Spekroskopi nmr new
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Spekroskopi nmr new

on

  • 376 views

 

Statistics

Views

Total Views
376
Views on SlideShare
376
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
21
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft PowerPoint

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

Spekroskopi nmr new Spekroskopi nmr new Presentation Transcript

  • SPEKTRUM NMR ?SPEKTRUM NMR ? Analisis HAnalisis H11NMR merupakan analisis untukNMR merupakan analisis untukmenentukan struktur suatu senyawamenentukan struktur suatu senyawaberdasarkan tipe proton/hidrogenberdasarkan tipe proton/hidrogen Spektrum NMR memberikan keteranganSpektrum NMR memberikan keterangantentang jumlah tipe hidrogen suatu molekultentang jumlah tipe hidrogen suatu molekul Spektrum NMR memberikan keteranganSpektrum NMR memberikan keterangantentang sifat lingkungan setiap tipe hidrogententang sifat lingkungan setiap tipe hidrogen Gabungan antara spektrum NMR danGabungan antara spektrum NMR danspektrum IR sering kali cukup untukspektrum IR sering kali cukup untukmenentukan struktur molekul yang belummenentukan struktur molekul yang belumdiketahuidiketahui
  • Mengapa Mempelajari NMR ?MinyakCengkehEugenol Industri makanan, farmasiIso-eugenolEugenolAsetatIndustri parfum/kosmetikaVanilin Industri FlavorIndustri Plavor
  • MinyakCengkehEugenol IsoeugenolVanilinVertaraldehidkalkon kalkonFlavonKet :Setiap tahappembentukan senyawadisertaiidentifikasi secaraspektroskopi (UV Vis,IR, NMR dan MS)Uji aktivitas antioksidanSINTESIS FLAVON
  • Sintesis FeratraldehidSintesis FeratraldehidOHOCH3OHOCH3eugenol isoeugenolHOOCH3OCH3veratraldehydeHOOHOCH3Vanillin
  • Usulan SintesisUsulan SintesisVerataldehidVerataldehidOHOCH3OCH3OCH3OCH3OCH3OOCH3OCH3HEugenol metileugenol metil isoeugenol Veratraldehid
  • HOOCH3OCH3veratraldehydeOHOHOOCH3OCH32,4-dihydroxy 3,4-dimethoxychalconeHOOHOCH3VanillinOHoOHOCH3HO OoOOCH3HO2”,4”,4 trihydroxy,3 methoxychalconeflavonOOHHO2,4-dihidroksi asetofenon
  • Contoh Spektrum HContoh Spektrum H11NMRNMR
  • Spektrum Resonansi magnet IntiSpektrum Resonansi magnet Inti(H(H11NMR)NMR) Memberikan keterangan tentang jumlahMemberikan keterangan tentang jumlahtipe hidrogen suatu molekultipe hidrogen suatu molekul Memberikan keterangan tentang sifatMemberikan keterangan tentang sifatlingkungan setiap tipe hidrogenlingkungan setiap tipe hidrogen Gabungan antara spektrum NMR danGabungan antara spektrum NMR danspektrum IR sering kali cukup untukspektrum IR sering kali cukup untukmenentukan struktur molekul yang belummenentukan struktur molekul yang belumdiketahuidiketahui
  • Spin IntiSpin Inti Banyak inti atom bila berputar berkelakuanBanyak inti atom bila berputar berkelakuanseperti magnetseperti magnet Setiap inti atom yang mempunyai nomorSetiap inti atom yang mempunyai nomoratom ganjil atau nomor massa ganjil atauatom ganjil atau nomor massa ganjil ataukeduanya, mempunyai momentum angularkeduanya, mempunyai momentum angularspin dan momen magnet tertentuspin dan momen magnet tertentu Misalnya :Misalnya : 11HH11,, 11HH22,, 66CC1313,, 77NN1414,,,, 99FF1919 Tidak termasuk mempunyai spinTidak termasuk mempunyai spinmisalnya :misalnya : 66CC1212,, 88OO1616
  • Momen Magnet IntiMomen Magnet Inti Karena inti bermuatan maka setiap intiKarena inti bermuatan maka setiap intidalam medan magnet yang diberikandalam medan magnet yang diberikanberputar dengan menghasilkan medanberputar dengan menghasilkan medanmagnet.magnet. Inti yang berputar mempunyai momenInti yang berputar mempunyai momenmagnet (magnet (μμ) yang dihasilkan oleh medan) yang dihasilkan oleh medanmagnet dan spinnyamagnet dan spinnya
