1. Spektroskopi inframerah
Penggunaan spektroskopi inframerah pada bidang kimia organik hampir
menggunakan daerah 650 – 4000 cm-1. Daerah dengan frekuensi lebih rendah 650
cm-1 disebut inframerah jauh dan daerah dengan frekuensi lebih tinggi dari 4000
cm-1 disebut inframerah dekat. (Sastrohamidjojo, 2001)
Inti-inti atom yang terikat oleh ikatan kovalen mengalami getaran
(vibrasi) atau osilasi (oscillation), dengan cara serupa dengan dua bola yang
terikat oleh suatu pegas. Bila molekul mersap radiasi inframerah, energi yang
diserap menyebabkan kenaikan dalam amplitudo getaran atom-atom yang terikat
itu. Jadi molekul in berada dalam keadaan vibrasi tereksitasi (exicited vibration
state; energi yang terserap ini akan dibuang dalam bentuk panas bila molekul ini
kembali ke keadaan dasar). (Fessenden dan Fessenden, 1986)
Suatu ikatan dalam sebuah molekul dapat menjalani pelbagai macam
osilasi; oleh karena itu suatu ikatan tertentu dapat menyerap energi pada lebih
daripada satu panjang gelombang. Energi pada panjang gelombang ini
menyebabkan kenaikan vibrasi tekuk (bending vibrations). Tipe vibrasi yang
berlain-lainan ini disebut cara fundamental vibrasi (fundamental mode of
vibration). Banyaknya energi yang diabsorpsi oleh suatu ikatan bergantung pada
perubahan dalam momen ikatan seperti vibrasi atom-atom yang saling
berikatan-lebih besar perubahan dalam momen ikatan mengakibatkan absorpsi sejumlah
energi juga lebih besar. Ikatan non-polar tidak mengabsorpsi radiasi infra merah
16
non polar relatif menyebabkan absorpsi lemah. Pada ikatan polar menunjukkan
absorpsi yang kuat. (Fessenden dan Fessenden, 1986).
Serapan-serapan pada spektra IR dapat membrikan informasi mengenai
gugus-gugus suatu senyawa. Gugus ester (R C O
OR') dapat memberikan
serapan pada gugus C=O pada 1735 cm-1 dimana gugus yang terkonjugasi dengan
atom O dan R’ akan memberikan pergeseran serapan ke arah kiri sedangkan
gugus C-O akan memberikan 2 serapan atau lebih, satu lebih kuat dari pada yang
lainnya, pada rentang 1300-1000 cm-1. Regangan C-H memberikan serapan
sekitar 3000 cm-1. Jika gugus tersebut mempunyai sifat aromatik maka absorpsi
CH berada di sebelah kiri 3000 cm-1). Gugus nitro biasanya memberikan serapan
yang kuat pada 1600-1500 cm-1 dan 1390-1300 cm-1. Gugus furan yang
tersubstitusi pada posisi 2 memberikan serapan 100-1072 yang kurang kuat
(middle weak) (Pavia,1995). Serapan medium 815-795 cm-1 memberikan
informasi mengenai kibasan (wag) C-H pada furan yang tersubstitusi pada posisi
2. Gugus aldehid dapat memberikan serapan pada regangan C=O rata-rata pada
1725 cm-1. Sistem konjugasi yang menempel pada aldehid akan menggeser
serapan ke arah kanan. Regangan C-H pada gugus aldehid, terdiri dari
serapan-serapan lemah kira-kira pada 2750 cm-1 dan 2850 cm-1 (Pavia, Lampman, dan
Kriz, 1995)
2. Spektroskopi NMR
Inti-inti atom unsur-unsur dapat dikelompokkan sebagai mempunyai spin
atau tidak mempunyai spin. Suatu inti berspin akan menimbulkan medan magnet
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
yang kecil, yang terperikan oleh suatu momen magnetik nuklir, suatu vektor.
Nuklida-nuklida yang mempunyai spin dapat dimanfaatkan dalam spektroskopi
NMR, mereka menyerap energi tidak pada radiofrekuensi yang sama (Fessenden
dan Fessenden, 1986).
Dalam spektroskopi NMR, suatu medan magnet luar diciptakan oleh
suatu magnet tapalkuda permanen atau suatu elektromagnet. Kuat medan luar ini
dilambangkan dengan Ho ,dan arahnya dinyatakan oleh sebuah anak panah. Bila
molekul yang mengandung atom-atom hidrogen ditaruh dalam medan magnetik
luar, maka momen magnetik (dari) tiap inti hidrogen, atau proton, mengambil
salah satu dari sikap (orientasi) dilihat dari medan magnet luar itu. Kedua orientasi
yang diambil oleh momen magnetik nuklir itu adalah paralel atau antiparalel
terhadap medan luar (Fessenden dan Fessenden, 1986).
