STEREOKIMIA

Y.i bagian ilmu kimia yang mempelajari senyawa dalam bentuk tiga dimensi.Satu aspek dari stereokimia adalah stereo isomer (isomeri ruang).Dalam stereo isomer dikenal beberapa istilah:enansiomerdiastereomerepimerIsomeri ruang/stereisomer : berbagai senyawaan yang mempunyai rumus molekul sama, tetapi berbeda konfigurasinya.Konfigurasi atom dalam suatu molekul ialah tatanan atom2 suatu molekul dalam suatu ruang.

Ada 2 jenis isomeri ruang: isomeri geometri (isomeri sis- trans).isomeri optik.Isomeri cis-trans : pada tiap C mengikat gugus yang berlainan.

cis 1,2dikloroetena trans 1,2dikloroetenat.d. -60 C t.d. -48C

Dua gugus yang terletak pada satu sisi ikatan disebut cis, sedangkan bila gugus-gugus yang terletak pada sisi-sisi yang berlawanan disebut trans (berseberangan).Bentuk cis & trans adalah senyawa yang berlainan, karena sifat-sifat fisiknya berbeda.

Contoh lain :cis-2-butena trans 2-butena

asam malat as.fumarat trans-2-metil-sikloheksanol cis-2-metil-sikloheksanol Isomeri geometri dijumpai pada alkena & senyawa siklis

Pada alkena, jika pemberian nama menurut sistem cis-trans tidak mungkin digunakan sistem Z (Z = zuzammen = sepihak, E = Entgegen = berlawanan pihak).Sistem ini didasarkan pada urutan prioritas menurut Cahn, Ingold, Prelog (CIP). Urutan prioritas : I > Br > Cl > S > F > O > N > C > H

(Z) 1- bromo-2- fluoro 2-kloro- 1 -iodoetena

Bila ada 2 atom yang sama, maka no atom dari atom berikutnya digunakan untuk menentukan urutan prioritas.Contoh:ada 3 at H : urutan prioritas lebih rendah 1 at C, 2 H: prioritas lebih tinggi

Konfigurasi R-SE-3-metil-2-heksena Z-3-metil-z-heksena H

Isomeri Optik :Dijumpai pada molekul yang dapat berada dalam dua bentuk yang saling merupakan benda dan bayangan cerminnya.Isomeri optik disebabkan oleh adanya atom C kiral yakni atom C sp3 yang mengikat empat atom/gugus yang berbeda (asimetris).Molekul semacam ini bersifat kiral dan dijumpai sebagai sepasang enantiomer.Jumlah maksimal isomer = 2n (n = atom C kiral).

Pengertian Kiral:Dua senyawa dikatakan identik, bila 2 senyawa tersebut bisa ditangkupkan.Suatu senyawa yang merupakan bayangan cermin, tidak identik.Suatu senyawa yang identik, bukan bayangan cermin.

Suatu senyawa yang tidak setangkup/tidak identik dengan bayangan cerminnya disebut sebagai Kiral (Kiral chair = tangan).

Contoh :Tangan kiri bayangan cermin tangan kanan.Tangan kiri tidak setangkup dengan tangan kanan. Jadi tangan adalah suatu yang kiral.

Senyawa yang kiral mempunyai stereo isomer : senyawa yang kiral bersifat optis aktif.

Contoh : molekul yang kiral: memp.pusat at C kiral(tanda *)dulu : asimetrisH

Senyawa yang kiral tidak memp. Unsur simetri (sb. bolak-balik). Unsur simetri terdiri dari 3 macam:bidang simetripusat simetrisumbu simetri :sederhana (diputar 2/n bayangan )bolak balik ( diputar 2/n bayangan ) n : bilangan genap (2,4,6,8..)Bidang simetri : suatu bidang imajiner yang dapat membelah benda/senyawa, sehingga bagian satu merupakan bayangan cermin bagian yang lain. Contoh : cangkir.

Senyawa yang kiral tidak mempunyai:bid. simetripusat simetrisumbu simetri bolak balik

Senyawa yang kiral mempunyai sumbu simetri sederhana.

Senyawa asimetri senyawa yang mempunyai C asimetri.

MolekulSumbu simetribolak balikSumbu sederhanaSimetri (setangkupDisimetriAsimetri / /

Senyawa disimetri senyawa kiral,tetapi tidakmempunyai C asimetrasi (mungkin mempunyai sumbu sederhana) contoh : senyawa bifenil.

Pusat simetri:titik yang jaraknya = gugus-gugus yang ada di dalam molekul tersebut.

Sumbu simetri:keadaan bila molekul diputar pada porosnya dengan < putaran 2/n (n= gugus molekul),maka akan didapat senyawa lain yang identik (tapi terhadap bayangan cermin).

Sumbu simetri bolak balikBila senyawa tersebut diputar pada porosnya 2/n, menghasilkan senyawa yang bayangan cerminnya identik dengan senyawa mula-mula.

cis-cis-2,4-heptadiena trans,trans-2,4-heptadiena cis,trans-2,4-heptadiena trans,cis-2,4-heptadiena

Suatu senyawa/molekul yang kiral biasanya bersifat optis aktif (dapat memutar bidang cahaya terpolarisasi).2-propanol kiral atau tidak ?

