (UE 6 à P7) : Techniques Analytiques et Chimiométrie
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.14 (UE 6 à P7)
ECTS : 3 ECTS
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
Français
INTERVENANTS
Rémi Losno
Marc Bennediti
Francois Prevot
Alexis Groleau,
RESPONSABLE: R. Losno
Didier Jezequel
Yann Sivry
OBJECTIFS
Acquérir les bases théoriques de l'instrumentation en analyse chimique
Pré-requis : Niveau Licence de Chimie, Chimie physique, Sciences Physiques, Physique,
PROGRAMME
Ce programme se structure en 2 parties. La première partie concerne l'analyse élémentaire,
la deuxième l'analyse moléculaire organique et minérale.
Partie 1: Analyse élémentaire (RL, 8h, 11 eq.td; DJ, 4h, 5 eq.td )
1.
2.
3.
4.
5.
Plasmas (RL)
Spectrométrie atomique: émission, absorption, fluorescence (RL)
Spectrométrie de rayons X et γ: fluorescence, EDAX, activation neutronique (RL)
Spectrométrie de masse, analyse isotopique (RL).
Méthodes spécifiques en colorimétrie et électrochimie pour l'analyse élémentaire
(DJ)
Partie 2: Chimiométrie (8h, 10 eq.td)
 Statistiques de base pour la chimie analytique (FP).
 Etalonnages, précision et justesse, calculs d'incertitudes (FP).
 Traitement des données, utilisation des outils statistiques des tableurs. Organisation
des données (FP).
EVALUATION : Examen final : 70 % Travaux pratiques : 30 %
COMPETENCES ACQUISES :
UE 1.14 (UE 6 à P7) : Analytical Techniques and Chemometrics
LECTURERS
IDENTIFICATION
CODE : UE 1.14 (UE 6 à P7)
Rémi Losno
ECTS : 3 ECTS
Marc Bennediti
TEACHING LANGUAGE
French
Francois Prevot
Alexis Groleau,
Teacher in charge: R. Losno
Didier Jezequel
Yann Sivry
GOALS
Acquire the theoretical basics of instrumentation in chemical analysis
Prerequisites: Level Degree in Chemistry, Physical Chemistry, Physical Science, Physics,
PROGRAM
This program is structured in two parts. The first part of the elementary analysis, the Second
organic and inorganic molecular analysis.
Part 1: Analysis (RL, 8h, 11 eq.td, DJ, 4h, 5 eq.td)
6. Plasmas (RL)
7. Atomic Spectrometry: emission, absorption and fluorescence (RL)
8. X-ray spectrometry and γ: fluorescence, EDAX, neutron activation (RL)
9. Mass spectrometry, isotope analysis (RL).
10. Specific methods colorimetry and electrochemistry for elemental analysis (DJ)
Part 2: Chemometrics (8 am, 10 eq.td)
〉 Basic Statistics for analytical chemistry (FP).
〉 Calibrations, precision and accuracy, uncertainty calculations (FP).
〉 Data processing, use of statistical tools spreadsheets. Data Organization (FP).
EVALUATION : Final exam: 70% Practical: 30%
ACQUIRED SKILLS :
UE 2.1 : Modélisation Moléculaire
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.1
ECTS : 3
INTERVENANTS : Paris Diderot
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
Français
F. Maurel
RESPONSABLES : F. Maurel
OBJECTIFS
Comprendre les limites de la description du modèle monoélectronique dans l’étude de la
structure électronique des molécules ; Illustration sur la rupture d’une liaison
Connaître les différentes façons de déterminer la fonction d'onde d'un système
moléculaire
Comprendre comment on calcule les diverses propriétés physico-chimiques du système
à partir de sa fonction d'onde.
Comprendre et connaître les limites de chaque méthode de modélisation utilisée.
Pré requis :
PROGRAMME
- Rappels sur les Orbitales moléculaires
- Les approximations générales (Born-Oppenheimer, orbitalaire)
- les approches multi-électroniques (déterminant de Slater, combinaisons de
déterminants, méthode de Hartree-Fock, approches ab initio et semi-empiriques)
- Méthodes d’exploration d’une surface de potentiel : points stationnaires, chemins
réactionnels
- Introduction au calcul des états excités (calculs semi-empiriques)
- Effet de solvant : méthode du continuum et méthode de la supermolécule.
COMPETENCES ACQUISES :
A l’issue de cet enseignement les étudiants sont
ÉVALUATION : Contrôle terminal + épreuve pratique
UE 2.1 : Bases of molecular modeling
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.1
ECTS : 3
LECTURERS : Paris Diderot
TEACHING LANGUAGE
Français
F. Maurel
Teacher in charge : F. Maurel
GOALS
Understand the limitations of the description of the one-electron model in the study of the
electronic structure of molecules; Illustration on the break of a link
Knowing the different ways to determine a molecular system the wave function
Understanding how we calculate the various physico-chemical properties of the system from
its wave function.
Understand and know the limits of each modeling approach.
