SPEKTROMETRI MASSA INTERPRETASI SPEKTRA DAN APLIKASI. Interpretasi spektra dan aplikasi

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "SPEKTROMETRI MASSA INTERPRETASI SPEKTRA DAN APLIKASI. Interpretasi spektra dan aplikasi"

Susanto Indradjaja
7 tahun lalu
Tontonan:

1 SPEKTROMETRI MASSA INTERPRETASI SPEKTRA DAN APLIKASI Interpretasi spektra dan aplikasi 1. Interpretasi spektra massa: penentuan struktur untuk senyawa sederhana 2. Interpretasi spektra massa: beberapa contoh 3. Aplikasi MS molekul 4. Spektra massa atom 1

2 1. Interpretasi spektra massa: penentuan struktur untuk senyawa sederhana Ingat istilah base peak & molekular ion 2 cara menginterpretasi spektra MS: Membandingkan spektrum dengan yang ada di data base/library seperti NIST ( Evaluasi spektrum menggunakan prosedur interpretasi Interpretasi kadang memerlukan data spektro lainnya untuk mendapatkan struktur senyawa yang tepat 1. Interpretasi spektra massa: penentuan struktur untuk senyawa sederhana Tahapan prosedur menginterpretasikan spektrum massa: Identifikasi ion molekular jika ada Terapkan aturan nitrogen Evaluasi untuk unsur A+2 Hitung unsur A+1 dan A Perhatikan kemungkinan kehilangan puncak dari ion molekular Perhatikan karakteristik fragmen massa yang kecil Buat postulat formula yang mungkin Hitung rings+double bonds Buat postulat struktur yang beralasan (reasonable) 2

3 Ion molekular dan pola fragmentasi Ketika molekul diionisasi dengan EI, kemungkinan ion molekular akan hilang Pecahan ion menghasilkan fragmen yang sama. Massa dan kelimpahan dari fragmen disebut pola fragmentasi. Tiap molekul memiliki sifat fragmentasi yang sama dengan kondisi ionisasi yang sama. Adanya ion molekular akan membantu menentukan senyawa yang diduga. Misal ion molekular menunjukkan bobot 54, mungkin senyawanya C2NO, C2H2N2, C3H2O, C3H4N, atau C4H6. dengan mudah diketahui bbrp senyawa tidak mungkin seperti C2NO tidak ada dalam keadaan netral Jika ditemukan molekular ion, pasti ditemukan spektrum m/z yang tertinggi, tanpa memperhatikan efek isotop. Contoh metana, metanol, dan benzena. Base peak: ion molekular 3

4 Base peak: ion molekular Base peak bukan ion molekular Pada EI, molekular ion biasanya dalam radikal kation bermuatan positif satu Radikal ion disebut ion elektron genap Jika ditemukan spektrum dengan jumlah BM ganjil bukan ion molekular pada senyawa organik Bukan molekular ion 4

5 Aturan Nitrogen Jika ion molekular berjumlah ganjil, kemungkinan molekul ion mengandung Nitrogen atau mengandung N dalam jumlah ganjil Jika jumlah atom N-nya genap maka ion molekularnya genap Unsur lain pada senyawa organik seperti C, H, N, O, S, halogen, P, Si dan unsur lainnya berdasarkan valensinya menyebabkan Bmnya menjadi genap. Bobot molekul dan kelimpahan isotop Keberadaan isotop: 98.9% 12 C; 1.10% 13 C. Secara alami akan ditemukan isotop yang menyebabkan ditemukan M+1 perhatikan kelimpahan isotop 13 C+4(H) 5

6 Bobot molekul dan kelimpahan isotop Untuk Etana: ada 2 buah C Peluang ditemukannya spektrum perhatikan kelimpahan kedua isotop sesuai dengan keberadaannya di alam Berdasarkan kelimpahan isotop dapat ditentukan banyaknya jumlah atom C dan atom lainnya Menghitung jumlah atom Karbon: Perhatikan kelimpahan relatif tiap isotop 6

7 Menghitung jumlah atom Karbon Perhatikan: kita sering menghafal nilai Ar tiap atom dalam bentuk reratanya kadang hal ini tidak terlihat dalam spektra. Untuk melihat nilai yang tepat gunakan HRMS Unsur A (hanya 1 isotop) Unsur A+1 (2 isotop selisih 1Da) Unsur A+2 (2 isotop selisih 2Da) Menghitung jumlah atom C, N, S Tidak hanya C yang berkontribusi pada M+1. Secara umum Diperlukan informasi unsur apa saja yang ada dalam senyawa yang sedang dianalisis 7

8 Menghitung jumlah atom Oksigen Puncak M+2 adalah kontribusi dari O, Cl, Br dan isotop lebih besar dari C, H, dll 2 isotop penting pada O 16O dan 18O yang berbeda 2Da dengan kelimpahan relatif 18O/16O = 0.2% Jumlah at O = 1 Senyawa heteroatom Cara paling mudah perhatikan A+2 Senyawa mengandung Cl memiliki M+2/M = 1/3 Senyawa mengandung Br memiliki M+2/M = 1 8

