spektrometri resonansi magnet inti

SpektrometriResonansi Magnet Inti

博士（薬学） Marcellino Rudyanto

“If you teach a man anything, he will learn nothing”

George Bernard Shaw

Jarum kompas

U UU

keadaannormal

keadaannormal

keadaanenergi tinggi

diputar dilepas

S SS

Momen magnetik inti

• Suatu inti yang mempunyai spin akan berputar dan menghasilkan medan magnet kecil yang disebut momen magnetik inti, suatu vektor.

Orientasi momen magnetik inti

+ +

paralel(energi rendah)

antiparalel(energi tinggi)

H0 H0

gelombang radio

resonansi

Diagram Spektrometer NMR

JEOL 60 MHz NMR (LDB Unair)

Hitachi 90 MHz NMR (LDB Unair)

Spektrum 1H NMR

Pengaruh medan imbasan

medan imbasan lemah, proton tak terperisai

medan imbasan kuat, proton terperisai

diperlukan H0 yang lebih lemah untuk beresonansi

diperlukan H0 yang lebih kuat untuk beresonansi

naiknya kuat H0

Kerapatan elektron dan medan imbasan• Besarnya medan imbasan tergantung pada

kerapatan elektron (semakin rapat semakin terperisai.

• Kerapatan elektron dipengaruhi oleh keelektronegatifan heteroatom (efek induksi).

H3C F H3C Cl H3C Br H3C I

4,3 3,0 2,7 2,1(ppm)

meningkatnya perisai

Medan imbasan elektron

Medan imbasan elektron

Medan imbasan dalam aldehida

Ikhtisar geseran kimiaberbagai jenis proton

alkena

alifatik -disubstitusi

alifatik -monosubstitusi

alkuna

alisiklik, alifatik

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

aldehida

aromatik dan heteroaromatik

alifatik -substitusi

Proton-proton yang ekivalen dan tak ekivalen

CH3CH2Cl

dua H ekivalentiga H ekivalen

CH3CH2OCH2CH3

empat H ekivalen

enam H ekivalen

H

HH

Cltiga H tak ekivalen

CH3

Br

CH3

H3C

H

H

dua H ekivalen

enam H ekivalen

tiga H ekivalen

AUC dan Integrasi

50 mm

100 mm

33 mm

Br

H3C CH3

CH3

Kopling dan pemisahan

C

Ha

C

Hb

C

Ha

C

Hb

H0 antiparalelparalel

untuk Ha untuk Hb

Aturan n+1

CH3CH2Cl

puncak dua H ini terpisah oleh tiga H tetangga menjadi 3+1=4 puncak (kuartet)

puncak tiga H ini terpisah oleh dua atomH tetangga menjadi 2+1=3 puncak (triplet)

OCH3

Cl

Cl

NO2

H

H

tak ada H tetangga: puncak tak terbelah (singlet)

satu H tetangga: puncak terbelah menjadi dua (doblet)

satu H tetangga: puncak terbelah menjadi dua (doblet)

enam H ekivalen: singlet

Tetapan kopling• Adalah jarak antara sub-

sub puncak dari puncak yang mengalami pembelahan.

• Lambang: J.

• Satuan: Hz.

• Tak tergantung besarnyapada H0.

Hb

Hb

Hb

Ha

Diagram pemisahan spin-spin

Ha

Ha

Ha

Hb

Diagram pemisahan untuk proton a:

1. Isyarat Ha tanpa kopling

2. Isyarat terpisah oleh Hb

3. Jarak antara dua garis = Jab

4. Angka banding luas area di bawah kurva

1 1

Jab

Ha

Jab

Hb

Jab Jab

1. Tanpa kopling

2. Kopling dengan satu Ha

3. Kopling dengan Ha yang kedua

Diagram pemisahan untuk proton b:

1 3 3 1

4. Kopling dengan Ha ketiga

JabJabJab

Spektrum alkohol dan amina

• Pada suhu kamar terjadi pertukaran kimia yang cepat dengan runutan asam sehingga puncak tidak terpisah oleh proton tetangga.

• Geseran kimia tergantung pelarut, suhu, konsentrasi (pengaruh ikatan hidrogen)

H3C O

H

H3C O

H

H3C O

H

H+H

H+

Beberapa hal yang memperumit spektra

• Proton-proton tetangga tidak ekivalen.

• Geseran kimia proton-proton terkopling tidak berbeda jauh, terjadi pemiringan (leaning): puncak tengah membesar, puncak pinggir mengecil.

Cl C

H

H

C

H

CH2

C

O

H

Cl

puncak proton ini terurai oleh tiga macam proton tetangga yang tak ekivalen

Spektrometri NMR Karbon-13

• Memberikan informasi mengenai karbon-karbon dalam suatu molekul organik.

• Spektrum 13C-NMR lebih sederhana dibanding 1H-NMR karena pada 13C-NMR tidak ada pemisahan spin 13C-13C.

• Pada spektrumnya tidak dicantumkan integrasi.

Geseran kimia beberapa jenis karbon

C-O dan C-N

C alkil

C alkunil

C alkena dan aromatik

C ester, amida dan karboksil

C aldehida dan keton

200 150 100 50 0 ppm

Spektra 13C-NMR kopling dan dekopling

Terima kasihdan

Selamat belajar