Prerequisites:
PROGRAM
- Reminders on molecular orbitals
- General approximations (Born-Oppenheimer, orbital)
- Multi-electronic approaches (Slater determinant, combinations of determinants,
Hartree-Fock approaches ab initio and semi-empirical)
- Exploration Methods of surface potential: stationary points, reaction paths
- Introduction to the calculation of excited states (semi-empirical calculations)
- Solvent Effect: method and continuum method supermolecule.
ACQUIRED SKILLS :
ÉVALUATION : Terminal Control + practical test
UE 2.2 : Méthodes d’étude des mécanismes réactionnels
INTERVENANTS :
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.2
Hamid Dhimane
ECTS : 3
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
Farouk Berhal
Français
RESPONSABLES : Pr Hamid Dhimane
OBJECTIFS
L’objectif de ce cours est de familiariser les étudiants avec les différents outils de la chimie
(organique et générale) nécessaires à la compréhension de la structure et à la prédiction de
la réactivité/stabilité en chimie moléculaire.
Seront exposés les concepts théoriques et les diverses approches expérimentales, ainsi
que les méthodes de traitement des données pour en extraire des informations sur les
structures des complexes activés, les interactions affectant la réactivité, en vue d’établir les
mécanismes réactionnels.
Pré requis : Maîtrise des connaissances et concepts de base en chimie (générale,
organique et inorganique) acquis en L3 Chimie.
PROGRAMME
(20h de cours + 10h d’ED)
* Modèles de la liaison chimique et structure moléculaire
Liaison de valence ; théorie HSAB, théorie des orbitales moléculaires ; application de la
théorie des O.M. de Hückel aux systèmes conjugués ; aromaticité et homoaromaticité ;
théorie de perturbation des O.M. et méthode des orbitales frontalières.
* Analyse et effets conformationnels
* Effets stériques et stéréoélectroniques sur la stabilité et la réactivité
*Etude et description des mécanismes réactionnels : critères thermodynamique et
cinétique, effets de substituants (Hammett, Taft), concepts mécanistiques de base (contrôle
cinétique vs thermodynamique, postulat de Hammond, principe de Curtin-Hammett), études
de mécanismes (marquage et effets isotopiques, preuves stéréochimiques et cinétiques,
effets du milieu, catalyse, effet de structure en phase gazeuse…), états de transitions,
intermédiaires réactionnels.
Illustration des effets des différents paramètres en réexaminant des mécanismes
déjà vus en licence (SN, E, Add…) et applications à d’autres réactions (réactions
concertées dont péricycliques, cyclisations, chimie des énolates, organometalliques…)
COMPETENCES ACQUISES :
A l’issue de cet enseignement les étudiants doivent savoir :
- interpréter les données expérimentales et théoriques pour proposer des mécanismes en
accord avec ces données,
- utiliser des informations sur le mécanisme pour prévoir les différents aspects de la
sélectivité
- anticiper, ou expliquer la formation de produits secondaires et pouvoir proposer des
solutions permettant d’en éviter (limiter) la formation.
ÉVALUATION : Contrôle terminal
UE 2.2 : Reaction mechanisms Study Methods
LECTURERS :
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.2
Hamid Dhimane
ECTS : 3
Farouk Berhal
TEACHING LANGUAGE
French
Teacher in charge : Pr Hamid Dhimane
GOALS
The objective of this course is to familiarize students with the various tools of chemistry
(organic and general) necessary to understanding the structure and predicting the reactivity /
stability in molecular chemistry.
Will be exposed the theoretical concepts and the various experimental approaches, and data
processing methods to extract information on the structures of the activated complex
interactions affecting reactivity, to establish the reaction mechanisms.
Prerequisites: Mastery of basic knowledge and concepts in chemistry (general, organic
and inorganic) acquired L3 chemistry.
PROGRAM
(20h + 10h courses ED)
* Templates of chemical bonding and molecular structure
Valence bond; HSAB theory, molecular orbital theory; application of OM Hückel theory to
the combined systems; aromaticity and homoaromaticity; OM perturbation theory and border
orbital method.
* Analysis and conformational effects
* Steric and stereoelectronic effects on the stability and responsiveness
* Study and description of reaction mechanisms: thermodynamic and kinetic criteria,
substituent effects (Hammett, Taft), basic mechanistic concepts (kinetic vs. thermodynamic
control, Hammond's postulate, principle of Curtin-Hammett), mechanistic studies (marking
and effects isotopic stereochemical and kinetic evidence, environmental effects, catalysis,
structural effect in the gas phase ...), transition states, reaction intermediates.
Illustration of the effects of various parameters by reviewing mechanisms already seen
license (SN, E, Add ...) and applications to other reactions (including concerted pericyclic
reactions, cyclizations, chemistry of enolates, organometallic ...)
ACQUIRED SKILLS :
After this education students need to know:
- Interpret the experimental and theoretical data suggest mechanisms in line with these data,
- Use information on the mechanism to provide different aspects of selectivity
- Anticipate or explain the formation of by-products and to propose solutions to avoid
(limited) training.
