Spektroskopi inframerah - Uji Pendahuluan

C. Uji Pendahuluan

1. Spektroskopi inframerah

Gugus-gugus fungsional pada senyawa hasil sintesis dapat dianalisis

dengan spektroskopi inframerah. Gambar 28 dan 30 menunjukkan hasil elusidasi

senyawa 5-nitro-2-furfural diasetat dan senyawa hasil sintesis dengan

spektroskopi inframerah. Tabel IV memaparkan perbandingan spektrum senyawa

5-nitro-2-furfural diasetat sebagai starting material dan senyawa hasil sintesis.

Dari spektrum inframerah senyawa 5-nitro-2-furfural diasetat didapatkan

6 profil pita representatif yang menunjukkan gugus-gugus fungsional pada

senyawa tersebut. Pita A yang melebar di sekitar 3400 cm^-1 menunjukkan adanya

vibrasi dari gugus O-H, sedangkan pada senyawa 5-nitro-2-furfural diasetat tidak

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

terdapat gugus O-H. Kemungkinan munculnya pita vibrasi ini disebabkan oleh

adanya H2O yang terikat pada pelet KBr pada saat preparasi.

Cincin furan ditunjukkan dengan adanya serapan dari vibrasi ulur C-H

yang berada dalam gugus aromatis pada 3132 cm^-1 (pita B). Kesimpulan tentang

adanya cincin furan diperkuat dengan adanya serapan yang tajam dan kuat pada

1226 cm^-1dari vibrasi ulur gugus eter (C-O-C) dalam cincin beranggota lima (pita

D). Pita C menunjukkan vibrasi ulur gugus karbonil pada ester dengan serapan

yang tajam dan kuat pada 1759 cm^-1. Sedangkan pita vibrasi ulur gugus asetat

(C-C(=O)-O) tumpang tindih dengan pita vibrasi gugus eter (pita D). Pada gambar

tampak bahwa pita D (1226 cm^-1) tersebut sedikit melebar ke arah bilangan

gelombang yang lebih kecil. Gugus nitro ditunjukkan oleh pita E1 dan E2. Gugus

nitro memang memberikan dua serapan karena memiliki dua tipe vibrasi ulur

A

B

C ^D

Gambar 28. Spektrum inframerah senyawa 5-nitro-2-furfural diasetat Keterangan :

A = pita vibrasi ulur gugus O-H sekitar 3448 cm^-1

B = pita vibrasi ulur gugus C-H dalam cincin furan sekitar 3132 cm^-1 C = pita vibrasi ulur gugus C=O ester sekitar sekitar 1759 cm^-1

D = pita vibrasi ulur gugus CC(=O)O sekitar 1226cm^-1 yang tumpang tindih dengan pita vibrasi ulur gugus eter (C-O-C) dalam cincin furan sekitar 1200 cm^-1

E1 = pita vibrasi ulur asimetris gugus NO₂ sekitar 1512 cm^-1 E2 = pita vibrasi ulur simetris gugus NO₂ sekitar 1334 cm^-1

Dari data hasil analisis spektrum inframerah senyawa hasil sintesis,

didapatkan 6 profil pita representatif yang menginformasikan gugus-gugus

fungsional pada senyawa hasil sintesis. Pita A (ungu) sekitar 3433 cm^-1

membuktikan adanya serapan dari gugus N-H pada amida primer. Pita vibrasi ini

tumpang tindih dengan vibrasi ulur interaksi hidrogen intramolekuler atom O dan

H dari nitrofurazon sehingga pita yang tampak menjadi melebar.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

O ^H_C N N C NH₂ O O₂N H

Gambar 29. Interaksi hidrogen intramolekul antara atom O dan H pada nitrofurazon

Adanya pita B (hijau tua) pada 3271-3194 cm^-1 semakin membuktikan

keberadaan gugus N-H dari amida, yaitu gugus N-H amida sekunder. Kesimpulan

tentang adanya gugus amida ini diperkuat dengan adanya vibrasi tekuk N-H amida

primer pada profil pita C (hijau muda) yang tumpang tindih dengan vibrasi ulur

gugus C=O dan amida sekunder pada pita D (biru) yang tumpang tindih dengan

vibrasi ulur -NO2. Vibrasi N-H kibasan ke luar bidang juga ditemukan pada

bilangan gelombang 732 cm^-1(pita G).

