Spektroskopi IR Dalam Penentuan Struktur Molekul Organik

     Spektrofotometri inframerah lebih banyak digunakan untuk identifikasi suatu senyawa melalui gugus fungsinya. Untuk keperluan elusidasi struktur, daerah dengan bilangan gelombang 1400 – 4000 cm^-1 yang berada dibagian kiri spektrum IR, merupakan daerah yang khusus berguna untuk identifikasi gugus-gugus fungsional, yang merupakan absorbsi dari vibrasi ulur. Selanjutnya daerah yang berada disebelah kanan bilangan  gelombang 1400 cm^-1 sering kali sangat rumit karena pada daerah ini terjadi absorbsi dari vibrasi ulur dan vibrasi tekuk, namun setiap senyawa organik memiliki absorbsi yang kharakteristik pada daerah ini. Oleh karena itu bagian spektrum  ini disebut daerah sidikjari (fingerprint region). Saat ini ada dua macam instrumen yaitu spektroskopi IR dan FTIR (Furier Transformation Infra Red). FTIR lebih sensitif dan akurat misalkan dapat membedakan bentuk cis dan trans, ikatan rangkap terkonyugasi dan terisolasi dan lain-lain yang dalam spektrofotometer IR tidak dapat dibedakan.

Daerah Gugus Fungsi dan Sidik Jari

     Selanjutnya juga dapat diketahui daerah-daerah vibrasi dari masing-masing ikatan yang dimiliki oleh senyawa organik dapat dilihat pada Gambar. dibawah ini.

     Dalam menginterpretasi suatu spektrum IR senyawa hasil isolasi/sintesis, fokus perhatian dipusatkan kepada gugus fungsional utama seperti karbonil (C=O), hidroksil (O-H), nitril (C-N) dan lain-lain. Serapan C-C tunggal dan C-H sp³ tidak perlu terlalu dipusingkan karena hampir semua senyawa organik mempunyai serapan pada daerah tersebut.

Berikut panduan dalam menganalisis spektrum IR suatu senyawa organik:

1.      Perhatikan, apakah ada gugus karbonil (C=O) pada daerah 1820-1600 cm^-1 yang puncaknya tajam dan sangat karakteristik.

2.      Bila ada gugus karbonil, maka perhatikan kemungkinan gugus fungsional berikut, jika tidak ada maka dilanjutkan pada langkah 3.

a.       Asam karboksilat akan memunculkan serapan OH apda daerah 3500-3300 cm^-1

b.      Amida akan memberikan serapan N-H yang tajam pada daerah sekitar 3500 cm^-1

c.       Ester akan memunculkan serapan C-O tajam dan kuat pada 1300-1000 cm-1

d.      Anhirida akan memunculkan serapan C=O kembar pada 1810 dan 1760 cm-1.

e.       Aldehida akan memunculkan C-H aldehida intensitas lemah tajam pada 2850-2750 cm-1 baik yang simetri maupun anti-simetri

f.       Keton, bila semua yang di atas tidak muncul.

3.      Bila serapan karbonil tidak ada maka:

1.      Ujilah alkohol (-OH), dengan memperhatikan adanya serapan yang melebar (khas sekali) pada 3500-3300 cm-1 (dikonformasi dengan asam karboksilat) dan diperkuat dengan serapan C-O pada sekitar 1300-1000 cm-1

2.      Ujilah amina (N-H), dengan memperhatikan adanya serapan medium pada sekitar 3500 cm-1 (dikonformasi dengan amida)

3.      Ujilah eter (C-O), dengan memperhatikan serapan pada 1300-1000 cm-1 (dikonformasi dengan alkohol dan ester)

4.      Ikatan C=C alkena dan aromatis. Untuk alkena serapan akan muncul pada 1650 cm-1, sedangkan untuk aromatis sekitar 1650-1450 cm-1. Serapan C-H alifatik alkena akan muncul di bawah 3000 cm-1, sedangkan C-H vinilik benzena akan muncul di atas 3000 cm-1

5.      Ikatan C≡C alkuna akan muncul lemah tajam pada 2150 cm-1, sedangkan C≡N nitril medium dan tajam akan muncul pada 2250 cm-1

6.      Gugus nitro NO2, memberikan serapan kuat sekitar 1600-1500 cm-1 dari anti-simetris dan juga pada 1390-1300 cm-1 untuk simetris

7.      Bila informasi 1 sampai 6 di atas tidak ada maka dugaan kuat spektrum IR adalah dari senyawa hidrokarbon.

Sumber:

Pavia, D.L., Lampman, G.M., Kriz, G.S., dan Vyvyan, J.R. 2009. Introduction to Spectroscopy. Sauders College. Philadelphia.

Santoni, A. 2009. Elusidasi Struktur Senyawa Metabolit Sekunder Kulit Batang Surian (Toona sinensis) Meliaceae dan Uji Aktivitas Insektisida. Disertasi. Program Pascasarjana Universitas Andalas. Padang.

Sitorus, M. 2009. Spektroskopi Elusidasi Struktur Molekul Organik. Graha Ilmu. Yogyakarta.