ÉVALUATION : Terminal control
UE 2.3 : Electrochimie
INTERVENANTS :
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.3
ECTS : 3
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
Français
M. Robert
D. Onidas
RESPONSABLES : M. Robert
OBJECTIFS
Ce cours a deux objectifs : d'une part introduire les éléments fondamentaux
d'électrochimie moléculaire nécessaires à la compréhension et l'étude des processus
chimiques et biochimiques faisant intervenir des transferts d'électrons, d'autre part donner
un bref aperçu de quelques applications industrielles importantes de l'électrochimie.
Pré requis : Maitrise des connaissances et concept de base en chimie acquis en L3
Chimie.
PROGRAMME
Après quelques brefs rappels sur la thermodynamique électrochimique et la nature des
interfaces chargées, les différents phénomènes contrôlant une réaction de transfert de
charge à une électrode seront étudiés en détail via notamment l’étude approfondie des
méthodes stationnaires utilisées en électrochimie. Une introduction à la voltamétrie
cyclique permettra de donner un aperçu sur la possibilité d'étudier des systèmes
chimiques et biochimiques complexes, où réactions redox et chimiques sont intimement
associées. Les principales applications de l’électrochimie telles que le stockage de
charges (pile, accumulateur, pile à combustible) ainsi que quelques exemples d’utilisation
des techniques électrochimiques en recherche seront par la suite présentées.
Cet enseignement est constitué de 12h de cours-TD.
COMPETENCES ACQUISES :
A l’issue de cet enseignement les étudiants.
ÉVALUATION : Contrôle terminal 100 %
UE 2.3 : Electrochemistry
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.3
LECTURERS :
ECTS : 3
TEACHING LANGUAGE
French
M. Robert
D. Onidas
Teacher in charge : M. Robert
GOALS
This course has two objectives: firstly introduce the basic elements of molecular
electrochemistry necessary to the understanding and study of chemical and biochemical
processes involving electron transfer, but also to give a brief overview of some applications
important industrial electrochemistry.
Prerequisites: Mastery of basic knowledge and concept in chemistry acquired L3
chemistry.
PROGRAM
After a few brief reminders on electrochemical thermodynamics and the nature of charged
interfaces, different phenomena controlling a transfer reaction load to an electrode will be
studied in detail including via in-depth study of stationary methods used in
electrochemistry. An introduction to the cyclic voltammetry will provide insight into the
possibility of studying complex chemical and biochemical systems, where redox chemical
reactions and are intimately associated. The main electrochemical applications such as the
charge storage (battery, battery, fuel cell) and some examples of using electrochemical
research
techniques
will
be
presented
later.
This teaching consists of 12 hours of lessons-TD.
ACQUIRED SKILLS :
ÉVALUATION : Terminal control 100%
UE 2.4 : Strategies for access to complex molecules
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.4
ECTS : 3
Teaching language
English and French
LECTURERS :
M. Ethève-Quelquejeu
G. Prestat
COORDINATOR : G. Prestat
GOALS
Being able to identify effective strategies for synthesis of medium complex organic
compound.
Prerequisite: Mastery of basic knowledge and concept in organic chemistry.
COURSE OF STUDY
Main protective groups in organic synthesis.
(Pr. M. Etheve-Quelquejeu, 10h courses + 5h Tutorial)
Retrosynthesis elements: disconnection, building blocks, interconversion of
functional groups, addition of functional groups.
Examples of synthetic compounds of biological interest.
(Pr. G. Prestat, 10h courses + 5h tutorial)
Skills acquired:
At the end of the course students are able to define a strategy for the synthesis of
organic molecules moderately complex.
EVALUATION : Final exam
UE 2.5 : Synthèse d’hétérocycles
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.5
INTERVENANTS :
ECTS : 3
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
H. Dhimane
Français
RESPONSABLES : H. Dhimane
OBJECTIFS
Les systèmes hétérocycliques aromatiques, ou non, sont présents dans 80% des
médicaments actuellement sur le marché. L’objectif de ce cours est d’étudier la synthèse
des principaux motifs hétérocycliques ainsi que leur réactivité.
Pré requis : Maîtriser les données acquises au niveau du cycle licence, concernant
la structure et les concepts de base de la réactivité des principales fonctions
PROGRAMME
(20h de cours et 10h de TD)
Synthèse et réactivité des principaux hétéromicrocycles :
- Oxiranes, thiiranes, aziridines, dioxiranes et oxaziridines
- Oxétane, thiétane, azétidine, oxétanones et azétidinones
Synthèse de certains cycles hétéroaromatiques :
- Furane, pyrole, thiophène et oxazoles
- Indole, benzo[b]furane et benzo[b]thiophène
- Pyridine, quinoléine et isoquinoléine
Exemples de synthèses d’hétérocycles azotés d’intérêt biologique
Skills acquired:
At the end of the course students are able to define heterocyclic units of synthetic
strategies and their use in the efficient development of various molecular structures.
ÉVALUATION : Terminal control
UE 2.5 : Synthesis of heterocycles
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.5
LECTURERS :
ECTS : 3
H. Dhimane
TEACHING LANGUAGE
French
Teacher in charge : H. Dhimane
GOALS
Aromatic heterocyclic systems, or not, are present in 80% of the drugs currently on the
market. The objective of this course is to study the synthesis of the main heterocyclic units
as well as their reactivity.