Pasangan isomer ruang suatu molekul yang merupakan benda & bayangan cerminnya serta tidak saling bersetangkup (superimposable) disebut enansiomer atau antipodaSenyawa enansiomer mempunyai sifat-sifat fisis sama, hanya berbeda pada arah perputaran bidang cahaya terpolarisasi, sedangkan besarnya sama Alat untuk menentukan arah dan mengukur sudut rotasi bidang polarisasi cahaya sesuatu senyawa optis aktif disebut polarimeter Tugas : mencari bagaimana prinsip kerja polarimeter?apa yang dimaksud bidang cahaya terpolarisasi?

Polarisasi [] =

[] = rotasi spesifik = rotasi yang diamatic = konsentrasi sampel (g/ml)l = panjang tabung dalam dm (10 cm)

Contoh : []D25 + 3,12Artinya [] pada 25 dengan lampu D (Na) dia bisa memutar bidang polarisasi + 3,12

D = D line (lampu Na) = 5896A

R 2 butanol []D25 13,52S 2 butanol []D25 + 13,52

R - (+) - 2 metil 1 butanol []D25 + 5,756 S (-) 2 metil 1 butanol []D25 5,756

tidak ada hubungan antara konfigurasi molekul dengan arah perputaran bidang polarisasi SoalSuatu zat x mempunyai konsentrasi 0,157 g/100 ml larutan, diukur dengan polarimeter, panjang tabung 5 cm. Berapakah rotasi spesifik zat x tsb, bila rotasi yang teramati 1,2?

Campuran 2 senyawa enansiomer disebut campuran rasemat. Bila campurannya 50% : 50% disebut terjadi rasemisasi total berarti tidak mempunyai kemurnian optis (optical purity = 0) = optis inaktif. (senyawa yang terdiri dari 1 senyawa saja = kemurnian optis 100%)

Cara penulisan campuran rasemat : Contoh : []D 25 S (+) 2 butanol 13,52 Pengamatan = 13,52 artinya : sampel tersebut murni sec.optis tetapi bila pengamatan = 6,76 maka kemurnian optisnya = x 100%

= x 100% = 50%

Contoh lain :S 2 - butanol : 75 gR 2 butanol : 25 g

Berapa kemurnian optisnya ?

S 2 butanol 25+ 50R 2 butanol 25

Maka kemurnian optisnya = x 100% = 50%Camp.rasemat tidak dapat dipisahkan dengan cara-cara umum seperti kromatografi, rekristalisasi, reaksi kimia dsb, krn sifat fisis dan kimia sama.

Cara menggambar struktur molekul pada bidang kertas:n-butana Proyeksi Newman2. Proyeksi Saw Horse3. Proyeksi flying wedge

4. Proyeksi Fischer

Konfigurasi molekulKonfigurasi: tatanan atom-atom dalam ruang dari suatu molekul.Tujuan:Untuk mengenal bentuk-bentuk stereoisomer molekul sesuai perjanjian yang ada.Konfigurasi dibagi 2:1. Konfigurasi relatif (D/L)Penggunaan terbatas pada as. amino & karbohidrat. Disebut relatif, karena pada konfigurasi ini kita membandingkan gambar proyeksi Fischer suatu senyawa terhadap proyeksi Fischer molekul gliseraldehid.2. Konfigurasi absolut (R/S).= C.I. P

Cara menggambar proyeksi FischerSalah satu ikatan dihadapkan bidang, sedangkan 2 ikatan yang lain menghadap si penggambar.

Untuk mempertahankan struktur senyawa, maka dalam menulis proyeksi Fischer :Rumus proyeksi hanya boleh diputar 180 pada bidang kertas/proyeksi.

2. Rumus proyeksi tidak boleh diputar 180 keluar bidang kertas/proyeksi & membaliknya.

aabbccddRotasi180oCabcdabcdabcd

3. Rumus proyeksi tidak boleh diputar 90 atau 270 ke arah manapun.abcdabcdRotasi 90

Konfigurasi relatifOH dikanan bentuk D OH dikiri bentuk LD-gliseraldehid L-gliseraldehid

Senyawa-senyawa karbohidrat atas dasar sintesa Fischer kiliani bisa diturunkan dari gliseraldehid dengan perpanjangan rantai keatas, sehingga bentuk D & L dilihat dari OH yang paling dekat dengan CH2OH.D-glukosa Untuk as.amino, perpanjangan rantainya ke bawah karena NH2 dikanan disebut D-as.amino.

Konfigurasi AbsolutCatatan :R & S tidak ada hubungan sama sekali dengan perputaran bidang polarisasi.R S

Cara untuk menentukan konfigurasi R/S:

Kita harus meletakkan gugus yang terikat pada C kiral yang mempunyai prioritas paling rendah pada posisi paling jauh dari mata kita.

Tentukan prioritas ketiga gugus yang lainnya.

