Spektroskopi Resonansi Magnet Inti (RMI)

Spektroskopi RMI proton pada hakikatnya merupakan sarana untuk menentukan struktur senyawa organik dengan mengukur momen magnet atom hidrogennya. Pada kebanyakan senyawa, atom hidro-gen terikat pada gugus yang berlainan (seperti –CH₂ -, -CH­₃ , -CHO, —NH;,-CHOH-, dan sebagainya) dan spektrum RMI proton merupa­kan rekaman sejumlah atom hidrogen yang berada dalam keadaan lingkungan yang berlainan tersebut. Tetapi, spektrum itu tidak dapai. memberikan keterangan langsung mengenai sifat kerangka karbon' molekul tersebut; ini hanya dapat diperoleh dengan spektroskopi RMI karbon-13 yang akan diterangkan kemudian.

Dalam praktek, larutan cuplikan dalam pelarut lembam ditempatkan di antara kutub magnet yang kuat, dan proton mengalami geser kimia yang berlainan sesuai dengan lingkungan molekulnya di dalam. molekul. Ini diukur dalam radas RMI, nisbi terhadap baku, biasanya tetrametilsilan (TMS), yaitu senyawa lembam, yang dapat ditambah-kan ke dalam larutan cuplikan tanpa ada kemungkinan terjadi reaksi kimia.                 .  .

Geser kimia diukur dengan satuan 6 (delta) atau r (tau); dengan t =-10 5 dan 8 = Av X 10⁶/frekuensi radio, Av adalah selisih antara frekuensi penyerapan cuplikan dan frekuensi penyerapan senyawa pembanding TMS dalam satuan Hertz. Karena frekuensi radio total biasanya 60 Mega Hertz (60 juta Hertz) dan geseran diukur dalam satuan Hertz, maka satuan ini sering discbut bagian per juta, bpj (ppm). Juga infensitas sinyal dapat diintcgrasi untuk menunjukkan jumlah proton yang bcresonansi pada frekuensi tertentu.

Pelarut untuk pengukuran RMI hams lembam dan tanpa proton. Karena itu kita hanya menggunakan karbontetraklorida, deutero-kloroform (CDC^), deuterium oksida (l₂O), deuteroaseton (CD₃COCD₃), atau dimetilsulfoksida terdeuterasi. Senyawa polar sering kali hanya larut sedikit atau tidak larut dalam pelarut yang ada, dan untuk pengukuran hams diubah dulu menjadi eter trimetil-silii. Paling sedikit diperlukan 5-10 mg cuplikan, dan ini membatasi penggunaan spcktroskopi RMI dalam banyak per-cobaan fitokimia. Tetapi, spektromctcr yang hanya memcrlukan cuplikan 1 mg akan tersedia dalam waktu dekat. Satu kelcbihan spektroskopi RMI bila dibandingkan dengan SM ialah cuplikan dapat diperoleh kembali, tidak berubah setelah pengukuran, dan dapat digunakan lagi untuk pengukuran lain.

Sama halnya dengan cara spektroskopi lain, spektroskopi RMI pro­ton dapat digunakan oleh fitokimiawan sebagai alat sidik jari. Tetapi harus diingat, kerumitan spektmm berkaitan langsung dengan jumlah jenis proton yang berbeda yang ada sehingga sesungguhnya alkaloid rumit yang banyak tersubstitusi akan menghasilkan sinyal lebih sedikit   ketimbang hidrokarbon alifatik sederhana. Penggunaan utama RMI proton ialah untuk menentukan struktur dengan cara digabung dengan cara spektroskopi lainnya. Penggunaannya dalam menentukan golongan senyawa sangat banyak; beberapa contoh geser kimia vang khas bagi golongan senyawa alam tertentu terdapat