Prerequisite: Mastering the data acquired in the license cycle, on the structure and basic
concepts of the reactivity of the main functions
PROGRAM
(20 hours of courses and 10 hours of tutorials)
Synthesis and reactivity of the main hétéromicrocycles:
- Oxiranes, thiiranes, aziridines, dioxiranes and oxaziridines
- Oxetane, thietane, azetidine, oxetanones and azetidinones
Synthesis of certain heteroaromatic rings:
- Furan, pyrrole, thiophene and oxazoles
- Indole, benzo [b] furan and benzo [b] thiophene
- Pyridine, quinoline and isoquinoline
Examples of syntheses of heterocycles of biological interest
Skills acquired:
At the end of the course students are able to define heterocyclic units of synthetic
strategies and their use in the efficient development of various molecular structures
ÉVALUATION : Terminal control
UE 2.6a,c : Reactivity of transition metal complexes
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.6a,c
LECTURERS:
ECTS : 3
D. Over
TEACHING LANGUAGE
English and French
O. Reinaud
TEACHER in charge : D. Over
OBJECTIFS
Use the knowledge of structure and bonding to predict responsiveness in organometallic
chemistry and coordination chemistry.
Organometallic chemistry: understanding their applications in homogeneous catalysis in fine
chemicals and industrial application. This will be achieved through the focus mechanisms of
some selected change and the presentation of the most important industrial processes
associated.
Coordination Chemistry: namely studying biochemical and chemical mechanism of the
founders and extrapolate knowledge. Biomimetic systems - bio-inspired systems
Prerequisite : Validation of UEs organometallic chemistry and coordination S1
PROGRAM
Part 1 (2 ECU): 2.6c
General - Pioneer and catalytic organometallic species, homogeneous catalysis and
heterogeneous
Basics of asymmetric organometallic catalysis
Achiral homogeneous hydrogenation of alkenes and ketones
Asymmetric hydrogenation, ligands used
Functionalization of olefins (hydrocyanisation, hydroamination, Wacker process ..)
Carbonylation (training acetic acid, hydroformylation of olefins)
Metathesis of olefins and alkynes
Polymerization and oligomerization of olefins
Part 2 (1 ECU) : 2.6a
Coordination chemistry in biological systems
A remarkable example of synergy between chemistry and biology
discovery of how the active site of galactose oxidase, kinetic studies, isotope effect,
reaction intermediates and transition state, Hammet
Design and development of structural and functional model systems for the oxidation of
alcohols to aldehydes with molecular oxygen
Skills acquired :
EVALUATION : Final written exam and oral presentation
UE 2.6a,b : Redox metalloenzymes and models
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.6a,b
ECTS : 3
LECTURERS :
O. Reinaud
Teaching language
J-N. Rebilly
French and English
Teacher in charge: O. Reinaud
GOALS
The purpose of this course is to discover the principles governing the redox reactivity in the
study of biological systems involved in electron transfer and metabolism of oxygen.
Chemical roles of key organic and metal cofactors (Fe, Cu) and their interactions will be
discussed by presenting comparative metallo-proteins and their chemical models. The
focus will be on understanding the mechanisms at the molecular level.
Prerequisite: Mastery of basic knowledge and concept in organic chemistry
acquired L3 chemistry.
PROGRAM
Part 1 (2 ECTS): 2.6b
Tutored work on redox metalloenzymes and their chemical models.
Oral presentation, discussion, comparison, conclusions, perspectives
Part 2 (1 ECTS) : 2.6a
Coordination chemistry in biological systems
A remarkable example of synergy between chemistry and biology
discovery of how the active site of galactose oxidase, kinetic studies, isotope effect,
reaction intermediates and transition state, Hammet
Design and development of structural and functional model systems for the oxidation of
alcohols to aldehydes with molecular oxygen
Skills acquired :
EVALUATION : Final written exam and oral presentation
UE 2.7 : Méthodes biologiques et biotechnologiques 1
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.7
ECTS : 3
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
Français
INTERVENANTS :
M.-A. Sari
E. Blanc
D. Buisson
P. Nioche
RESPONSABLE: M.-A. Sari
OBJECTIFS
L’objectif de cette UE est de dispenser aux étudiant(e)s une formation en biologie
moléculaire. Cette formation a pour but de permettre la maîtrise des bases théoriques de
cette discipline qui est dispensée lors des enseignements formels.
Pré requis : connaissances de base en biochimie. Les bases de la replication,
transcription et traduction doivent être acquises
PROGRAMME
Du clonage à l’expression et la purification de protéines dans des microorganismes (procaryotes et
eucaryote), des cellules de mammifères aux animaux transgéniques
Utilisation de microorganismes par les chimistes de la biocatalyse en chimie fine à la biorémédiation
COMPETENCES ACQUISES :
Maitriser les principales techniques théoriques de biologie moléculaire.