  • Kedudukan Spin danKedudukan Spin danMomen Magnet IntiMomen Magnet Inti Inti hidrogen dapat mempunyai spin searah jarumInti hidrogen dapat mempunyai spin searah jarumjam (+1/2) dan berlawanan arah jarum jam (-1/2)jam (+1/2) dan berlawanan arah jarum jam (-1/2) Dalam medan magnet semua proton mempunyaiDalam medan magnet semua proton mempunyaimomen magnet (momen magnet (μμ)) yang searah dan berlawananyang searah dan berlawananarah dengan medan magnet yang diberikan.arah dengan medan magnet yang diberikan. Kedudukan spin (+1/2) tenaganya rendah,Kedudukan spin (+1/2) tenaganya rendah,kedudukan spin (-1/2) tenaganya tinggikedudukan spin (-1/2) tenaganya tinggi Pada penggunaan medan magnet kuat kedudukanPada penggunaan medan magnet kuat kedudukanspin dipecah menjadi dua kedudukan yangspin dipecah menjadi dua kedudukan yangtenaganya tidak samatenaganya tidak sama
  • Nuclear SpinNuclear Spin A nucleus with an odd atomic number orA nucleus with an odd atomic number oran odd mass number has a nuclear spin.an odd mass number has a nuclear spin. The spinning charged nucleus generatesThe spinning charged nucleus generatesa magnetic field.a magnetic field.=>
  • External MagneticExternal MagneticFieldField When placed in an external field,When placed in an external field,spinning protons act like bar magnets.spinning protons act like bar magnets.
  • Kedudukan Spin ProtonKedudukan Spin Proton- ½ Melawan medan+ ½ sarah medan- 1/2+ 1/2HoTidak adamedanAdamedanE
  • Penyerapan TenagaPenyerapan TenagaE = k Ho = hv- 1/2+ 1/2EHo kenaikan medan magnetPemisahan tenaga kedudukan spin sebagaifungsi kekuatan medan magnet yang digunakan
  • Perbedaan TenagaPerbedaan Tenaga Makin besar medan magnet yang digunakanMakin besar medan magnet yang digunakanmakin besar perbedaan tenaga antaramakin besar perbedaan tenaga antarakedudukan spin yang berlawanankedudukan spin yang berlawanan ΔΔ E = f (HE = f (Hoo) = f () = f (γγ HHoo)=)= hvhv == γγ((h/2h/2ππ) H) Hoo SehinggaSehingga vv = (= (γγ /2/2 ππ) H) Hooγγ = perbandingan giro magnet (magnetogyric ratio)= perbandingan giro magnet (magnetogyric ratio)yaitu perbandingan antara perbedaan momen magnetyaitu perbandingan antara perbedaan momen magnetdengan momen angularnya. Nilaidengan momen angularnya. Nilai γγ, adalah tetap untuk, adalah tetap untuksetiap inti (26,753 ssetiap inti (26,753 s-1-1gaussgauss-1-1untuk H).untuk H).
  • Proses Resonansi Magnet IntiProses Resonansi Magnet Inti Bila medan magnet diberikan, inti akan berputarBila medan magnet diberikan, inti akan berputarpada sumbunya dengan frekuensi angular/sudutpada sumbunya dengan frekuensi angular/sudut((ωω). Frekuensi saat proton berputar berbanding). Frekuensi saat proton berputar berbandinglangsung dengan kekuatan medan yang diberikanlangsung dengan kekuatan medan yang diberikan Untuk proton jika medan yang diberikan 14.100Untuk proton jika medan yang diberikan 14.100gauss, frekuensi perputaran sekitar 60 MHgauss, frekuensi perputaran sekitar 60 MHzz.. Karena inti bermuatan, perputaran inti akanKarena inti bermuatan, perputaran inti akanmenghasilkan getaran medan listrik denganmenghasilkan getaran medan listrik denganfrekuensi yang sama.frekuensi yang sama.
  • Proses Resonansi Magnet Inti ….Proses Resonansi Magnet Inti ….lanjutanlanjutan Jika gelombang radio dari frekuensi yang sama diberikanJika gelombang radio dari frekuensi yang sama diberikanpada proton yang berputar, tenaga akan diserappada proton yang berputar, tenaga akan diserap Bila frekuensi komponen medan listrik yang bergetar dariBila frekuensi komponen medan listrik yang bergetar dariradiasi yang datang tepat sama dengan frekuensi medanradiasi yang datang tepat sama dengan frekuensi medanlistrik yang dihasilkan oleh inti yang berputar dua medanlistrik yang dihasilkan oleh inti yang berputar dua medandapat bergabung dan tenaga dapat dipindahkan dari radiasidapat bergabung dan tenaga dapat dipindahkan dari radiasiyang datang ke inti sehingga muatan berputaryang datang ke inti sehingga muatan berputar.. Keadaan ini disebutKeadaan ini disebut “resonansi”.“resonansi”.Inti beresonansi denganInti beresonansi dengangelombang elektromagnetik yang datang,gelombang elektromagnetik yang datang,
