5-6 mass spectrometry

8/16/2019 5-6 Mass Spectrometry

1/62

STRUCTURES ELUCIDATION OF ORGANICCOMPOUNDS

Lecturing 5-6“MS”

Ih!n I"hti!ru#in$ M%Si

Department of Chemistry

Faculty of Mathematics and ScienceUniversity of Riau / University of MuhammadiyahRiau

Pekanbaru

2!"


2/62

Alamat Korespondensi:#mail$ ihsan%ikhtiarudin&yahoo'com

ihsan&lecturer'unri'ac'id(antor$ )aboratorium Sintesis *r+anik

,urusan (imia FM-P. UR

mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


3/62

T&'e () S'ectr(c('&

• U *bserve electronic transition and providesinformation on the electronic bondin+ in the sample

• -R *bserve the vibrations of bonds and providesevidence of the functional +roups present

• MS *(+*!r# +(,ecu,e ith e,ectr(n !n#*re!" the+ !'!rt% An!,&i () the +!e ()the )r!g+ent gi.e the +(,ecu,!r eight$'(i*,& the +(,ecu,!r )(r+u,!$ !n# c,ue t(

the tructure !n# )uncti(n!, gr(u'%• 0MR observed the chemicals environments of the

hydro+en atom 1or the carbon atom and providesevidence for structure of the alkyl +roups and clues tothe functional +roups


4/62

M! S'ectr(c('& /MS0

• Spektrometri massa3 tidak seperti metodespektroskopi yan+ lain3 tidak melibatkaninteraksi antara radiasi ektroma+netik dan

materi'• S'e"tr(+eter +!! $ adalah alat atau

instrumen yan+ di+unakan untukmenentukan struktur kimia dari molekulor+anik berdasarkan perhitun+an massadari molekul tersebut serta polafra+mentasinya


5/62

PRINSIP DASAR

• Dalam spektrometri massa3 molekul sampel dalamfase uap dibombardir den+an elektron berener+itin++i 14 e yan+ menyebabkan lepasnya satuelektron dari kulit valensi molekul tersebut'

• Molekul yan+ kehilan+an satu elektron akanmen5adi suatu "!ti(n r!#i"!,

/M0 1 e- /M1%0 1 2e-

• (ation radikal tersebut men+andun+ semua atom6

atom dari molekul asal3 minus satu elektron3 dandisebut i(n +(,e"u, 3+(,ecu,!r i(n3 dandinyatakan den+an M1% '


6/62

• Misal

• Seba+ai hasil dari tabrakan den+an

elektron berener+i tin++i3 ion molekul akanmempunyai ener+i yan+ tin++i dan dapatpecah men5adi fra+men yan+ lebih kecil1kation3 radikal atau molekul netral'

• M1% m!7 7 m'2 atau M

1%

m!7' 7 m2


7/62

• -on molekul3 ion fra+men dan ion radikal fra+mendipisahkan men++unakan medan ma+net sesuaiden+an perbandin+an +!! 3+u!t!nn&!/+3403 dan men+hasilkan arus listrik 1arus ion

pada kolektor/detektor yan+ sebandin+ den+ankelimpahan relatifnya' Fra+men den+an m/8yan+ besar akan turun terlebih dahulu diikutifra+men den+an m/8 yan+ lebih kecil'

•

Partikel netral 1yan+ tak bermuatan yan+dihasilkan dalam fra+mentasi tidak terdeteksisecara lan+sun+ dalam spektrometer massa'


8/62

• (ebanyakan kation yan+ dihasilkan

dalam spectrometer massamempunyai muatan 9 ! 18 9 !3sehin++a m/8 secara lan+sun+menun5ukkan massa dari kationtersebut


9/62

Intru+ent!i MS


10/62

GC-MS


11/62

LC3LC-MS3MS-T!n#e+ LC$ T!n#e+ MS

!!


12/62

Se'!r!ti(n () I(n in MS


13/62

• Sampel diuapkan di ba:ah vakum dan diionkanmen++unakan berkas elektron /i(ni!i0' -on

sampel dipercepat men++unakan medan listrikmemasuki tabun+ pen+analisis dan dilalukandalam medan ma+net'

• Dalam kekuatan medan ma+net yan+ diberikan3

hanya ion6ion positif dan radikal positif akandifokuskan ke detektor3 sedan+ ion6ion yan+ lain1radikal / netral akan dibelokkan ke dindin+tabun+'

•

-on den+an m/8 lebih besar akan mencapaidetektor lebih dulu diikuti m/8 yan+ lebih kecil'

• .rus listrik yan+ diterima detektor akan diperkuatdan spektrum massa dari sampel akan direkam'


14/62

I(ni4!ti(n


15/62

!"

Su+*er I(n


16/62

eni-eni I(ni!i

;erdasarkan pola ionisasinya3 spektrometer massadiba+i men5adi

% EI-MS$ E,e"tr(n I+'!ct - M!S'ectr(+eter

• Pola ionisasi sampel den+an berkas elektronberener+i tin++i 1electron bombardment '

•

(arena ener+inya tin++i3 maka fra+mentasibanyak dan kelimpahan M7' relatif kecil'

• -ntensitas puncak ion molekul kecil3 bahkanserin+ tidak nampak3 sehin++a kadan+menyulitkan interpretasi spektra'


17/62

!4

EI 'r(ce

• M 7 e6 M7<

f ! f 2 f = f >

?his is a remarkably reproducibleprocess'M :ill fra+ment in the same patternevery time usin+ a 4 e electron beam


