Dokumen tersebut membahas spektroskopi massa, yaitu teknik analisis kimia untuk menentukan struktur molekul berdasarkan rasio massa terhadap muatan. Teknik ini bekerja dengan membombardir sampel dengan elektron berenergi tinggi sehingga terbentuk ion molekul yang kemudian dipecah menjadi fragmen yang dipisahkan berdasarkan rasio massa terhadap muatannya. Analisis pola fragmen dapat digunakan untuk meramalkan struk

1. SPEKTROSKOPI MASSA
(Mass Spectrometry)
Dr. Apt. Deden Indra Dinata, M.Si.
Magister Farmasi
Fakultas Farmasi
Universitas Bhakti Kencana
2023
Analisis
Instrumen
(FF072004)

2. Spektroskopi Massa
(Mass Spectrometry)
l Spektroskopi massa tidak seperti metode spektroskopi
yang lain, tidak melibatkan interaksi antara cahaya dan
materi.
l Spektroskopi massa adalah alat atau instrument yang
digunakan untuk menentukan struktur kimia dari
molekul organic berdasarkan perhitungan massa dari
molekul tersebut serta pola fragmentasinya.

3. SPEKTROSKOPI MASSA
(Mass Spectrometry)
1. Menentukan massa molekul relatif (MR) suatu
senyawa organik
2. Meramalkan rumus molekul suatu senyawa
berdasarkan % intensitas peak M+1 dan M+2
3. Meramalkan struktur molekul suatu zat berdasarkan
pola fragmentasinya

4. Prinsip dasar MS
l Dalam spektroskopi massa, molekul sampel dalam fase uap
dibombardir dengan electron berenergi tinggi (70 eV) yang
menyebabkan lepasnya satu electron dari kulit valensi molekul
tersebut.
l Molekul yg kehilangan satu elektron akan menjadi suatu kation
radikal (: kation karena mempunyai muatan positif, radikal
karena jumlah elektronnya ganjil).
l Katian radikal tsb mengandung semua atom-aton dari molekul asal,
minus satu electron, dan disebut ion molekul (‘molecular ion), dan
dinyatakan dengan M+

5. Lanjutan…
l Sebagai hasil dari tabrakan dgn elektron berenergi tinggi, ion molekul
akan mempunyai energi yang tingga dan dapat pecah menjadi
fragmen yang lebih kecil (kation, radikal, atau molekul netral)
l Ion molekul, ion fragmen dan ion radikal fragmen dipisahkan
dengan menggunakan medan magnet yang dapat divariasi sesuai
dengan perbandingan massa/muatannya, m/z, dan menghasilkan
arus listrik (arus ion) pada kolektor/detector yang sebanding dgn
kelimpahan relatifnya. Fragmen dengan m/z yang besar akan turun
terlebih dahulu diikuti fragmen dengan m/z yang lebih kecil.
l Partikel netral (tak bermuatan atau radikal) yang dihasilkan dalam
fragmentasi tidak dapat dideteksi secara langsung dalam
spktrometer massa.

6. Pola Spektrometer Massa
berdasarkan Cara Ionisasinya
No Cara Ionisasi Sampel
Pola
Spekt. Massa Sifat Sampel Spektrum
1 Electron Bombardment EI-MS Volatile Banyak
Fragmen
2 Chemical Ionization CI-MS Volatile Ion Mol jelas
3 Field Desorption FDI-MS Non-volatile Ion Mol jelas
4 LASER Desorption LD-MS Non-volatile Ion Mol jelas
5 Fast Atom
Bambardment
FAB-MS Non-volatile Ion Mol jelas
6 Electrospray Ionization ESI-MS Non-volatile Ion Mol jelas
7 Matrix-LASER
Desorption
MALDI-MS macromolecule Ion Mol jelas
6

7. Contoh Spektrum Massa
Elektron-p
Elektron-s
Non-bonded electron, n
..
..
H H
O
H
H
en > ep > es
Urutan Kemudahan Terionisasi

9. PRINSIP KERJA SPEKTROMETER MASSA
Senyawa
Cuplikan
Uap
Senyawa
Cuplikan
Ditembak Dengan
Elektron Berenergi
Tinggi (70 eV) Dalam
Vakum Tinggi
(10-5-10-6 mmHg)
Ion Molekul
Mengalami
Fragmentasi
(10-2-10-10 dt)
Dideteksi dan
Direkam pada Peta
Grafik Sesuai
Harga m/z

