*SELAMAT BERJUMPAELUSIDASI STRUKTUR MOLEKUL ORGANIK (3 SKS)

PROF. DR. I MADE DIRA SWANTARA, M.Si.

1. UV-VIS2. IR3. NMR4. MS

*SPEKTROSKOPI MASSA PRINSIP DASAR: MOLEKUL SAMPEL DALAM KEADAAN UAP DITEMBAK DENGAN ELEKTRON BERENERGI TINGGI (70eV), SEHINGGA SALAH SATU ELEKTRON VALENSINYA KELUAR DAN MEMBENTUK ION POSITIF UMUMNYA MENGGUNAKAN TEKNIK TUMBUKAN ELEKTRON (ELECTRON IMPACT, EI) ION POSITIF YANG TERBENTUK INI DISEBUT ION MOLEKUL (M+) ION MOLEKUL YANG TIDAK STABIL DAPAT TERPENGGAL LAGI MENJADI PENGGALAN- PENGGALAN YANG LEBIH KECIL. HANYA ION POSITIF YANG DAPAT SAMPAI KEDETEKTOR DAN DAPAT DIREKAM SEBAGAI PUNCAK. PADA SPEKTRA MASSA, ION MOLEKUL DITANDAI DENGAN PUNCAK PALING STABIL DISEBELAH KANAN. SEDANGKAN PUNCAK YANG PALING TINGGI (STABIL) DISEBUT PUNCAK DASAR (BASE PEAK) CONTOH SPEKTRA MASSA BENZAMIDA

*SPEKTROSKOPI MASSAKROMATOGRAFI GAS-SPEKTROSKOPI MASSASAAT INI, PERALATAN KROMATOGRAFI GAS SERING DIPADUKAN DENGAN SPEKTROMETER MASSA.KROMATOGRAFI GAS BERFUNGSI UNTUK MEMISAHKAN KOMPONEN-KOMPONEN DALAM SAMPEL, KEMUDIAN SETIAP KOMPONEN DIANALISIS DENGAN SPEKTROSKOPI MASSA.UNTUK SENYAWA YANG KURANG VOLATIL DAPAT DIDERIVATISASI MENJADI SENYAWA YANG VOLATIL ATAU MENGGUNAKAN LC-MS.

SPEKTRUM MASSADALAM TENIK EI, DIGUNAKAN ELEKTRON DENGAN ENERGI 70 Ev.CONTOH MOLEKUL METANOL:

PEMENGGALAN ION MOLEKUL INI DAPAT BERUPA

*SPEKTROSKOPI MASSAPENENTUAN RUMUS MOLEKUL1. SPEKTROMETER MASSA RESOLUSI TINNGIDAPAT MENENTUKAN MASSA ION SECARA TELITI: H = 1,0078. O = 15, 9949. C = 12,0000. S = 31,9721. N = 14,0031.UNTUK MENENTUKAN RUMUS MOLEKULNYA, DARI DATA BM LANGSUNG RUJUK KE TABEL BEYNON2. SPEKTROMETER MASSA RESOLUSI RENDAHMASSA ION HANYA DAPAT DIUKUR DENGAN PEMBULATAN H = 1 O = 16 C = 12 S = 32 N = 14TIDAK DAPAT MEMBEDAKAN SENYAWA YANG MEMPUNYAI BM 28 (CO; CH2N; C2H4)UNTUK MENENTUKAN RUMUS MOLEKULNYA, DARI DATA BM PEMBULATAN DITENTUKAN DULU JUMLAH ATON C YANG ADA DENGAN RUMUS:

JUMLAH C ~ %(M+1)/1,1 (JIKA HANYA TERDAPAT ATOM C, H, N, O)

JIKA SUDAH DIPEROLEH PERKIRAAN JUMLAH ATOM C MAKA RUJUK KETABEL BEYNON UNTUK KOMBINASI C, H, N, O.