  • ResonansiResonansi Resonansi :Resonansi : Dalam spektroskopi NMR resonansiDalam spektroskopi NMR resonansiadalah energi yang diserap oleh inti yang presesiadalah energi yang diserap oleh inti yang presesidan hasil “flip” spin inti dari tingkat energi rendahdan hasil “flip” spin inti dari tingkat energi rendahke tingkat energi tinggike tingkat energi tinggi Presesi spin menginduksi medan magnet yangPresesi spin menginduksi medan magnet yangmenghasilkan sinyal yang direkam oleh instrumen.menghasilkan sinyal yang direkam oleh instrumen. Signal:Signal: Rekaman spektrum NMR dari resonansiRekaman spektrum NMR dari resonansimagnetik nuklirmagnetik nuklir
  • Frekuensi Resonansi dan KekuatanFrekuensi Resonansi dan KekuatanMedan Magnet yang DigunakanMedan Magnet yang DigunakanProton yang tidak terlindungi akan menyerapProton yang tidak terlindungi akan menyerapradiasi pada frekuensi 42,6 MHradiasi pada frekuensi 42,6 MHzz padapadamedan yang berkekuatan 10.000 Gaussmedan yang berkekuatan 10.000 Gaussatau frekuensi 60,0 MHatau frekuensi 60,0 MHzz pada medan yangpada medan yangberkekuatan 14.100 gauss.berkekuatan 14.100 gauss.
  • Pergeseran Kimia dan PerlindunganPergeseran Kimia dan Perlindungan Proton-proton dilindungi oleh elektron yangProton-proton dilindungi oleh elektron yangmengelilinginnyamengelilinginnya Di dalam medan magnet perputaran elektron valensiDi dalam medan magnet perputaran elektron valensimenghasilkan medan magnet yang melawan medanmenghasilkan medan magnet yang melawan medanmagnet yang digunakan, sehingga proton dalam molekulmagnet yang digunakan, sehingga proton dalam molekuldilindungi dari medan magnet yang digunakandilindungi dari medan magnet yang digunakan Besarnya perlindungan berbanding lurus pada kerapatanBesarnya perlindungan berbanding lurus pada kerapatanelektron yang mengelilinginya, sehingga adanyaelektron yang mengelilinginya, sehingga adanyaperputaran elektron valensi menyebabkan inti akanperputaran elektron valensi menyebabkan inti akanmengalami perputaran dengan frekuensi resonansi yangmengalami perputaran dengan frekuensi resonansi yanglebih rendahlebih rendah Setiap proton dalam molekul mempunyai lingkunganSetiap proton dalam molekul mempunyai lingkunganelektron yang berbeda sehingga akan mengalami frekuensielektron yang berbeda sehingga akan mengalami frekuensiresonansi yang berbeda.resonansi yang berbeda.
  • Pergeseran Kimia dan PerlindunganPergeseran Kimia dan Perlindungan
  • Proton in MoleculProton in Molecul=> Depending on their chemicalDepending on their chemicalenvironment, protons in a molecule areenvironment, protons in a molecule areshielded by different amounts.shielded by different amounts.
  • TetrametilsilanTetrametilsilan Perbedaan frekuensi resonansi setiap protonPerbedaan frekuensi resonansi setiap protonsangat kecilsangat kecil Jika medan magnet yang digunakan mempunyaiJika medan magnet yang digunakan mempunyaikekuatan 14.100 Gauss perbedaan frekuensikekuatan 14.100 Gauss perbedaan frekuensiresonansi proton dalam klorometan denganresonansi proton dalam klorometan denganproton dalam fluorometan hanya 72 Hproton dalam fluorometan hanya 72 Hzz Karena medan magnet yang digunakan dariKarena medan magnet yang digunakan darifrekuensi sekitar 60 MHfrekuensi sekitar 60 MHzz frekuensi resonansifrekuensi resonansisetiap proton sangat sukar diukursetiap proton sangat sukar diukur Adanya penambahan senyawa standar sepertiAdanya penambahan senyawa standar sepertitetrametilsilan, (CHtetrametilsilan, (CH33))44Si yang juga disebut TMSSi yang juga disebut TMSakan memudahkan pengukuranakan memudahkan pengukuran