Etre capable de travailler sur un programme scientifique avec des biologistes et des
généticiens
ÉVALUATION : Contrôle terminal
UE 2.7 : Biological and biotechnological methods 1
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.7
ECTS : 3
TEACHING LANGUAGE
French
LECTURERS :
M.-A. Sari
E. Blanc
D. Buisson
P. Nioche
Teacher in charge: M.-A. Sari
GOALS
The objective of this course is to provide the student (s) in molecular biology training. This
training is designed to allow control of the theoretical foundations of the discipline that is
provided in the formal teachings.
Prerequisite: basic knowledge in biochemistry. The basics of replication, transcription and
translation must be acquired
PROGRAM
Cloning in the expression and purification of proteins in microorganisms (prokaryotic and
eukaryotic), mammalian cells transgenic animals
Use of microorganisms by chemists of biocatalysis in fine chemicals bioremediation
Skills acquired :
Master
the
main
theoretical
techniques
of
molecular
Being able to work on a scientific program with biologists and geneticists
ÉVALUATION : Terminal control
biology.
UE 2.8 : Méthodes biologiques et biotechnologiques 2
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.8
ECTS : 3
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
INTERVENANTS :
E. Blanc
M.-A. Sari
Français
RESPONSABLE: M.-A. Sari
OBJECTIFS
L’objectif de cette UE est de dispenser aux étudiant(e)s une formation pratique
correspondant à l’UE théorique 2.7
Pré requis : UE 2.7
PROGRAMME
Cette UE se présentera sous forme de travaux pratiques sur 5 jours correspondant au
clonage, expression et purification de protéine.
COMPETENCES ACQUISES :
Maitrise des principales techniques expérimentales de biologie moléculaire et travail en
groupe
ÉVALUATION : 100% Contrôle continu. Note de TP reportée en session de rattrapage
UE 2.8 : Biological and biotechnological methods 2
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.8
ECTS : 3
TEACHING LANGUAGE
LECTURERS :
E. Blanc
M.-A. Sari
French
Teacher in charge: M.-A. Sari
GOALS
The objective of this course is to provide the student (s) practical training corresponding to
the theoretical EU 2.7
Prerequisite: UE 2.7
PROGRAM
The EU will take the form of practical work 5 days corresponding to the cloning, expression
and protein purification.
Skills acquired :
Mastery of the main molecular biology experimental techniques and group work
ÉVALUATION : 100% continuous assessment. Note TP postponed remedial session
UE 2.9 (UE9.3 P7) : Electrochimie et énergies
INTERVENANTS :
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.9
M. Robert
ECTS : 3
H. Randriamahazaka
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
Français
RESPONSABLE: H. Randriamahazaka
OBJECTIFS
Il s’agira d’étudier les bases électrochimiques permettant de comprendre l’impact des
nanosciences sur les processus de conversion, de production et de stockage de l’énergie
dans le contexte actuel de développement des énergies renouvelables. Comme ces
transferts de charge se déroulent à l’interface solide/liquide, nous étudierons
particulièrement les catalyseurs moléculaires, nanomatériaux et les surfaces
nanostructurées.
Pré requis : Niveau Licence de Chimie, Chimie physique, Sciences Physiques, Physique.
PROGRAMME
1. Introduction : Enjeux énergétiques, rôle des nanosciences (2h)
2. Les nanomatériaux pour stocker et produire de l'énergie propre (16 h)
2.1. Electrochimie sur les semi-conducteurs
2.2 Cellule photovoltaïque de type Grätzel
2.3. Processus électrochimique dans les supercondensateurs et batteries (transport, rôle du
solvant,…)
3. Systèmes moléculaires pour le stockage et l'utilisation de sources d'énergie renouvelables (16h)
3.1. Transfert d’électrons (théorie de Marcus,…)
3.2. La photosynthèse, (bio)-chimie verte déclenchée par l'énergie solaire; vers la
photosynthèse artificielle ?
3.3. Catalyse moléculaire pour la réduction des protons en H2 et la réduction de CO2 en
carburants synthétiques et produits valorisables
Cours : 14 h, TD : 14 h, TP : 6 h
COMPETENCES ACQUISES :
•
Rôle du transfert de charge (ions et électrons) dans les processus de stockage et de
production d’énergie.
•
Apport des nanomatériaux et des systèmes moléculaires dans le domaine des
énergies renouvelables (stockage et production d'énergie à la demande).
ÉVALUATION : Examen final : 50 % Travaux personnels (TP) : 50 %
UE 2.9 (UE9.3 P7) : Electrochemistry and Energy
LECTURERS :
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.9
M. Robert
ECTS : 3
H. Randriamahazaka
TEACHING LANGUAGE
French
Teacher in charge: H. Randriamahazaka
GOALS
It will study the electrochemical foundation for understanding the impact of nanoscience on
the conversion process, production and storage of energy in the current context of
renewable energy development. As these charge transfer takes place in the solid / liquid
interface, we particularly study the molecular catalysts, nanomaterials and nanostructured
surfaces.
Prerequisite: Level Degree in Chemistry, Physical Chemistry, Physical Science, Physics.