PEMAKAIAN RUMUS MOLEKULMENGETAHUI JENIS DAN JUMLAH UNSURMENGETAHUI JUMLAH IKATAN RANGKAP (DBE) DENGAN RUMUS DBE = C - H/2 - X/2 + N/2 +1 (JIKA UNSURNYA HANYA C, H, O, X, N, S).

*SPEKTROSKOPI MASSAISOTOP SPEKTRA MASSASPEKTRA MASSA SANGAT PEKA, SEHINGGA PARTIKEL YANG BERBEDA 1 sma AKAN MEMBERIKAN ISYARAT YANG TERPISAH.DENGAN DEMIKIAN MAKA DISAMPING ADANYA ISYARAT ION MOLEKUL (M+) ADA JUGA TERLIHAT ISYARAT M+1 DAN M+2.

KELIMPAHAN RELATIF ISOTOP BEBERAPA UNSUR

RINGKASAN:PENYUMBANG M+1 C, NPENYUMBANG M+2 O, Cl, Br, S, Si

*SPEKTROSKOPI MASSAIONISASI DAN FRAGMENTASI DALAM SPEKTRA MASSADALAM SPEKTRA MASSA ELEKTRON YANG PERTAMA KELUAR DARI MOLEKUL KEMUNGKINANNYA ADALAH BERTURUT-TURUT ELEKTRON n, , .FRAGMENTASI SELANJUTNYA ADALAH SEBUAH ION MOLEKUL TIDAK PECAH DENGAN CARA ACAK, TETAPI CENDERUNG MEMBNENTUK FRAGMEN-FRAGMEN SESTABIL MUNGKIN.UMUMNYA ION MOLEKUL AKAN MELEPASKAN MOLEKUL-MOLEKUL KECIL DAN RADIKAL BEBAS.CONTOH FRAGMENTASI METANOL

*SPEKTROSKOPI MASSAEFEK PERCABANGANPERCABANGAN PADA RANTAI HIDROGEN MENGHASILKAN FRAGMENTASI YANG UTAMA PADA CABANG (KARENA RADIKAL ION SEKUNDER DAN KARBOKATION SEKUNDER LEBIH STABIL DARIPADA PADANAN PRIMERNYA.

EFEK SUATU HETEROATOM ATAU GUGUS KARBONILMOLEKUL YANG MENGANDUNG HETEROATOM ATAU KARBONIL FRAGMENTASINYA TERJADI PADA TERHADAP HETERO ATOM ATAU KARBONIL TERSEBUT.HAL INI TERJADI KARENA KATION YANG TERBENTUK DISTABILKAN OLEH RESONANSI

*SPEKTROSKOPI MASSAHILANGNYA SEBUAH MOLEKUL KECILMOLEKUL KECIL SEPERTI H2O, CO2, CO, DAN C2H4 DAPAT TERLEPAS DARI ION MOLRKUL.ALKOHOL MUDAH MELEPASKAN H2O (M-18).

PENATAAN ULANGBILA TERDAPAT SEBUAH ATOM HIDROGEN TERHADAP GUGUS KARBONIL DALAM ION MOLEKUL, MAKA DAPAT TERJADI PENATAAN ULANG McLAFFERTY, DENGAN MELEPASKAN SUATU ALKENA DARI ION MOLEKUL TERSEBUT.

*SPEKTROSKOPI MASSASPEKTRA MASSA GOLONGAN SENYAWA KIMIAI. HIDROKARBON1. HK JENUHTERJADI KUMPULAN PUNCAK, SETIAP KUMPULAN BERSELISIH 14 sma.PUNCAK KHAS M-28 (LEMAH)2. ALKENA (OLEFIN)PUNCAK PADA m/z 41, 55, DAN 69 BERGANTUNG PADA JUMLAH n (CnH2n+1) 3. HK AROMATIK & AR ALKIL PUNCAK DASAR m/z 91 (C6H5CH2+) ATAU TRIPOLIUM, DAN PECAH MENJADI C5H6 (M/z 65)