  • TetramethylsilaneTetramethylsilane TMS is added to the sample.TMS is added to the sample. Since silicon is less electronegative than carbon, TMSSince silicon is less electronegative than carbon, TMSprotons are highly shielded. Signal defined as zeroprotons are highly shielded. Signal defined as zero.. Organic protons absorb downfield (to the left) of theOrganic protons absorb downfield (to the left) of theTMS signal.TMS signal.=>=>SiCH3CH3CH3H3C
  • Pergeseran KimiaPergeseran Kimiadalam Hzdalam Hz Jika TMS dipilih sebagai senyawa standar, makaJika TMS dipilih sebagai senyawa standar, makaresonansi proton senyawa lain diukur seberapa jauhresonansi proton senyawa lain diukur seberapa jauhdalam Hdalam Hzz digeser dari proton-proton TMSdigeser dari proton-proton TMS Bilangan pergeseran dalam HBilangan pergeseran dalam Hzz dari TMS suatu protondari TMS suatu protontergantung pada kekuatan medan magnet yangtergantung pada kekuatan medan magnet yangdigunakandigunakan Perbandingan frekuensi resonansi = perbandingan duaPerbandingan frekuensi resonansi = perbandingan duakekuatan medan magnet yang digunakankekuatan medan magnet yang digunakan100 MH100 MHzz 23.500 Gauss 523.500 Gauss 5 Misalnya : = =Misalnya : = =60 MH60 MHzz 14.100 Gauss 314.100 Gauss 3
  • Pergeseran KimiaPergeseran Kimia((δδ ) dalam ppm) dalam ppm Mengukuran dengan kekuatan medan magnet yangMengukuran dengan kekuatan medan magnet yangberbeda menghasilkan pergeseran Hberbeda menghasilkan pergeseran Hzz dari TMS yangdari TMS yangberbeda akan menimbulkan masalahberbeda akan menimbulkan masalah Pengunaan parameter baru yang tidak tergantung padaPengunaan parameter baru yang tidak tergantung padakekuatan medan magnet yang digunakan yang disebutkekuatan medan magnet yang digunakan yang disebut ““pergeseran kimia” (pergeseran kimia” (δδ)) dapat mengatasi masalahdapat mengatasi masalahPergeseran dalam HPergeseran dalam Hzzδδ ==Frekuensi spektrofotometer dalam MHFrekuensi spektrofotometer dalam MHzz Pergeseran kimia dalam satuanPergeseran kimia dalam satuan δδ menyatakan bilanganmenyatakan bilangandi mana resonansi proton digeserkan dari TMS dalamdi mana resonansi proton digeserkan dari TMS dalam“part per million” (ppm).“part per million” (ppm).
  •  HargaHarga δδ tidak tergantung pada apakah diukur pada 60tidak tergantung pada apakah diukur pada 60MHMHzz atau pada 100 MHatau pada 100 MHzz Contoh :Contoh :Pada 60 MHPada 60 MHzz pergeseran proton dalam CHpergeseran proton dalam CH33Br adalah 162Br adalah 162HHzz dari TMS, tetapi pergeseran pada 100 MHdari TMS, tetapi pergeseran pada 100 MHzz adalah 270adalah 270HHzz, namun demikan keduanya mempunyai harga, namun demikan keduanya mempunyai harga δδ yangyangsama yaitu (sama yaitu (δδ = 2,70)= 2,70)162 H162 Hzz 270 H270 Hzzδδ = = == = = 2,70 ppm2,70 ppm60 MH60 MHzz 100 MH100 MHzz
  • Delta ScaleDelta Scale
  • Location of SignalsLocation of Signals More electronegativeMore electronegativeatoms deshield moreatoms deshield moreand give larger shiftand give larger shiftvalues.values. Effect decreasesEffect decreaseswith distance.with distance. AdditionalAdditionalelectronegativeelectronegativeatoms causeatoms causeincrease inincrease inchemical shift.chemical shift.=>=>
  • Typical ValuesTypical Values
  • Equivalent hydrogensEquivalent hydrogensH3 CC CCH3H3 C CH3CH3 CCH3 ClCH2 CH2 ClPropanone(Acetone)1,2-Dichloro-ethaneCyclopentane 2,3-Dimethyl-2-buteneOHydrogens that have the same chemical environment.Hydrogens that have the same chemical environment.A molecule with 1 set of equivalent hydrogens givesA molecule with 1 set of equivalent hydrogens gives 11NMR signal.NMR signal.
  • Some NonequivalentSome NonequivalenthydrogenshydrogensC CHHHabcOHHHHabcdCH3H ClH HCla b =>
  • The NMR GraphThe NMR Graph
  • Number of SignalsNumber of SignalsEquivalent hydrogens haveEquivalent hydrogens havethe same chemical shift.the same chemical shift.
