Sifat strukturenergetika dan spektra molekuler asam lemak dan metil esternya berdasarkan perhitungan orbital molekul semiempiris PM3

MASKUR, Prof. Dr. Harno Dwi Pranowo, M.Si

2009 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Sifat struktur, energetika dan spektra molekuler dari senyawa asam lemak dan metil esternya telah dipelajari dengan pendekatan kimia komputasi semiempiris PM3. Pembanding perhitungan kimia komputasi AM1 dan Ab initio kemudian hasilnya dibandingkan dengan data dari literatur. Senyawa asam lemak dan metil esternya ditentukan konformasi dengan energi optimasi minimum untuk penentuan sifat fisis (momen dipol dan panas pembentukan) dan spektra molekuler (infra merah dan UV-visibel). Hasil perhitungan sifat fisis kemudian digunakan sebagai variabel bebas untuk pemodelan waktu retensi kromatogram. Perhitungan spektra molekuler menggunakan metode kimia komputasi terbaik pada hasil sebelumnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode kimia komputasi PM3 dapat memprediksi secara baik dalam penentuan momen dipol dan spektra molekuler senyawa asam lemak dan metil esternya. Simpangan rata-rata (Mean Absolut Error) momen dipol senyawa yang diteliti metode perhitungan PM3, AM1 dan Ab initio adalah 0,2807, 0,3497 dan 0,7427 pada asam lemak dan 0,1342, 0,2058 dan 0,8869 pada metil ester. Panas pembentukan menunjukkan hubungan linearitas dengan struktur. Pemodelan waktu retensi dalam kromatogram terhadap berat molekul (BM), momen dipol (μ) dan panas pembentukan (ΔHf) biasanya digunakan istilah indeks retensi (IR) ditunjukkan oleh persamaan: IR = -6,567 + 0,197(BM) + 5,281(μ) + 0,142(ΔHf) Parameter statistik terkait r =0,992; SD = 1,43 dan F=194,977 Panas pembentukan dipengaruhi secara signifikan oleh penambahan atom karbon asam lemak atau esternya. Momen dipol dan serapan spektra infra merah dipengaruhi oleh konformasi senyawa, dan tidak dipengaruhi oleh panjang rantai karbonnya. Spektra UV-visibel menunjukkan adanya pergeseran hipsokromik dengan bertambahnya atom karbon asam lemak atau esternya.

Structural, energetic and molecular spectral properties of fatty acid and its methyl ester compounds have been studied based on computational chemistry using semiempirical PM3 method. Computational calculation was compared with AM1 and ab initio methods and also compared with literature data. Fatty acid and methyl ester compounds were specified their conformations with the minimum energy optimization for the determination of physical properties (dipole moment and heat formation) and molecular spectra (infra red and UV-visible). Calculation results of physical properties were compared with the literature database and then used them as independent variable for modeling of retention time. Calculation of molecular spectrum was based on the best computational methods of previous results, namely PM3 semiempirical molecular orbital. Results indicated chemical computational method PM3 was suitable to determine dipole moments and molecular spectrum of fatty acid and methyl esther compound. Mean absolut error of dipole moment of the compound examined by the methods of AM1, PM3 and ab initio calculations are 0.2807, 0.3497 and 0.7427 on the fatty acid, and 0.1342, 0.2058 and 0.8869 on methyl ester. Heat formation of the compound shows a very high linearity with structure. Modeling of retention time with molecular weight (Mw), dipole moment (μ) and heat formation (ΔHf) that commonly called retention index (RI) showed by equation: RI = -6.567 + 0.197(Mw) + 5.281(μ) + 0.142(ΔHf) Statistical parameters r = 0.992; SD = 1.43 and F = 194.977 Heat formation was influenced significantly by addition of carbon atoms of fatty acid and its methyl ester derivatives. Dipole moments and infra red spectra influenced by conformation of molecule but not by the long carbon chain. UVvisible Spectra indicated that the hipsochromic shift as the carbon cain of fatty acid and its esters increases.

Kata Kunci : Senyawa asam lemak, Molekul semiempiris PM3