*SPEKTROSKOPI MASSAII. HIDROKSI1. ALKOHOL- PRIMER: m/z 31 (CH2=OH)+- SEKUNDER: m/z 45, 59, 73, ..dst (R-CHOH)+- TERTIER: m/z: 59, 73, 87, .. dst (RRC=OH)+- PUNCAK LAIN M-18

2. FENOL- M+ KUAT, KADANG-KADANG MENJADI PUNCAK DASAR, PUNCAK M+1 KECIL- PUNCAK LAIN m/z M-28 (-CO), M-29 (M-CHO)

*SPEKTROSKOPI MASSAIII. ETER1. ETER ALIFATIKPENGGALAN YANG MENGANDUNG OKSIGEN MENJADI PUNCAK DASAR.PUNCAK KHAS PADA ASETAL: M-R, M-OR, M-H

2. ETER AROMATIK-PENGGALAN UTAMA, PADA IKATAN TERHADAP CINCINCONTOH: ANISOL MEMBERIKAN PUNCAK M/Z 93 DAN 65

-PUNCAK KHAS LAIN M/Z 78 DAN 77

IV. KETONKETON ALIFATIKPUNCAK UTAMA M/Z 43 ATAU 57 ATAU 71 (AKIBAT PEMUTUSAN C-C DISEBELAH O)

PUNCAK DASAR TERJADI KARENA PELEPASAN ALKIL BESAR

KETON LINGKARPUNCAK DASAR SIKLOPENTANON DAN SIKLOHEKSANON M/Z 55 (HAL. 24)PUNCAK LAIN PADA SIKLOHEKSANON M/Z 83 DAN 42

KETON AROMATIKPUNCAK KHAS ARIL ALKIL M/Z 105 PUNCAK DASARSPEKTROSKOPI MASSA

SPEKTROSKOPI MASSAV. ALDEHIDAALDEHID ALIFATIKPUNCAK KHAS M-1 DAN M-RPUNCAK LAIN: M-18, M-28 (-CH2=CH2), M-43 (CH2-CH-O), M-44 (-CH2-CH-O)ALDEHID AROMATIKM+ BESAR (~ PUNCAK DASAR)PUNCAK (M-1) CO : PUNCAK M/Z 77 CH=CH: PUNCAK M/Z 51

VI. ASAM KARBOKSILATALIFATIKCONTOH PEMENGGALAN C-C ASAM KARBOKSILAT

AROMATIKM+ BESARPUNCAK M-17 DAN M-45SPEKTROSKOPI MASSA

VII. ESTER KARBOKSILATESTER ALIFATIKEMPAT ION DAPAT TERJADI DARI PEMUTUSAN DI SEBELAH O

ESTER BENZIL DAN FENILBENZIL ASETAT DAN FENIL ASETAT, PUNCAK DASAR 108

SPEKTROSKOPI MASSA

SPEKTROSKOPI MASSAVII. ESTER KARBOKSILATESTER BENZIL DAN FENILBENZIL ASETAT DAN FENIL ASETAT, PUNCAK DASAR 99

PUNCAK KHAS LAIN DARI BENZIL ASETAT M/Z 43 DAN 91

VIII. LAKTONPUNCAK DASAR VALEROLAKTON (M/Z 56) DAN PUNCAK KUAT LAIN BUTIROLAKTON SBB:

PUNCAK KUAT LAIN: VALEROLAKTON: 27, 28, 29, 41, 43, 85BUTIROLAKTON: 27, 28, 29, 41, 42

SPEKTROSKOPI MASSA

IX. AMINAATURAN N (BM ganjil, kemungkinan ada N ganjil, BM genap kemungkinan tidak ada N atau N genap)

AMINA ALIFATIKPUNCAK DASAR AMINA PRIMER, SEKUNDER, TERTIER SBB:

AMINA LINGKAR-PUNCAK M-1 KUAT (~ PUNCAK DASAR)SPEKTROSKOPI MASSAR2 > R1 atau R= alkil

X. AMIDAAMIDA ALIFATIKPUNCAK DASAR AMIDA PRIMER C1-C3(41); > C3 (59)AMIDA AROMATIKBENZAMIDA AKAN MELEPASKAN NH2 DARI MOLEKULNYA

PEMECAHAN CARA LAIN MENGHASILKAN M/Z 44

SPEKTROSKOPI MASSA

XI. NITRIL ALIFATIKPUNCAK M/Z 41 TIDAK KHAS (C3H5 = 41)PUNCAK M/Z 97 KUAT (~PUNCAK DASAR) (HAL. 32)

XII. SENYAWA NITRONITRO ALIFATIKM+ LEMAHPUNCAK UTAMA M-NO2PUNCAK LAIN M/Z 30 (NO+), 46 (NO2+)

SPEKTROSKOPI MASSA

SPEKTROSKOPI MASSAXII. SENYAWA NITRO2.NITRO AROMATIKM+ KUATPUNCAK KUAT LAIN M-30 (-NO) DAN M-46 (-NO2)ISOTOP O,M,P NITROANILIN MEMBERIKAN PUNCAK M+ KUAT

SPEKTROSKOPI MASSAXII. SENYAWA NITRO2.NITRO AROMATIKUNTUK MEMBEDAKAN KETIGA SENYAWA DI ATAS

XIII. NITRIT ALIFATIKPUNCAK M/Z 30 (NO+) KUAT (~ PUNCAK DASAR)PUNCAK KUAT LAIN M/Z 60TIDAK ADANYA PUNCAK M/Z 46 MEMBEDAKAN DENGAN NITRO

XIV. NITRAT ALIFATIKPUNCAK DASAR PEMUTUSAN C-C DI SEBELAH NO2 DIIKUTI PELEPASAN ALKILPUNCAK LAIN M/Z 46 (NO2+)

SPEKTROSKOPI MASSA

SPEKTROSKOPI MASSAXV. SENYAWA BELERANG (SULFUR)M+2 ~ 4,4%

MERCAPTAN ALIFATIK (TIOL)PUNCAK KHAS M/Z 47 (CH2=SH+)MERKAPTAN PRIMER M/Z M-34 MELEPAS ETILEN, MENGHASILKAN DERET HOMOLOG M-H2S-(CH2=CH2)n

MERKAPTAN SEKUNDER DAN TERTIER, PUNCAK M-CH3, M-C2H5, M-C3H7,DSTMERKAPTAN SEKUNDER SERING MUNCUL PUNCAK M-33

SPEKTROSKOPI MASSAXV. SENYAWA BELERANG (SULFUR)SULFIDA ALIFATIKMENGHASILKAN PUNCAK M/Z 61 DAN 47

UNTUK MEMBEDAKAN DENGAN MERKAPTAN TIDAK ADA PUNCAK M-H2S DAN M-SHPUNCAK ION INI PALING SERING MUNCUL M/Z 103

SPEKTROSKOPI MASSAXV. SENYAWA BELERANG (SULFUR)3.DISULFIDA ALIFATIK-PUNCAK KUAT TERJADI PADA PEMUTUSAN IKATAN C-S

SPEKTROSKOPI MASSAXVI. SENYAWA HALOGENADANYA ATOM Cl DAN/ATAU Br DAPAT DILIHAT PADA KELIMPAHAN M+2 DAN JUMLAH HALOGEN DAPAT DILIHAT SEPERTI TABEL INI

HALOGEN%M+2%M+4%M+6%M+8%M+10%M+12Br97,9Br2195,095,5Br3293,0286,093,4Cl32,6Cl265,310,6Cl397,831,93,47Cl4131,063,914,01,15Cl5163,0106,034,75,660,37Cl6196,0161,069,417,02,230,11BrCl130,031,9Br2Cl228,0159,031,2BrCl2163,074,410,4