PROGRAM
1. Introduction: Energy Issues, the role of nanosciences (2h)
2. nanomaterials to store and produce clean energy (16 hours)
2.1. Electrochemistry of Semiconductors
2.2 Photovoltaic cell type Grätzel
2.3. Electrochemical process in supercapacitors and batteries (transport, role of
solvent ...)
3. Molecular Systems for storage and use of renewable energy sources (16h)
3.1. Electron transfer (Marcus theory, ...)
3.2. Photosynthesis, (bio) Green -Chemicals triggered by solar energy; to artificial
photosynthesis?
3.3. Molecular catalysis for reduction of protons to H2 and CO2 reduction of synthetic
fuels and valuable products
Course: 14 h TD: 14 h TP: 6 h
Skills acquired :
• The role of charge transfer (ions and electrons) in the storage and power generation
process.
• Contribution of nanomaterials and molecular systems in the field of renewable energy
(storage and production of energy demand).
ÉVALUATION : Final exam: 50% Personal work (TP): 50%
UE 2.10 : Statistics
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.10
ECTS : 3
TEACHERS :
M. Chiadmi
Teaching language
French
Professor in charge : M. Chiadmi
Goals
Statistic analysis of data and modelling of the cofactors relationship. Validation of methods
used in calibration and prediction processes.
Prerequisite course : probability distributions; descriptive statistics and estimation ; basic
inferential statistics
SCHEDULE
Review : matrix calculation
Statistic modelling :
Analysis of variance, simple and multiple Regression analysis, partial Least-squares,
Logistic Regression, Component analysis
Calibration :
Model calibration and Prediction
Examples with R program.
Acquired skills :
- to be able to elaborate a linear model (context and hypothesis) and investigate the factors
relationship occurrence.
- to learn how to reduce the model by non significant terms
- to implement a calibration process and estimate the confidence level of results
EXAMINATION : final test
UE 2.11 : Biologie Structurale
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.11
INTERVENANTS :
ECTS : 3
N. Leulliot
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
P. Vasos
Français
RESPONSABLE : P. Vasos
OBJECTIFS
Initiation et compréhension des deux techniques de biologie structurale existantes : la
résonnance magnétique nucléaire (RMN) et la cristallographie des rayons X (RX).
Pré requis :
PROGRAMME
En RMN, notions de spin et de couplage, traitement du signal, acquisition des données à 1,
2 et 3 dimensions, modélisation et exemples pratiques.
En RX, notions de cristallisation de protéines, acquisition et traitement des données,
résolution de structures et exemples appliqués.
COMPETENCES ACQUISES :
ÉVALUATION : Contrôle terminal
UE 2.11 : Structural biology
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.11
LECTURERS :
ECTS : 3
N. Leulliot
TEACHING LANGUAGE
P. Vasos
French
Teacher in charge : P. Vasos
GOALS
Initiation and understanding of both existing structural biology techniques: nuclear magnetic
resonance (NMR) and X-ray crystallography (RX).
Prerequisite:
PROGRAM
NMR, and concepts of spin coupling, signal processing, data acquisition at 1, 2 and 3dimensional modeling and practical examples.
RX, protein crystallization concepts acquisition and data processing, resolution structures
and applied examples.
Acquired skills :
ÉVALUATION : Terminal control
UE 2.12 (UE 9.5 à P7) : Analyse des matériaux et milieux naturels
IDENTIFICATION
CODE :
INTERVENANTS :
ECTS : 3
Alexis Groleau
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
Didier Jézéquel
Français
Rémi Losno
François Prévot
RESPONSABLE : A. Groleau
Yann Sivry
Marc Benedetti
OBJECTIFS
Acquérir pratique des analyses chimiques de base en utilisant un terrain d'expérimentation complexe.
Pré requis : Niveau de L3 en chimie, physique de base (L sciences de la matière)
PROGRAMME
Le but de cette UE optionnelle est d'apprendre à examiner quantitativement l'état et le
fonctionnement d'un milieu complexe multiphasique. Le milieu naturel est un très bon terrain
d'entraînement et d'application de par sa complexité et son évolution constante. Ce programme est
divisé en deux parties. La première concerne une description des milieux naturels afin de cerner le
fonctionnement du système exploré, et la deuxième présentera les solutions mises en œuvre pour
en étudier les propriétés chimiques. Cette deuxième partie est avant tout ax »e sur la pratique avec
18h de TP pour 6 heures de cours/TD. A la fin de cette UE, l'étudiant devra être capable d'une part
d'utiliser les méthodes appropriées pour le prélèvement et l'analyse dans un milieu complexe, et
d'autre part de rendre des résultats validés avec leur incertitude.
Partie 1: Le milieu naturel
6. Les sols, les eaux et l'air (MB, 3h, 4,5 eq.td)
7. Les équations d'échange: modèle des réservoirs et des flux. Exemple, le cycle du mercure
(phases gaz, solide, dissoute, redox) (MB, 3h, 4,5 eq.td).