  • Intensity of SignalsIntensity of Signals=> The area under each peak is proportional toThe area under each peak is proportional tothe number of protons.the number of protons.
  • How Many HydrogensHow Many Hydrogens=> When the molecular formula is known, eachWhen the molecular formula is known, eachintegral rise can be assigned to a particularintegral rise can be assigned to a particularnumber of hydrogens.number of hydrogens.
  • NMR SignalsNMR Signals TheThe numbernumber of signals shows how manyof signals shows how manydifferent kinds of protons are present.different kinds of protons are present. TheThe locationlocation of the signals shows howof the signals shows howshielded or deshielded the proton is.shielded or deshielded the proton is. TheThe intensityintensity of the signal shows theof the signal shows thenumber of protons of that type.number of protons of that type. SignalSignal splittingsplitting shows the number ofshows the number ofprotons on adjacent atoms.protons on adjacent atoms.
  • Medan AnisotropiMedan Anisotropi
  • Medan AnisotropiMedan Anisotropi
  • Medan AnisotropiMedan Anisotropi
  • Medan AnisotropiMedan Anisotropi
  • Pemecahan PuncakPemecahan PuncakSpektraSpektra
  • Pemecahan PuncakPemecahan Puncak
  • Pemecahan PuncakPemecahan Puncak
  • Spektrum EtilbensenaSpektrum Etilbensena
  • Range of MagneticRange of MagneticCouplingCoupling Equivalent protons do not split each other.Equivalent protons do not split each other. Protons bonded to the same carbon will splitProtons bonded to the same carbon will spliteach othereach other onlyonly if they are not equivalent.if they are not equivalent. Protons on adjacent carbons normally willProtons on adjacent carbons normally willcouple.couple. Protons separated by four or more bonds willProtons separated by four or more bonds willnot couple.not couple.
  • PROBLEMPROBLEM Describe the appearance of theDescribe the appearance of the 11H NMR spectrum of each of theH NMR spectrum of each of thefollowing compounds. How many signals would you expect to find, andfollowing compounds. How many signals would you expect to find, andinto how many peaks will each signal be split?into how many peaks will each signal be split?(a) 1,2-Dichloroethane (d) 1,2,2-Trichloropropane(a) 1,2-Dichloroethane (d) 1,2,2-Trichloropropane(b) 1,1,1-Trichloroethane (e) 1,1,1,2-Tetrachloropropane(b) 1,1,1-Trichloroethane (e) 1,1,1,2-Tetrachloropropane(c) 1,1,2-Trichloroethane(c) 1,1,2-Trichloroethane SAMPLE SOLUTIONSAMPLE SOLUTION(a) All the protons of 1,2-dichloroethane (ClCH(a) All the protons of 1,2-dichloroethane (ClCH22CHCH22Cl) areCl) arechemically equivalent and have the same chemical shift. Protonschemically equivalent and have the same chemical shift. Protonsthat have the same chemical shift do not split each other’s signal,that have the same chemical shift do not split each other’s signal,and so the NMR spectrum ofand so the NMR spectrum of1,2-dichloroethane consists of a single sharp peak.1,2-dichloroethane consists of a single sharp peak.
  • Soal LatihanSoal LatihanGambarkan struktur senyawa dengan rumus molekul serta dataGambarkan struktur senyawa dengan rumus molekul serta dataspektrumspektrum 11HNMR sebagai berikut :HNMR sebagai berikut :a. Ca. C1010HH1414 ::- singlet (- singlet (δδ 1,30), 9 H1,30), 9 H- singlet (- singlet (δδ 7,28), 5 H7,28), 5 Hb. Cb. C1010HH1414 ::- doublet (- doublet (δδ 0,88), 6 H0,88), 6 H- multiplet (- multiplet (δδ 1,86), 1 H1,86), 1 H- doublet (- doublet (δδ 2,45), 2 H2,45), 2 H- singlet (- singlet (δδ 7,12), 5 H7,12), 5 H Derajad Ketidak Jenuhan :Derajad Ketidak Jenuhan :Karbon + 1 – Hidrogen/2 – Halogen/2 + Nitrogen/2Karbon + 1 – Hidrogen/2 – Halogen/2 + Nitrogen/2
  • TwoTwo 1313C NMRC NMRSpectraSpectra=>
  • HOIn CDCl3 solventIn CDCl3 solvent