IDENTIFIKASI SENYAWA DENGAN SPEKTROSKOPI

TRESNA LESTARI

SPEKTROMETRI

• Teknik analisis instrumental untuk membantu analisis dan elusidasi struktur molekul senyawa

• Memprediksi jenis/golongan senyawa

• Mengetahui struktur molekul suatu senyawa

Tipe Spektroskopi• Spektroskopi Ultraviolet (UV) ---- Keadaan energi elektronik

Digunakan untuk ---- molekul konjugasi, gugus karbonil, gugus nitro

• Spektroskopi Infrared (IR) ---- keadaan energi vibrasiDigunakan untuk ---- gugus fungsional, struktur ikatan

• Spektroskopi Massa ---- Penembakan elektron berenergi tinggiDigunakan untuk ---- berat molekul, keberadaan nitrogen, halogen

• Spektroskopi NMR ---- keadaan spin intiDigunakan untuk ---- bilangan, tipe dan posisi relatif dari proton (inti hidrogen dan inti karbon 13)

STRUKTUR MOLEKUL

UV NMR

MSIR

Gugus Kromofor

Gugus Fungsi BM dan Pola Fragmentasi

Lingkungan Proton

Spektrometri UV-Vis

• Teknik analisis dengan memakai sumber radiasi elektromagnetik (REM) ultraviolet dekat (190-380 nm) dan ultraviolet jauh (380-780 nm) dengan menggunakan alat spektrofotometer

• Absorbsi cahaya UV-Vis mengakibatkan transisi elektron dari orbital keadaan dasar yang berenergi rendah ke orbital keadaan tereksitasi yang berenergi lebih tinggi

Interaksi REM - Materi

Absorpsi dan Emisi

Gelombang Elektromagnetik

Visible Light (Cahaya Tampak):Ungu –Nila –Biru –Hijau –Kuning –Jingga -Merah

Syarat Terjadinya Absorpsi Radiasi UV/VIS oleh Senyawa

• Keberadaan Kromofor:

(1) aromatik (ikatan rangkap terdelokalisasi)

(2) ikatan rangkap terkonjugasi

(3) ikatan rangkap tiga

• Keberadaan auksokrom :

Substituen pada kromofor yang menghasilkan pergeseran panjang gelombang. Suatu auksokrom akan memperpanjang kromofor dan menghasilkan kromofor baru. Contoh : -OCH3, -OH, -Cl, -NH2

Perkiraan -Maksimum Struktur Induk Diena

Woodward-Fieser Rules for Dienes

   Homoannular

(cisoid)Heteroannular

(transoid)

Parent =253 nm=214 nm =217 (acyclic)

Increments for:

  Double bond extending conjugation 30 30

  Alkyl substituent or ring residue   5   5

  Exocyclic double bond   5   5

Polar groupings:

  -OC(O)CH3   0   0

  -OR   6   6

  -Cl, -Br   5   5

  -NR2 60 60

  -SR 30 30

Transoid:   217 nm

Alkyl groups or ring residues: 3 x 5 = 15 nm

Calculated:   232 nm

Observed:   234 nm

Cisoid:   253 nm

Alkyl groups or ring residues: 2 x 5 = 10 nm

Calculated:   263 nm

Observed:   256 nm

CONTOH

Transoid:   214 nm

Alkyl groups or ring residues: 3 x 5 = 15 nm

Exocyclic double bond:   5 nm

Calculated:   234 nm

Observed:   235 nm

Cisoid:   253 nm

Alkyl groups or ring residues: 4 x 5 = 20 nm

Exocyclic double bond:   5 nm

Calculated:   278 nm

Observed:   275 nm

CONTOH

Contoh Spektrum UV

Contoh Spektrum UV

Woodward's Rules for Conjugated Carbonyl Compounds

Base values:

  X = R

       Six-membered ring or acyclic parent enone =215 nm

       Five-membered ring parent enone =202 nm

       Acyclic dienone =245 nm

  X = H =208 nm

  X = OH, OR =193 nm

Perkiraan -Maksimum Struktur Induk Keton dan Aldehid

Woodward's Rules for Conjugated Carbonyl Compounds

Increments for:

  Double bond extending conjugation 30

  Exocyclic double bond   5

 Endocyclic double bond in a 5- or 7-membered ring for X = OH, OR

  5

  Homocyclic diene component 39

  Alkyl substituent or ring residue 10

  12

  or higher 18

Polar groupings:

  -OH 35

  30

  50

  -OC(O)CH3   6

  -OCH3 35

  30

  17

  31

  -Cl 15

  12

  -Br 30

  25

  -NR2 95

Solvent correction*: variable

  max (calc'd) total

Woodward's Rules for Conjugated Carbonyl Compounds

Solvent max shift (nm)

Water + 8

chloroform -1

ether - 7

cyclohexane - 11

dioxane - 5

hexane - 11

Woodward's Rules for Conjugated Carbonyl Compounds

Acyclic enone:   215 nm

-Alkyl groups or ring residues:   10 nm

-Alkyl groups or ring residues: 2 x 12 = 24 nm

Calculated:   249 nm

Observed:   249 nm

CONTOH

Five-membered ring parent enone:

  202 nm

-Alkyl groups or ring residues: 2 x 12 = 24 nm

Exocyclic double bond:   5 nm

Calculated:   231 nm

Observed:   226 nm

Carboxylic acid:   193 nm

-Alkyl groups or ring residues:   10 nm

-Alkyl groups or ring residues:   12 nm

Calculated:   215 nm

Observed:   217 nm

Ester:   193 nm

-Alkyl groups or ring residues:   10 nm

-Alkyl groups or ring residues:   12 nm

Endocyclic double bond in 7-membered ring:   5 nm

Calculated:   220 nm

Observed:   222 nm

CONTOH

Aldehyde:   208 nm

-Alkyl groups or ring residues:   10 nm

-Alkyl groups or ring residues: 2 x 12 = 24 nm

Calculated:   242 nm

Observed:   242 nm

Aldehyde:   208 nm

Extended conjugation:   30 nm

Homodiene component:   39 nm

-Alkyl groups or ring residues:   10 nm

-Alkyl groups or ring residues:   18 nm

Calculated:   304 nm

Observed:   302 nm

CONTOH

Spektroskopi Infra Merah

• Metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0,75-1.000 µm atau pada bilangan gelombang 13.000-10 cm-1

Pembagaian Daerah IR

Komponen grafik

• Transmitans % menyatakan banyaknya intensitas cahaya yang kembali ke detektor

• Wavenumber menyatakan panjang gelombang yang dipancarkan (cm-1)

baseline

peak

Math Composer 1. 1. 5http: / /www. mathcomposer. com

%T = intensitasintensitas orisinil

x 100

CH3COOH

3350 – frekuensi vibrasi stretching OH

2950 -- frekuensi vibrasi stretching CH alifatik asimetris

(intensitas kurang dari 2860 adalah frekuensi vibrasi stretching simetris

1425 -- Karakteristik penyerapan CH2

1065 -- Penyerapan C-O

Senyawa tersebut adalah cyclohexanol.

Spektrometri Massa

• Metode analisis instrumental yang dipakai untuk identifikasi dan penentuan struktur dengan menunjukkan massa relatif molekul komponen dan massa relatif hasil pemecahannya

Spektrum Massa

• Spektrum massa dipaparkan sebagai grafik batangan

• Tiap puncak menyatakan suatu fragmen molekul, disusun dari m/e kecil ke m/e besar

• Puncak tertinggi dalam spektrum disebut puncak dasar (base peak), diberi nilai intensitas 100%

• Puncak-puncak yang lebih kecil intensitasnya diukur relatif terhadap puncak dasar

TERIMAKASIH