18/62

E,ectr(n I(ni!ti(n /EI0

!@


19/62

ELECTRON IMPACT

H-C:H

H

H+ e H-C

H

H

H + 2e

R.D-C.) C.?-*0

CH4

H-C

H

H

HH-C

H

H

+ + H

NL7 CATIONS ARE CARRIED TO DETECTOR

H-C

H

H

H++

C.?-*0R.D-C.);*0D6;R#.(-0A

!B


20/62

2

8euntung!n #!n "e"ur!ng!n EI

.dvanta+es of #-$

hi+h ion currents 6 sensitive

fra+mentation aids identication

Disadvanta+es of #-$

:eak or absent M7 peak inhibitsdetermination of ME

molecules must be vapori8ed molecules must be thermally stable durin+vapori8ation


21/62

2% CI-MS9Che+ic!, I(ni4!ti(n-M! S'e"tr(-+eter

• Pola ionisasinya men++unakan +as 1mis$ metan3isobutan atau ammonia yan+ diionkan'

• #ner+i ionisasi lebih kecil dibandin+ #-6MS3sehin++a fra+mentasinya lebih kecil dankelimpahan relatif M7' tin++i'

• Dalam spectra C-3 informasi men+enai ;M molekul

sample diperoleh dari protonasi molekul sample3dan har+a m/8 yan+ diperoleh adalah satu unitlebih besar dibandin+ ;M yan+ sesun++uhnya'


22/62

• R 7 e 666 R7' 7 2e

• R7' 7 RG 666 RG7 7 R'

•

RG7 7 S 666 SG7 7 R

1R 9 rea+ent3 S 9 sample3 e 9 electron3 ' 9radical electron 3 G 9 hydro+en


23/62

:% FA;-MS 9F!t At(+;(+*!r#+ent - M!S'ectr(+eter

• Pola ionisasinya men++unakan HfastatomsH3 misalnya Ge3 0e3 .r'

• ;iasanya sample dilarutkan dulu

dalam suatu matriI3 misalnya +liserolkemudian dibombardment den+anfast atom misal$ 0e


24/62


25/62

SPE8TRUM MASSA• S'e"tru+ +!! adalah suatu plot

antara "e,i+'!h!n re,!ti) vs +34%Punc!" '!#! S'e"tru+MS9% Punc!" I(n +(,e"u,/M10 3 /M1=02% Punc!" i(t(':% Punc!" )r!g+en


26/62

• (elimpahan fra+men ter+antun+ pada kesetimban+anantara kecepatan pembentukan dan dekomposisinya'

• Fra+men yan+ melimpah terbentuk den+an mudahdan mempunyai tendensi yan+ rendah untuk

terfra+mentasi lebih lan5ut3 atau relatif stabil'• Fra+men yan+ palin+ melimpah dinyatakan

mempunyai kelimpahan relatif 1relative abundance 9R. !L dan disebut den+an *!e 'e!" '

• (elimpahan fra+men6fra+men yan+ lain dinyatakan

relatif terhadap base peak

Punc!" I(n +(,e" unc!" )r!g+en

;!e Pe!"


27/62

Fr!g+ent!ti(n


28/62

=i h R , ti ) M


29/62

=igh Re(,uti(n () M!S'ectr(c('&


30/62


31/62


32/62


33/62

E>ercie


34/62


35/62


36/62

Fr!g+ent!ti(n P!ttern

Fr!g+ent!ti(n () n-


37/62

Fr!g+ent!ti(n () n-A,"!ne


38/62


39/62

Meth&, c!ti(n i unt!*,e

i ) h


40/62

Fr!g+ent!ti(n () ;r!nchA,"!ne


41/62


42/62

Fr!g+ent!ti(n () A,"ene


43/62

Other Fr!g+ent!ti(n


44/62


45/62

E>ercie 2


46/62

A,c(h(,


47/62


48/62

ter'ret!ti(n () M! S'ectr!


49/62

>B

Menentu"!n Ru+u +(,e"u,


50/62

E>ercie :


51/62

E>ercie <

• Memprediksikan pola fra+mentasispektrum massa *ut!n(n%

• m/8 9 42

• m/8 9 "4

• m/8 9 >=

• m/8 9 2B

• m/8 9 !"


52/62

E>ercie 5

• Memprediksikan pola fra+mentasispektrum massa +eti, *r(+i#!

• m/8 9 B dan B>

• m/8 9 @! dan 4B

• m/8 9 !" dan !


53/62

E>ercie 6

• Memprediksikan pola fra+mentasispektrum massa *en4!+i#!%

• m/8 9 !2!

• m/8 9 !"

• m/8 9 44

• m/8 9 >>

The McL!?ert&


54/62

The McL!?ert&Re!rr!nge+ent


55/62

D;E 3 UN

• Double bond eNuivalent /unsaturated number adalah bilan+anyan+ menyatakan 5umlah eNivalen

ikatan ran+kap dari suatu molekul• Dapat dihitun+ den+an rumus'

M hit D;E


56/62

Menghitung D;Euntu" +(,e"u, 2-*ut!n(n

• Suatu senya:a or+anik terdiri dari34L karbon3 !!3! L hidro+en3 dansisanya adalah oksi+en3 ketika diukur

den+an spektrum MS menun5ukkanpuncak ion molekul pada m/8 9 42'

?entukanlah rumus molekul senya:a

tersebut dan hitun+lah har+a D;#nya'


57/62

Tug! :


58/62


59/62


60/62


61/62

Aambarkan spektrum massa 26pentanon dan =6pentanon3 5elaskan

perbedaan antara kedua spektrumtersebut dan bandin+kanlahspektrum hasil prediksi .nda den+an

spektrum real nya di internetO


62/62

Th!n" 7(u

5-6 mass spectrometry

Documents