Partie 2: Investigations (6h de cours/TD, 18h de TP)
Stratégie d'échantillonnage (FP, 2h, 3 eq.td)
Chromatographie, diffusion sur membrane (DJ, 2h, 3 eq.td)
Les mesures de flux: traçage isotopique, suivi des transitoires (YS, 2h, 3 eq.td)
Techniques de mesure in-situ (AG, TP 4h/groupe).
Le prélèvement: représentativité d'un prélèvement, préservation des échantillons. Les
techniques de prélèvement et de stockage (AG, TP4h/groupe).
 La contamination et les méthodes de travail en salle blanche (RL, TP 3h/groupe).
 Préparation, mise en solution et analyse de solides (FP, TP 3h/groupe)
 Pratique de la mesure isotopique (YS, TP 4h/groupe)





Cours : 12 h ; TP : 18 h
COMPETENCES ACQUISES : Pratique de l'analyse chimique dans un milieu complexe,
analyse dans l'environnement.
ÉVALUATION : : Examen 60%, TPs 40%
UE 2.12 (UE 9.5 à P7) : AnalysIs of natural materials and environments
IDENTIFICATION
CODE :
LESTURERS :
ECTS : 3
Alexis Groleau
TEACHING LANGUAGE
Didier Jézéquel
French
Rémi Losno
François Prévot
Teacher in charge : A. Groleau
Yann Sivry
Marc Benedetti
GOALS
Acquire practical basic chemical analysis using a complex testing ground.
Prerequisite : L3 level in chemistry, basic physics (L Material Sciences)
PROGRAM
The purpose of this optional EU is learning to quantitatively examine the condition and
operation of a multiphase complex environment. The natural environment is a very good
training ground and application of its complexity and its constant evolution. This program is
divided into two parts. The first is a description of the natural environment to identify how the
system explored, and the second will present the solutions implemented to study their
chemical properties. This second part is primarily ax 'e on practice with 18h of TP for 6
hours of classes / TD. At the end of this course, the student will be able firstly to use
appropriate methods for sampling and analysis in a complex environment, and secondly to
make validated results with their uncertainty.
Part 1: The natural environment
8. soil, water and air (MB, 3 hours, 4.5 eq.td)
9. Exchange equations model reservoirs and streams. Example, the mercury cycle (gas
phases, solid, dissolved redox) (MB, 3h, eq.td 4.5).
Part 2: Investigations (6h courses / TD 18h TP)
〉 Sampling Strategy (FP, 2 hours, 3 eq.td)
〉 chromatography, membrane diffusion (DJ, 2 hours, 3 eq.td)
〉 The flux measurements: isotopic tracing, tracking transient (YS, 2 hours, 3 eq.td)
〉 measurement techniques in situ (AG, TP 4h / group).
〉 The sample representativeness of sampling, sample preservation. Sampling techniques
and storage (AG TP4h / group).
〉 contamination and methods of work in a clean room (RL, TP 3h / group).
〉 Preparation, solution and solid analysis (FP, TP 3h / group)
〉 Practice of isotopic measurement (YS, TP 4h / group)
Course: 12 pm; TP: 18 h
Acquired skills :
Practice of the chemical analysis in a complex medium, analysis in the environment.
EVALUATION : : Examination 60%, 40% TPs
UE 2.13 : Initiation au médicament
INTERVENANTS :
IDENTIFICATION
CODE : UE.X
J. Ardisson, Pr
ECTS : 3
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
Français
S. Desbène-Finck, MCF
S. Giorgi-Renault, Pr
P. Helissey, MCF
S. Michel, Pr
M. Vidal, PU-PH
RESPONSABLES : S. Giorgi-Renault
OBJECTIFS
Cet enseignement est une initiation aux stratégies utilisées pour la conception d’une
molécule à activité biologique et son optimisation pour en faire le principe actif d’un
médicament. L’objectif est de préparer les étudiants aux différents M2 à l’interface chimiebiologie..
Pré requis : Connaissances des grandes fonctions chimiques, de leurs possibilités
d’ionisation, des différents types de liaisons
PROGRAMME
Le médicament : notions générales sur sa conception et son développement, CM : 6 h
- Généralités sur le médicament
- Stratégies pour la découverte d’un médicament
- Validation de la cible
- Exemple de conception d’une molécule active
Cibles biologiques des xénobiotiques, Cours 6 h, ED 1,5
-
Récepteurs
- Enzymes
- Interactions protéine-protéine
Exemples de grandes familles de médicaments préparés par extraction, synthèse ou
biotechnologies, Cours 10,5 h, ED 4,5 h
Cours
- Antibiotiques : production, 
-lactamines naturelles et hémisynthétiques, macrolides
naturels et hémisynthétiques
- Antipaludiques d’origine naturelle
- Anticancéreux d’origine naturelle interagissant avec la tubuline ou inhibiteurs des
topoisomérases
- Exemples de conception d’un chef de file : hypoglycémiants oraux, hypolipémiants,
antiviraux, antihistaminiques, anti-ulcéreux, dérivés des catécholamines
ED
- Relations structure-activité, notions de pharmacophore, analogues structuraux
- Commentaire d’article de chimie médicinale
COMPETENCES ACQUISES :
Compétences à l’interface chimie-biologie dans le domaine du médicament
permettant d’appréhender la compréhension des différentes stratégies de
conception et d’optimisation d’une molécule à activité pharmacologique.