9 Cluster isotop halogen Jika molekul memiliki lebih dari 1 atom Cl atau Br akan ditemukan pola isotop cluster Cluster isotop halogen 9

10 Cincin dan ikatan ganda Kehilangan massa umum pada fragmentasi 10

11 2. Interpretasi spektrum massa: beberapa contoh 2. Interpretasi spektrum massa: beberapa contoh 11

12 2. Interpretasi spektrum massa: beberapa contoh Analisis gas 12

13 Contoh spektra hidrokarbon Contoh spektra hidrokarbon 13

14 Contoh spektra hidrokarbon Contoh spektra hidrokarbon 14

15 Contoh spektra hidrokarbon Besarnya puncak M ++ merupakan ciri senyawa aromatik Spektra lain: Alkohol 15

16 Kelompok lain: eter, keton dan aldehida Eter: putusnya ikatan pada posisi alfa ikatan C O Keton dan aldehida Penataulangan McLafferty: ion mungkin membentuk keadaan transisi siklik beranggota 6. 16

17 17

18 Asam karboksilat dan ester Senyawa heteroatom 18

19 Senyawa heteroatom Senyawa mengandung sulfur 19

20 3. Aplikasi MS molekular HRMS Analisis kuantitatif senyawa dan campuran Dihitung dengan intensitas relatif puncak spektra atau puncak unik dari senyawa dibandingkan dengan intensitas dari deret standar Penggunaan kelarutan isotop untuk perhitungan kuantitatif senyawa dalam MS adalah umum Penentuan kuantitatif juga dapat dilakukan dengan kalibrasi eksternal atau dengan standar internal Beberapa kasus tidak memerlukan pemisahan Untuk campuran cairan biologis, bahan alam, makanan dll spektra MS akan sangat kompleks gunakan soft ionisasi untuk mengurangi fragmentasi Umum menggunakan pemisahan terlebih dahulu seperti LC-MS atau GC-MS 20

21 Proteomiks (analisis protein sekuensing) Protein tersusun atas asam amino yang memiliki gugus amino dan asam karboksilat. Ada 20 asam amino essensial membentuk berbagai macam protein MS untuk makromolekul 2D gel elektroforesis dengan MALDI-TOF MS, lalu protein didestruksi dan fragmen peptidanya dianalisis dengan HPLC MS-MS Keterbatasan MS molekul Keterbatasan umum ialah syarat sampel yang dapat menguap Senyawa yang kurang volatil dapat menggunakan sumber ionisasi yang berbeda Senyawa non volatil dapat diubah menjadi volatil Asam karboksilat dibuat menjadi metil esternya, misal dengan trimetilsilan Beberapa isomer tidak dapat dianalisis hanya dengan MS perlu data lainnya. 21

22 Ion Source Depends on Sample Solid Sample Liquid Sample Gas Sample Make into Solid? Make into Solution? Turn into Gas? Chemical Properties of analyte in solution phase? Chemical Properties of analyte in gas phase? MALDI APCI APPI ESI CI EI Polarity, MW and Volatility 22

23 Polarity, MW and Volatility Caffeine Gas Phase Ionization EI and CI are gas phase ionization techniques Sample is heated to cause volatilization The molecule must have a low enough MW and polarity so that: T Boil < T Decomposition 23

24 4. MS Atom ICP-MS ICP-MS 24

25 Aplikasi MS atom Aplikasi MS atom 25

26 Aplikasi geologi dan karakteristik material Pengganggu dalam MS atom Efek matriks Pengganggu spektra (isobarik) 26

27 Perbaikan instrumen untuk menghilangkan pengganggu HR-ICP-MS Sel reaksi dan collision Keterbatasan MS Atom Keterbatasan dari matriks dan spektrum isobarik Laju alir gas, campuran gas, dan pelarut yang digunakan mempengaruhi spesies poliatom yang ada Kondisi plasma dapat dipilih untuk mengurangi pembentukan pengganggu namun dapat menyebabkan kehilangan senstivitas Masalah isobar dapat dihilangkan dengan menentukan isotop lainnya. Keberadaan isotop lain sering sangat kecil kurang sensitif 27

28 SELAMAT BELAJAR TERIMA KASIH 28

dokumen-dokumen yang mirip

Prinsip dasar alat spektroskopi massa: ANALISIS MASSA. Fasa Gas (< 10-6 mmhg)

Prinsip dasar alat spektroskopi massa: ANALISIS MASSA. Fasa Gas (< 10-6 mmhg) Spektroskopi Massa Spektroskopi Masssa adalah alat untuk mendapatkan BERAT MOLEKUL. Alat ini mengukur m/z, yaitu perbandingan MASSA terhadap muatan (umumnya muatan +1). Contoh: Spektroskopi Massa Prinsip