Urutkan perputarannya. Bila perputaran searah jarum jam, kita beri tanda konfigurasi R; apabila perputarannya berlawanan jarum jam, diberi tanda konfigurasi S (R=Rectus; S= sinister).

I > Br > Cl > S > F > O > N > C > H SO3H > OH > NH2 > HPrioritas : O > C > H

Latihan(S) metil-etil-npropil-isopropil metana (R)(S)(R)

Molekul dengan lebih dari satu atom C kiral

Senyawa dengan 2 pusat C Kiral mempunyai maksimal 22 = 4 stereoisomer yang berbeda dan 2 enansiomer.

Eritrosa TreosaI IIIII IV(2R,3R)Tetrosa (2S,3S)Tetrosa (2S,3R)Tetrosa (2R,3)TetrosaD-eritrosa L-eritrosa D treosa L-treosa

I,II,III,IV merupakan stereo isomer (yang satu dengan yang lain tidak identik).

I, II, merupakan 2 enansiomer, karena bayangan cermin.II, IV

I, III bukan enansiomer, krn bukan bayanganI,IV cermin disebut diastereomer/ diastereoisomer. II,III (isomer ruang yg bukan merupakan bayangan cerminII,IV satu dengan lainnya)

Catatan:(R,S): untuk konfigurasi 2 pusat kiral yang berbeda.(R) (S): untuk campuran rasemat.

Apabila suatu senyawa ada 2 pusat kiral:Jika 2 gugus OH tereletak pada sisi yang sama eritro (Eritrosa letak OH pada sisi yang sama).Jika terletak pada sisi yang berseberangan treo (treosa letak OH pada sisi yang berlawanan).Senyawa diastereomer mempunyai sifat-sifat fisis & kimia yang berlainan, jadi senyawa-senyawa tersebut tidak identik. Atas dasar perbedaan sifat ini, maka pembentukan senyawa diastereomer digunakan untuk memecah/memisahkan campuran rasemat.

konfigurasi C2=Rkonfigurasi C3=R

2,3 dikloro butana (2S, 3R) (2R,3S) (2R, 3R) (2S,3S)I & II merupakan bayangan cermin, tapi identik disebut bentuk meso.

* Jadi senyawa ini mempunyai 3 stereisomer

Bentuk meso tidak mempunyai keaktifan optik, karena tidak mempunyai bentuk stereoisomer; berarti mempunyai unsur simetri yaitu bidang simetri dimana bila senyawa tersebut dipotong persis di tengah, maka merupakan bayangan cermin.

Contoh lain : pada asam tartrat.mempunyai 3 steroisomer dan 2 enansiomer serta 1 bentuk meso.

Bagaimanakah pengaruh stereo kimia terhadap reaksi-reaksi organik ?Bagaimanakah dengan senyawa 3 pusat kiral?

H3C CH2 CH2CH3 + Cl2 hv n-butana(akiral)(kiral)Meskipun hasilnya (menghasilkan) senyawa kiral, tapi hasilnya 50% S dan 50% R, maka terjadilah peristiwa rasemisasi sehingga hasilnya secara keseluruhan tidak kiral

Jadi kita mereaksikan suatu senyawa yang tidak kiral (tidak optis aktif), maka umumnya hasilnya juga tidak optis aktif, karena senyawa yang terjadi:Mungkin tidak kiral.Mungkin terjadi rasemisasi.Cara memisahkan campuran rasemat:Cara Pasteur (paling kuno)Bila senyawanya kristal, dipisahkan satu demi satu di bawah mikroskop atas bentuk kristal masing-masing (S&R).2.Cara penambahan bakteri tertentuBeberapa bakteri dapat memakan salah satu bentuk S atau R untuk metabolismenya, sehingga yang tidak termakan dapat dipisahkan.

3.Pembentukan senyawa diastereomer Direaksikan dengan suatu senyawa lain, sehingga membentuk campuran/senyawa diastereomernya. Dengan proses pemisahan biasa, dapat dipisahkan masing-masing diastereomer tersebut, karena sifat fisis berbeda. Umumnya berlangsung reaksi as-bs.

(+) HA(-) (HB) (+)A- + (-B)- camp diastereomer(-) HA(-) HB (-) A-

Contoh : Garam(+) Asam(+)Basa(+) Asam + (+) Basa Garam(-) Asam(+) Basa

Garam ((+) Asam (+) Basa) Garam ((-) Asam (+) Basa) Lar HCl Lar HCl(+)Asam + Basa HCl(-) Asam + Basa. HCl

Cara pemisahan campuran rasemat amina idem, hanya basa diganti asam, larutan HCl diganti larutan NaOH.Cara pemisahan campuran rasemat asam

Diastereomer yang berbeda hanya pada satu pusat kiral disebut epimer.Contoh: D-Glukosa D-Manosa

EpimerKedua-duanya termasuk aldoheksosa, berbeda pada konfigurasi C no.2.

Contoh lain:Pada sintesis Fischer-Kiliani: membentuk 2 diastereomer yang konfigurasinya berbeda pada saat C no.2 (dibicarakan pada Bab : Karbohidrat).

**************************************************