ÉVALUATION : Contrôle terminal
UE 2.13 : Introduction to medicinal chemistry
LECTURERS :
IDENTIFICATION
CODE : UE.X
J. Ardisson, Pr
ECTS : 3
S. Desbène-Finck, MCF
TEACHING LANGUAGE
French
S. Giorgi-Renault, Pr
P. Helissey, MCF
Teacher in charge : S. Giorgi-Renault
S. Michel, Pr
M. Vidal, PU-PH
GOALS
This course is an introduction to the strategies used to design a biologically active molecule
and optimization to make the active ingredient of a drug. The goal is to prepare students for
various M2 to chemistry-biology interface ..
Prerequisite : Knowledge of the major chemical functions, their ionization potential, of the
different types of connections
PROGRAM
The medicine: general concepts on its design and development, CM: 6 h
- General information on the drug
- Strategies for drug discovery
- Validation of the target
- Example of design of an active molecule
Organic xenobiotics targets, Course 6 pm, ED 1.5
- Receivers
- Enzymes
- Protein-protein interactions
Examples of large families of drugs prepared by extraction, synthesis or
biotechnology Courses 10.5 h, 4.5 h ED
Courses:
- Antibiotics: production, β-lactam natural and semi-synthetic, natural and semisynthetic
macrolides
- Antimalarial natural
- Anticancer natural interacting with tubulin and topoisomerase inhibitors
- Examples of design of a leader: oral hypoglycemic, lipid-lowering agents, antivirals,
antihistamines, anti-ulcer, derivatives of catecholamines
ED
- Structure-activity relationships, notions of pharmacophore, structural analogues
- Review of Medicinal Chemistry Section
Acquired skills :
Skills to the chemistry-biology interface in the field of medicine to apprehend understanding
of different design and optimization strategies of a molecule pharmacological activity.
ÉVALUATION : Terminal control
UE 2.14 : Méthodologie de préparation des échantillons
IDENTIFICATION
CODE :
ECTS : 3
LANGUES D'ENSEIGNEMENT
Français
RESPONSABLE : A. Dugay
INTERVENANTS :
N. Auzeil
A. Dugay
N. Elstein
R. Grougnet
S. Michel
OBJECTIFS
Dans tout protocole analytique voire préparatif, la préparation de l’échantillon revêt un
caractère crucial, tant elle influence la qualité des résultats expérimentaux. Cette UE
propose une approche théorique des techniques
actuellement utilisées avec des
applications dans le domaine des produits de santé, biologique, agroalimentaire.
Pré requis :
PROGRAMME
-
Méthodes de préparation classiques chimiques et non chimiques
Méthodes d’extraction : extractions liquide-liquide, liquide-solide (Soxhlet, ASE,…), SFE, par
micro-ondes (molécules organiques et inorganiques)…
Méthodes de purification : cristallisations, distillations, SPE, SPME
COMPETENCES ACQUISES :
Apporter les éléments théoriques et pratiques nécessaires à la connaissance des
différentes techniques de préparation d’échantillon actuellement disponibles. Les
paramètres importants de chacune de ces techniques seront exposés afin de permettre leur
utilisation dans les meilleures conditions au sein du laboratoire analytique.
ÉVALUATION : Contrôle terminal
UE 2.14 : Sample preparation
IDENTIFICATION
CODE :
ECTS : 3
TEACHING LANGUAGE
Français
Teacher in charge : A. Dugay
LECTURERS :
N. Auzeil
A. Dugay
N. Elstein
R. Grougnet
S. Michel
GOALS
In any analytical or preparative protocol, sample preparation is of crucial importance, as it
influences the quality of experimental results. The EU proposes a theoretical approach
currently used techniques with applications in the field of health products, organic, food.
Prerequisite :
PROGRAM
-
Conventional chemical preparation methods and non-chemical
Extraction methods: liquid-liquid extractions, liquid-solid (Soxhlet, ASE, ...), SFE, microwave
(organic and inorganic molecules) ...
Purification methods: crystallization, distillation, SPE, SPME
Acquired skills :
Make the theoretical and practical knowledge required for different sample preparation
techniques currently available. Important parameters of each of these techniques will be
exposed to allow their use in the best conditions in the analytical laboratory.
ÉVALUATION : Terminal control
UE 2.16 : Internship
IDENTIFICATION
CODE : UE 2.13
ECTS : 12
Teaching language
English and French
COORDINATORS: N. Evrard-Todeschi,
F. Katheb, G. Prestat
GOALS
This internship allows to compare and complement the theoretical and methodological
teachings received during training by the integration in research laboratory. First internship of
the master, it provides an opportunity for students to acquire expertise but also know how to
be in contact with experienced professionals in the field of research
Pré-requis : Master 1 S1
PROGRAM
ECUE 10 :
Internship in academic or industrial laboratory (2 to 4 months), written report and oral
communication.
EVALUATION ECUE 10 : Written report 50 %, Oral communication and answers to
referees 50%