HASIL DAN PEMBAHASAN
B. Ekstrak Etil asetat
4.4 Penentuan Struktur Senyawa BI-1
4.4.5 Spektroskopi Massa
Spektroskopi massa (MS) adalah suatu teknik analisis untuk:
1). Menentukan massa molekul relatif (Mr) suatu senyawa organik.
2). Meramalkan rumus molekul suatu senyawa berdasarkan % intensitas peak m+1 dan m+2
3). Meramalkan struktur molekul suatu zat berdasarkan pola fragmentasinya. Spektrum MS dari Senyawa BI-1 terdapat pada Gambar 4.19 berikut.
Gambar 4.19. Spektrum massa senyawa BI-1
Jika dilihat spektrum MS pada Gambar 4.19, dibandingkan dengan 5 senyawa yang ada di dalam data Librarynya (GC-MS), maka pola fragmentasi yang paling sesuai dengan pola fragmentasi spektrum tersebut adalah spektrum β -sitosterol asetat, namun pada identifikasi selanjutnya menggunakan spektra hasil pengukuran senyawa murninya, maka Senyawa BI-1 di atas adalah β-sitosterol propionat.
Puncak β-sitosterol propionat, seharusnya adalah pada m/z 470, namun puncak β-sitosterol propionat yang merupakan ester tidak muncul pada m/z 470, karena β-sitosterol propionat merupakan suatu ester yang tidak stabil, yang segera terfragmentasi menjadi fragmen-fragmennya. Pola fragmentasi pada spektroskopi masa yang diperoleh menunjukkan pola fragmentasi ester β-sitosterol dengan base peak m/e 396, yang menunjukkan terfragmentasinya ester β-sitosterol propionat
menjadi asam propionat dari alcohol β-sitosterol. Puncak fragmen dengan massa m/z 396 amu sebagai base peak (puncak dasar) sangat khas untuk senyawa ester. Hasil pemutusan antara residu asam dan residu alcohol akan mendominasi spectrum. Malahan puncak ion molekul (M+) ester sering tidak kelihatan.
Pola fragmentasi senyawa β-sitosterol propionat sebagai berikut,
Pemutusan gugus CH3CH2COO dari β-sitosterol propionat
Sambungan fragmentasi
Gambar 4.20. Pola fragmentasi senyawa BI-1
Fragmentasi dari β-sitosterol propionat menjadi fragmen dengan m/z 354 adalah sebagai berikut.
Gambar 4.21. Pola fragmentasi β-sitosterol (2)
Berdasarkan pola fragmentasi ini, maka diusulkan senyawa di atas adalah suatu sterol yang mempunyai 29 atom C dan 3 atom C lain yang terikat pada rangka atom C-29 tersebut, dan mempunyai satu ikatan rangkap pada rangka steroidnya, dan mengandung atom C jenuh sebagai rantai sampingnya.
4.4.6 Spektroskopi 1H-NMR
Spektroskopi resonansi magnetik nuklir (NMR) memberikan gambaran mengenai jenis atom, jumlah, maupun lingkungan atom hidrogen (1H-NMR) dalam suatu molekul, dalam rangka untuk menentukan struktur molekul
Spektroskopi 1H-NMR didasarkan pada penyerapan gelombang radio oleh inti-inti atom tertentu dalam molekul organik, apabila molekul tersebut berada dalam medan magnet yang kuat ( Gary, 1988).
Proton-proton dalam sebuah molekul beresonansi pada frekuensi yang tidak sama, karena setiap proton di dalam molekul dikelilingi oleh awan elektron yang berbeda, sehingga menimbulkan sedikit perbedaan lingkungan elektronik yang
selanjutnya menimbulkan perbedaan medan magnetik. Awan elektron yang terdapat di sekitar sebuah proton akan memberikan perlindungan (Shielding effect) kepada proton yang bersangkutan. Besarnya perlindungan tersebut tergantung pada kerapatan elektron yang mengelilinginya. Makin besar kerapatan elektron yang mengelilingi inti, maka makin besar pula medan magnetik yang dihasilkan yang melawan medan magnetik luar yang digunakan (Bo). Akibatnya inti/proton merasakan adanya pengurangan kekuatan medan magnetik yang mengenainya. Spektrum 1H-NMR (CDCl3), Senyawa BI-1 adalah sebagai berikut.
Pada spektrum proton senyawa BI-1 Gambar 4.22 di atas terlihat pola-pola spektrum untuk proton-proton yang khas untuk senyawa β-sitosterol propionat, seperti proton metin H-3 dengan geseran kimia 3,5 ppm, proton H-6, dengan geseran kimia, 5,31-5,32 ppm. Spektrum NMR yang lebih detail dapat dilihat pada Gambar 4.23, 4.24, dan 4.25.
Gambar 4.23. Spektrum 1H-NMR (CDCl3) senyawa BI-1, yang menunjukkan proton metil pada atom C18 Dan 19
Pada Spektrum 1HNMR Gambar 4.23, menunjukkan dua puncak proton yang tampak sebagai singlet pada geseran kimia ( 0,6492 ppm dan ppm yang sangat khas untuk proton H-18 dan H-19 (berikatan dengan atom karbon jenuh).