Pita C yang memiliki intensitas tajam pada 1689 cm^-1 menunjukkan

vibrasi ulur C=O dari gugus amida. Adanya gugus –NO2 pada senyawa hasil

sintesis ditunjukkan dengan serapan pita E (oranye) pada bilangan gelombang

1543 cm^-1 (asimetris) dan 1350 cm^-1 (simetris). Adanya ikatan imina pada

senyawa hasil sintesis ditunjukkan pada pita F (merah) yang memberikan serapan

dengan intensitas cukup tajam pada 1473 cm^-1. Pita G (merah muda)

menunjukkan vibrasi ulur gugus eter dalam suatu sistem siklik. Hal ini

B

C

D

E

F

G

H

Gambar 30. Spektrum inframerah senyawa hasil sintesis Keterangan :

A = pita vibrasi ulur gugus N-H amida primer yang tumpang tindih dengan interaksi hidrogen gugus O-H sekitar 3433 cm^-1

B = pita vibrasi ulur gugus N-H amida sekunder sekitar 3271-3194 cm^-1 C = pita vibrasi ulur gugus C=O amida sekitar 1689 cm^-1

D = pita vibrasi tekuk gugus N-H amida sekunder sekitar 1600-1620 cm^-1 E = pita vibrasi ulur gugus NO₂ sekitar 1543cm^-1 dan 1350 cm^-1

F = pita vibrasi ulur gugus C=N sekitar 1473 cm^-1 G = pita vibrasi ulur gugus eter siklis sekitar 1149 cm^-1

H = pita vibrasi kibasan ke luar bidang gugus N-H sekitar 732 cm^-1

Hasil elusidasi struktur senyawa hasil sintesis dengan spektroskopi

inframerah menunjukkan bahwa gugus-gugus fungsi tertentu yang terdapat pada

senyawa hasil sintesis seperti amida dan imina tidak terdapat pada

5-nitro-2-furfural diasetat. Hal ini berarti senyawa hasil sintesis merupakan senyawa yang

berbeda dengan senyawa awal. Dari hasil elusidasi struktur tersebut juga

menunjukkan bahwa gugus-gugus fungsi yang terdapat pada nitrofurazon

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ditemukan dalam senyawa hasil sintesis. Hal ini mengarahkan kesimpulan bahwa

senyawa hasil sintesis adalah nitrofurazon.

Tabel IV. Perbandingan interpretasi spektrum 5-nitro-2-furfural diasetat dan senyawa hasil sintesis

Gugus fungsi 5-Nitro-2-furfural diasetat Senyawa hasil sintesis

karbonil ada ada

cincin furan ada ada

nitro ada ada

amida tidak ada ada

imina tidak ada ada

2. Spektroskopi Resonansi Magnet Inti (RMI)

Keberadaan tipe-tipe proton yang berbeda dari senyawa hasil sintesis

dapat diidentifikasi dengan spektoskopi resonansi magnet inti. Nitrofurazon

memiliki 5 tipe proton dengan pencacahan tipe proton (gambar 32) sebagai

berikut: proton metinil pada ikatan imina (A) akan menunjukkan puncak singlet

pada spektrum dan akan memberikan serapan di bawah medan karena merupakan

proton yang terikat pada karbon yang berhibridisasi sp².

O ^H_C O₂N _N N C O N H H H H _H A B C D E

Gambar 31. Pencacahan tipe proton nitrofurazon

Dua proton pada cincin furan (B dan C) merupakan dua proton yang

proton berbeda. Gugus NO₂ pada posisi cis terhadap proton B bersifat menarik

elektron sehingga karena pengaruh induksi tersebut, kerapatan elektron pada

proton B lebih rendah daripada proton C. Hal ini mengakibatkan proton B lebih

tidak terperisai dan akan menyerap lebih di bawah medan dibanding proton C.

Proton B dan C akan memberikan puncak doublet karena terikat pada gugus

metinil yang saling berikatan secara langsung. Proton pada amina sekunder pada

gugus hidrazin (D) akan menunjukkan puncak singlet. Dua proton pada amida (E)

merupakan proton yang ekivalen, pada spektrum akan ditunjukkan dengan puncak

singlet. Proton E akan memberikan serapan di atas medan karena kedua proton

tersebut paling terperisai. Hasil elusidasi dengan spektroskopi RMI ditunjukkan

pada gambar 32 dan tabel V.

Hasil integrasi luas area di bawah kurva merepresentasikan perbandingan

jumlah proton yang dimiliki senyawa hasil sintesis. Sesuai dengan hasil elusidasi

senyawa hasil sintesis, perbandingan proton A:B:C:D:E senyawa hasil sintesis

adalah 1:1:1:1:2. Data ini sesuai dengan profil proton senyawa nitrofurazon.