Spektrum RMI proton dapat sangat rumit. Misalnya, akibat antaraksi proton yang terikat pada atom karbon yang berdampingan, sinyal spektrum mungkin tampak sebagai 'doblet' atau 'triplet', bukan puncak tunggal. Karena itu, penafsirannya memerlukan keahlian. Walau pun demikian, informasi fitokimia dapat diperoleh tanpa menganahsis spektrum secara terinci. Dua contoh akan menunjukkan hal itu. Pertama, ketika menentukan struktur asam stcrkulat, semula kimiawan tidak dapat menerima bahwa struktur asam remak yang unik mi mengandung cincin siklopropena yang tegang. Karena itu, sebagai gantinya, dipilih rumus yang ikatan rangkapnya terletak ber­dampingan dengan cincin siklopropana. Tetapi spektrum RMI proton 'menunjukkan dengan jelas bahwa senyawa tersebut harus mem-punyai cincin siklopropena karena ternyata tidak terlihat adanya "nyal proton di daerah olefina (5,2-5,7 6), dan dengan demikian rumus kedua itu tidak mungkin.contoh kedua ialah dari telaah struktur. pigmen flavonol yang berwarna kuning, yaitu tambuletin. Peneliti India yang mengisolasinya menyatakan senyawa itu sebagai aglikon, tetapi spektrum RM] proton segera menunjukkan ;adanya satuan gula yang tak terduga karena ternyata terdapat sinyal 5,15 dan 5,25 6 yang disebabkan oleh proton gula yangjelas terpisah dari sinyal yang ditunjukkan oleh proton yang terikat pada inti flavon (antara 6 dan 7,5 6) (lihat gambar 1.7). Jadi, pigmen tersebut jelas suatu glikosida, bukan aglikon (Harborne dkk., 1971). Sinyal dari atom karbon dalam alat RMI dapat dideteksi karena ada-nya sejumlah kecil (kira-kira 1,1%) atom karbon-13 bersama-sama dengan karbon-12 dalam senyawa alam dari tumbuhan. Momen magnet yang lebih kecil yang dihasilkan oleh ¹³ C, bila 'dibandingkara dengan momen magnet proton, berarti .sinyalnya jauh lebih lemah. Spektroskopi RMI'-¹³ C dapat dipakai secara umum hanya setelah ada kemajuan teknik RMI denyut dan analisis alihragam Fourier, bahkan dengan kemajuan ini pun masih diperlukan waktu instrumen yang lebih besar daripada RMI proton. Cara ini digunakan agak luas dalam analisis struktur walau pun masih ada pembatas, yaitu diperlukan cuplikan paling sedikit 10 mg.

Pelarut yang digunakan serupa seperti pada RMI proton, tetapi jangk:; resonansi C jauh lebih besar, yaitu 0—200 bpj medan bawah dari IMS bila dibandingkan dengan jangka 0—10 bpj pada resonansi proton. Jadi, spektrum RMI-^C jauh lebih teresolusi, umumnya sctiap karbon dalam molekul (lihat gambar 1.8) dapat ditetapkan sinyalnya. Sama halnya seperti pada RMI proton (lihat tabel 1.4), atom karbon yang penyulihannya berlainan akan menunjukkan geser-an dalam jangka yang khas, misalnya, atom karbon alifatik me­nunjukkan geseran antara 0 dan 40 bpj, karbon aromatik antara 110 dan 150 bpj, dan karbon keton antara 160 dan 230 bpj.

Spektroskopi RMI-^C pada hakikatnya merupakan pelengkap RMI proton, dan kombinasi kedua cara itu merupakan alat yang kuat pada penentuan struktur terpenoid, alkaloid, atau flavonoid baru. Spektroskopi ini berguna pada analisis glikosida, pada penentuan ikatan ahtara berbagai bagian gula dan konfigurasinya. Pengukuran RMI proton dan RMI-^C telah digunakan dengan berhasil pada analisis struktur protein dan makromolekul lain serta analisis lainnya (lihat Jones, 1980). Tidak ada pcnuntun sederhana mengenai spektroskopi RMI yang ditulis khusus untuk ahli tumbuhan. Tetapi banyak buku tentang penggunaan RMI dalam kimia organik (misalnya Jackman, 1959; Scheinmann, 1970) atau dalam biokimia (misalnya James, 1975).

Sumber :

J.B. Harborne. 2006. Metode Fitokimia.Bandung (terbitan kedua): ITB