Gugus metil lainnya beresonansi sebagai doblet pada 0,7347 ppm dan
18 19
21 26
0,7507 ppm, (J=6,4) dihubungkan untuk proton H-21; resonansi doblet pada
0,7965 ppm dan 0,8148 ppm (J=7,32) dihubungkan untuk proton H-27. Resonansi doblet untuk proton pada 0,8263 dan 0,8431 dihubungkan untuk proton metil H-26; dan resonansi doblet untuk 0,8835 ppm dan 0,9003 ppm (J=6,72) menunjukkan proton H-29.
Gambar 4.24. Ciri proton metin (Atom H-3) dengan multiplet (diperbesar)
Pada Gambar 4.24, proton multiplet pada geseran kimia 3,5000 ppm menunjukkan adanya 1 proton H-3 metin, yang merupakan ciri dari proton metin pada geseran kimia 3,4599-3,5377. Harga geseran kimia H-3 pada δ = 3,5000 ppm
pengaruh elektronegativitas dari atom O yang menarik electron dari H-3. Kemudian
pemastian puncak pada δ = 3,5000 ppm , H-3 ialah dari multiplicity puncak tersebut yang berupa septet ( mempunyai anak puncak 7 buah). Ini dikarenakan puncak H-3 dipecah 2 kali, sekali H-3 dipecah oleh 2 buah proton pada C-2 ( satu H ax dan satu H eq), lalu kemudian H-3 dipecah oleh 2 proton pada C-4 (satu Hax dan satu Heq) dengan Jaa = 10 Hz dan Jae = 5 Hz.
Dari harga konstanta kopling dari anak-anak puncak H-3 sebesar (J=4,59 Hz; J=6,36 Hz dan J = 8,25 Hz dapat dipastikan bahwa H-3 menempati posisi aksial. Geseran kimia 2,72-2,79 untuk CH2 dari gugus propionat dengan proton kuartet dan geseran kimia CH3 dengan proton triplet pada geseran kimia 2,49-2,53.
Pada spektrum Gambar 4.25, puncak doublet melebar (broad doublet) pada geseran kimia 5,3125; 5,3232, (J=4, 28) menunjukkan atom proton H-6. Kimia proton H-6 merupakan proton dengan ikatan rangkap. Adanya ikatan rangkap akan berorientasi sedemikian rupa sehingga ikatan rangkap tegak lurus terhadap arah medan yang digunakan. Sirkulasi elektron terinduksimenghasilkan medan magnet sekunder yang diamagnetik sekitar atom karbon, tetapi paramagnetik pada daerah proton alkena. Pada proton alkena arah medan magnet terinduksi adalah paralel terhadap medan magnet yang digunakan (B0), sehingga kekuatan medannya lebih besar dari B0. Proton pada daerah ini memerlukan harga B0 lebih rendah untuk terjadinya resonansi, oleh karena itu puncak resonnsinya terlihat pada medan lebih rendah (downfield).
4.4.7 Spektroskopi HMBC (1H-13C Heteronuclear Multiple Bond Coherence)
Spektrum 1H-13C heteronuclear multiple bond coherence untuk melihat hubungan jarak jauh (long range C-H coupling, jarak 2-3 ikatan) antara atom C dan atom H. Spektrum 1H-13C heteronuclear multiple bond coherence Senyawa BI-1 terdapat pada Gambar 4.26 berikut.
Spektrum HMBC digunakan dalam penentuan struktur karena adanyakorelasi ataupun interaksi antara proton tertentu dengan atom karbon yang berjarak 1 atom karbon atau lebih. Identifikasi dan korelasi ini akan diketahui apakah suatu atom karbon tertentu ada atau tidak di dekat atom karbon lainnya dengan melalui interaksi proton yang ada pada atom karbon tersebut. Spektrum HMBC Senyawa BI-1 secara lebih detail terdapat pada Gambar 4.27 , 4.29, 4.31, 4.33, 4.35, 4.37, 4.39, 4.41, 4.43, dan 4.45.
Gambar 4.27. Spektrum HMBC senyawa BI-1 (1)
a. Korelasi proton H-26 (0,82 ppm) dengan atom C-27 (19 ppm)
b. Korelasi antara proton H-27 (0,79 ppm) dengan atom C-26 (19,79 ppm) Korelasi di atas dapat digambarkan sebagai berikut.
Gambar 4.28. Spektrum HMBC senyawa BI-1, korelasi antara
Gambar 4.29. Spektrum HMBC senyawa BI-1 (2)
a. Korelasi antara proton atom H-22 (1,22 ppm) dengan atom C-23 (26 ppm), dan proton H-23 dengan atom C-21 (18,74 ppm).
23 22 H H
Gambar 4.30. Spektrum HMBC senyawa BI-1 korelasi antara
Gambar 4.31. Spektrum HMBC senyawa BI-1 (3)
a. Korelasi antara proton H-19 (0,97 ppm) dengan atom C-10 (36,45 ppm; dengan atom C-1(37,22).
b. Korelasi antara proton H- 24 (0,89 ppm) dengan atom C-22 (33,9 ppm).
c. korelasi antara proton H -18 (0,67 ppm )
dengan Atom C-12 (39,735), dan dengan atom C-13 (42,28 ppm).