10. Video Pembelajaran (Spektroskopi Massa)
https://www.youtube.com/watch?v=mIyqSkim3X4

11. ATURAN FRAGMENTASI
STEPHENSON-AUDIER
(ATURAN ELEKTRON GENAP)
AB
+
.
+
+
A + B
+
A + B +
A + B
A + B
AB
+
+
A +
+
A + B
B
(Ganjil)
(Genap)

12. Fragmentasi
1. Senyawa aromatik tersubstitusi memberikan kation
benzil atau kation tropilinium (m/z = 91)
2. Ikatan rangkap dua (olefin) cenderung putus pada posisi alilat.
Olefin siklis memberikan pemutusan tipe Diels-Alder retro
H2
C R
+
CH2
+
CH2
+ +
2HC C
H
H2
C R 2HC C
H
CH2 2HC C
H
CH2
+
+ +
+ R
R
R'
+
R
+
+
R'
+

13. 3. Senyawa yang memiliki atom hidrogen- g terhadap
gugus karbonil, amina, amida, nitril, sulfida, dan alkohol
mengalami penataan ulang Mc Lafferty
+
R
H
R'
O
+
R CH2
OH
+
CH2
H
R'
a
b
g
4. Pemutusan ikatan tunggal mengarah pada pembentukan
karbokation yang lebih stabil
(Stabilitas karbokation: 3o > 2o > 1o > metil)
+
+
3HC C
H2
C CH3
CH3
CH3
+
3HC C
CH3
CH3
CH3-CH2

14. 5. Pemutusan alkohol terjadi pada ikatan: C-O, C-C ab
(pemutusan a), dan pelepasan H2O dari gugus OH dan Hg
7. Pemutusan keton terjadi pada ikatan C-C yang
berdekatan dengan gugus karbonil serta penataan ulang
Mc Lafferty jika terdapat atom Hg
6. Pemutusan eter terjadai pada ikatan: C-O dan C-C ab
8. Pemutusan amina terjadi pada ikatan C-C ab

15. 9. Pemutusan hidrokarbon aromatik
- C2H2
+
+
m/z = 77 m/z = 51
CH2
+
- C2H2
+
m/z = 91
m/z = 65
OH
H
H
H
H
H H
H
H
H
H
H
H
H H
H H
H H
H
H
H
H
H
+
-CO
+
-H
+
m/z = 94 m/z = 66 m/z = 65

16. 10. Pemutusan hidrokarbon alisiklik
CH2
CH2
H H
H
H
H
H
H
H
H H
H
H +
-C2H4
+
11. Pemutusan epoksida (eter siklik)
O
H2C
O
H2C
CH2
+
-CH2O
+

19. SPEKTRUM MASSA n-PENTANA

20. POLA FRAGMENTASI n-PENTANA
H3C
H2
C
C
H2
H2
C
CH3
m/z = 72
m/z = 15
m/z = 57
m/z = 29
m/z = 43

21. SPEKTRUM MASSA 2-METIL BUTANA

22. SPEKTRUM MASSA s-BUTIL ISOPROPIL ETER

23. POLA FRAGMENTASI s-BUTIL ISOPROPIL ETER
H3C
H2
C
CH
O
CH
CH3
CH3 CH3
m/z = 116
m/z = 43
m/z =73
m/z = 57
m/z = 59
m/z = 87
m/z = 29
m/z = 15
m/z = 101

24. SPEKTRUM MASSA 2-HEKSANOL

25. POLA FRAGMENTASI 2-HEKSANOL
H3C
H2
C
C
H2
H2
C
CH
CH3
OH
m/z = 102
m/z = 85
m/z = 17
m/z = 15
m/z = 87
m/z = 57
m/z = 45

26. SPEKTRUM MASSA 2-PENTANON

27. MANAKAH SPEKTRUM MASSA DARI ZAT BERIKUT?

28. PEMBAHASAN
H3C
H2
C
H2
C
CH3
O
m/z = 86
m/z = 29
m/z = 57
H3C
H2
C
CH3
C
H2
O
m/z = 86
m/z = 15
m/z = 71
m/z = 43
m/z = 43
H3C
CH3
CH
CH3
m/z = 86
O
m/z = 71
m/z = 15
m/z = 43
m/z = 43

29. Pemecahan Molekul Yang Mempunyai Gugus Benzil
Fragmentasi yang khas dari molekul yang mempunyai
gugus benzil adalah terbentuknya ion tropilium, suatu cincin
anggota tujuh yang sangat stabil karena adanya delokalisasi
muatan positif pada cincin, dan ion ini biasanya muncul sebagai
base peaknya.
C7H7
+ (m/z = 91)

31. Terima Kasih
l Diskusi & Tanya Jawab
l Aplikasikan !