Bila gabungan khusus antara kuat medan magnet luar dan radio
frekuensi, menyebabkan suatu proton berpindah dari keadaan paralel ke keadaan
antiparalel, maka dikatan proton itu dalam resonansi. Istilah resonansi magnetik
nukir berarti “inti-inti dalam resonansi dalam medan magnet” (Fessenden dan
Fessenden, 1986).
Medan magnet yang sebenarnya dialami oleh sebuah proton dalam
sebuah molekul tertentu adalah gabungan dua medan: (1) medan magnet luar (Ho)
yang dipasang dan (2) medan magnet molekul imbasan (induced), suatu medan
magnet kecil yang terimbas dalam molekul itu oleh Ho. Medan magnet yang
dialami oleh sebuah proton juga diubah oleh keadaan-keadaan spin (dari)
18
aneka ragam kombinasi antara Ho dan radiofrekuensi, karena proton-proton ini
ada dalam lingkungan molekular (dan magnetik) yang berlain-lainan. Karena
berbeda-beda dalam penyerapan energi oleh proton-proton, maka dapat diperoleh
suatu spektrum dari perbagai macam proton Proton yang lebih mudah terbalik
akan menyerap energi pada Ho lebih rendah; proton-proton ini akan menimbulkan
peak bawah-medan (downfield;lebih ke kiri). Proton yang sukar membalik akan
menyerap energi pada Ho tinggi dan menimbulkan peak yang atas medan (upfield;
lebih ke kanan) (Fessenden dan Fessenden, 1986).
Dalam suatu spektrum NMR, posisi serapan oleh sebuah proton
tergantung pada kuat netto medan magnet lokal yang mengitarinya. Medan lokal
ini merupakan hasil medan terapan Ho dan medan molekul terimbas yang
mengitari proton itu dan berlawanan dengan medan terapan. Jika medan imbasan
sekitar sebuah proton itu relatif kuat maka medan itu melawan Ho dengan leibh
kuat dan diperluas medan terapan yang lebih besar untuk membawa proton itu
agar beresonansi. Dalam hal ini, proton itu dikatakan terperisai (shielded) dan
absorpsinya terletak di atas medan dalam spektrum itu. Atau sebalilknya jika
medan imbasan di sekitar sebuah proton itu relatif lemah, maka medan yang
dipakai juga lemah dan membawa proton ini ke dalam resonansi. Proton itu
dikatakan tak terperisai (deshielded) dan absorbsinya muncul di atas medan
(Fessenden dan Fessenden, 1986).
Terperisai dan tak terperisai adalah istilah relatif. Untuk memperoleh
pengukuran yang kuantitatif diperlukan suatu titik rujukan (referensi). Senyawa
yang dipilih untuk titik rujukan adalah tetrametilsilana (TMS) yang
proton-PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
protonnya menyerap pada ujung kanan dalam spektrum H1-NMR. Geseran kimia
dilaporkan dalam nilai δ, yang dinyatakan sebagai bagian tiap juta (ppm) dari radiofrekuensi yang digunakan. Pada 60 MHz, 1,0 ppm ialah 60 Hz; jadi suatu
nilai δ sebesar 1,0 ppm berarti 60 Hz bawah-medan dari posisi absorpsi TMS yang dipasang pada 0 ppm.(Fessenden dan Fessenden, 1986)
Sebuah proton yang tidak memiliki proton tetangga yang secara
magnetik tak-ekuivalen dengannya, akan menunjukkan sebuah peak tunggal, yang
disebut singlet, dalam spektra H1-NMR. Sebuah proton yang memiliki satu proton
tetangga yang tak-ekuivalen dengannya, akan memberikan suatu isyarat yang
terbelah menjadi satu peak rangkap, atau doblet. Jika sebuah proton (Ha)
mempunyai tetangga berupa dua proton yang ekuivalen satu sama lain, tetapi
tidak ekuivalen dengan dirinya, maka isyarat NMR Ha adalah suatu triplet (2 + 1
=3). Jika kedua proton itu yang ditandai dengan Hb, ekuivalen, maka keduanya
memberikan sinyal yang terpisah oleh Ha menjadi suatu doblet (Fessenden dan
Fessenden, 1986).
Geseran kimia untuk senyawa 5-nitro-2-furfuraldiasetat ialah 7,71
(singlet, 1H, C-H); 7,30 (doblet, 2H, H-C4 furan); 6,74 (doblet, 2H, H-C3 furan);
2,18 (singlet, 6H, CH3) (Tehrani, Zarghi, dan Fathali, 2003)