Pada data spektrum RMI terdapat 6 sinyal puncak, 5 sinyal merupakan

proton senyawa hasil sintesis dan 1 sinyal yang terletak di paling atas medan

merupakan sinyal proton dari TMS (tetrametilsilana). Jumlah sinyal ini sesuai

dengan pencacahan proton pada nitrofurazon secara teoritis. Data tersebut dapat

diinterpretasikan sebagai berikut : sinyal puncak A mewakili proton A, yaitu

proton yang terikat pada C=N. Proton ini menyerap di paling bawah medan yaitu

pada δ sekitar 7,9 ppm, karena terikat pada karbon yang berhibridisasi sp². Adanya medan imbasan yang searah dengan medan magnet luar H0 dari elektron

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

pi pada ikatan C=N akan membuat proton yang terikat atom karbon menjadi tak

terperisai oleh efek anisotropik dan menyerap lebih jauh di bawah medan. Hasil

integrasi luas area di bawah kurva sinyal A menunjukkan bahwa jumlah

protonnya adalah 1.

Gambar 32. Spektrum RMI senyawa hasil sintesis (DMSO d6, 60 Hz) Keterangan :

A = sinyal singlet pada δ sekitar 7,9 ppm menunjukkan 1 proton pada gugus C-H

B = sinyal doublet pada δ sekitar 7,8 ppmmenunjukkan 1 proton pada gugus C₄-H furan C = sinyal doublet pada δ sekitar 7,2 ppm menunjukkan 1 proton pada gugus C₃-H furan D = sinyal singlet pada δ sekitar 6,5 ppm menunjukkan 1 proton pada gugus N-H amida E = sinyal singlet pada δ sekitar 3,3 ppm menunjukkan 2 proton pada gugus NH₂ amida

Sinyal doublet B (δ sekitar 7,8 ppm) dan C (δ sekitar 7,2 ppm) menunjukkan bahwa sinyal puncak tersebut merupakan proton-proton yang

proton B dan sinyal C menunjukkan proton C. Proton B menunjukkan geseran

kimia yang lebih besar (lebih jauh ke bawah medan) daripada proton C karena

adanya gugus penarik elektron nitro (NO2) yang terikat pada posisi cis sehingga

kerapatan elektron pada proton tersebut semakin kecil dan semakin tidak

terperisai. Proton-proton ini cenderung menyerap di bawah medan karena adanya

efek anisotropik. Karena berada pada cincin furan yang merupakan senyawa

aromatik, maka terjadinya delokalisasi elektron pada cincin menyebabkan adanya

medan magnet imbasan yang searah dengan medan magnet luar H₀, sehingga

mengakibatkan proton-protonnya lebih tidak terperisasi dan menyerap di bawah

medan dibanding proton-proton alkil. Hasil integrasi luas area di bawah kurva B

dan C menunjukkan bahwa jumlah masing-masing proton B dan C adalah 1.

Sinyal D pada δ sekitar 6,5 ppm menunjukkan proton dari amida sekunder (proton D). Proton ini lebih menyerap di bawah medan dibandingkan dengan

proton amida primer (proton E) karena adanya atom dan gugus yang

elektronegatif yang terikat pada atom N. Hasil integrasi luas area di bawah kurva

sinyal D menunjukkan bahwa jumlah protonnya adalah 1.

Sinyal E padaδ sekitar 3,3 ppmmenunjukkan proton E yang menyerap di paling atas medan. Hal ini disebabkan karena atom N berhibridisasi sp³ dan

cenderung lebih terperisai dibandingkan proton-proton yang lain. Hasil integrasi

luas area di bawah kurva sinyal E menunjukkan bahwa jumlah protonnya adalah

2, hal ini membuktikan bahwa sinyal E memang merepresentasikan proton-proton

pada gugus amida primer.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Tabel V. Hasil elusidasi struktur senyawa hasil sintesis dengan spektroskopi RMI

Jenis proton δ (jumlah proton, splitting) Proton atom C pada imina sekitar 7,9 ppm (1, singlet) Proton atom C no. 4 dalam cincin furan sekitar 7,8 ppm (1, doublet) Proton atom C no. 3 dalam cincin furan sekitar 7,2 ppm (1, doublet) Proton gugus amida sekunder sekitar 6,5 ppm (1, singlet) Proton gugus amida primer sekitar 3,3 ppm (2, singlet)

Hasil elusidasi struktur senyawa hasil sintesis dengan spektroskopi RMI

menunjukkan bahwa profil tipe proton nitrofurazon sama dengan profil tipe

proton dari senyawa hasil sintesis. Hasil elusidasi dengan spektroskopi RMI ini

memperkuat kesimpulan dari hasil uji pendahuluan dan elusidasi dengan

spektroskopi inframerah, yaitu bahwa senyawa hasil sintesis merupakan

nitrofurazon.

Dalam dokumen Sintesis nitrofurazon dari 5-Nitro-2-Furfural Diasetat dan semikarbazida hidroklorida dengan katalis asam P-Toluensulfonat - USD Repository (Halaman 55-64)