Gambar 4.32. Korelasi antara proton H- 19 ke atom C 10, Atom C-1. Korelasi antara proton H-24 (0,89 ppm) dengan karbon C-22 (33,9 ppm). Korelasi antara proton H-18 dengan atom C-12 (39,73 ppm) dan atom C-13 (42,28 ppm) dalam bentuk molekul
Gambar 4.33. Spektrum HMBC senyawa BI-1(4)
a. Korelasi antara proton H-26 (0,82 ppm ) dengan atom C-24 (45,78 ppm)
b. Korelasi antara proton H-18 (0,67 ppm) dengan atom C-12 (39,73 ppm); dan dengan atom C 13 (42,28 ppm)
4 13
Gambar 4.34. Korelasi proton H- 26 dengan atom C-24 dan korelasi
proton H-18 dengan atom C-12 dan C-13 dalam bentuk molekul
a. Korelasi antara proton H-19 (1,01 ppm) dengan atom C-9 (50,08 ppm). Korelasi antara proton H-14 (0,90 ppm) dengan atom C-17 (56,01 ppm) b. Korelasi antara atom H-18 (0,67 ppm) dengan atom C-17 (56,01), dan dengan
atom C- 14 (56,72 ppm).
Gambar 4.36. Korelasi antara proton dengan karbon Gambar 4.35 dalam bentuk molekul
Gambar 4.37. Spektrum HMBC senyawa BI-1 (6)
a. Korelasi antara proton H-20 (1,27 ppm) dengan atom C-21 (18,74 ppm), dengan atom C-23 (26 ppm), dan dengan atom C-22 (33,90 ppm)
b. Korelasi antara proton H-28 (1,20 ppm), dengan atom C-29 (11,94), dan dengan atom C-25 (29,06 ppm)
Gambar 4.38. Korelasi antara proton H dengan karbon Gambar 4.37 dalam bentuk molekul
a. Korelasi antara proton H-7 (1,5 ppm) dengan atom C-14 (56,72 ppm).
Gambar 4.40. Korelasi antara proton H-7 dengan atom C-14 dalam bentuk molekul
Gambar 4.41. Spektrum HMBC senyawa BI-1 (8)
a. Korelasi antara proton H-2’ (2,3 ppm) dengan atom C-3 (71,78 ppm) b. Korelasi antara proton H-4 (2,25 ppm) dengan atom C-3(71,78 ppm) c. Korelasi antara proton H-1 (1,85 ppm) dengan atom C-3 (71,78 ppm)
4
Gambar 4.42. Korelasi antara proton H-2’ dengan atom C-3, korelasi antara proton 1 dengan atom C-3, dan korelasi antara proton H-4 dengan atom C-3 dalam bentuk molekul
Gambar 4.43. Spektrum HMBC senyawa BI-1 (9)
a. korelasi antara proton H-6 (5,33) dengan atom dengan C-7 dan 8 (31,86), dan dengan atom C -10 (36,45); dan dengan atom C-4 (42, 15)
Gambar 4.44. Korelasi antara proton dan karbon Gambar 4.43 dalam bentuk molekul
a. Korelasi proton H- 2’(2,3 ppm) dengan atom C1’ (C=O) b. Korelasi proton H-4 (2 ppm), dengan atom C-5 ( 140,63 ppm)
c. Korelasi antara proton pada atom proton H-19 (1,01) dengan atom C-5 (140,68 ppm).
d. Korelasi proton C3’ (1,6 ppm) dengan gugus CO (178,69)
Gambar 4.46. Korelasi antara proton dengan karbon pada Gambar 4.45 dalam bentuk molekul
Secara keseluruhan spektrum HMBC senyawa BI-1, menunnjukkan proton pada atom C-19 berkorelasi dengan atom C-1, C-5, C-9, C-10. Korelasi antara proton H-18 dengan atom 12, 13, 14, 17. Korelasi antara proton H-26 dengan atom C-24,C-27, C-28. Korelasi antara proton H-27 dengan atom C-26, korelasi proton H-22 dengan atom C-21 dan C-23. Korelasi antara proton H-24 dengan atom C-22. korelasi antara proton H-14 dengan atom 17, korelasi antara proton H-20 dengan atom C-21, dan atom C-23. Korelasi antara proton H-25 dengan atom C-22, korelasi antara proton H-28 dengan atom 29 dan 25, korelasi antara proton H-4 dengan atom C-3 dan C-5, korelasi proton H-7 dengan atom C-14. korelasi antara proton H-1 dengan
atom C-3, korelasi antara proton H- 2’ dengan atom C-3, C-3’, C-1’, dan korelasi antara proton H-3’ dengan atom C-1’ (C=O). Korelasi ini dapat digambarkan pada struktur senyawa BI-1 sebagai berikut.
Gambar 4.47. Korelasi diantara proton (H) dan atom C di dalam senyawa BI-1