STEREOKIMIA

Enantiomer dan Karbon Tetrahedral

Gambaran karbon tetrahedral dan pencerminannya

Molekul bayangan cermin yang tidak dapat dihimpitkan disebut enantiomer (dalambahasa Yunani enantio berarti berlawanan/opposite).

Superimposed dari asam laktat

Kiralitas• Jika suatu molekul tidak dapat dihimpitkan dengan

bayangan cerminnya berarti kedua senyawaenantiomer disebut kiral/chiral (ky-ral dalam bahasaYunani cheir, berarti “tangan”).

• Molekul yang mempunyai sisi simetri dalam berbagaikemungkinan dalam konformasinya identik denganbayangan merupakan senyawa nonkiral atau biasadisebut akiral.

• Penyebab adanya kiralitas pada suatu senyawadikarenakan adanya atom karbon yang mengikat 4gugus berbeda. Atom karbon tersebut diistilahkansebagai pusat kiralitas (chirality centers).

Aktivitas Optikal• Studi mengenai stereokimia diawali pada abad XIX oleh ilmuwan

Prancis, Jean Batiste Biot.

• Biot menemukan sifat alami cahaya terpolarisasi bidang (plane-polarized light).

• Ketika sebuah berkas cahaya melewati polarizer, hanyagelombang terosilasi pada sebuah bidang yang dapatmelewatinya sehingga dinamakan cahaya terpolarisasi bidang.

• Ternyata beberapa molekul optik aktif dapat memutar bidangpolarisasi.

• Molekul optik aktif yang memutar bidang polarisasi ke kanan(clockwise) disebut dekstrorotatori (dextrorotatory) atau diberinotasi (+).

• Sebaliknya, bila molekul optis aktif memutar bidang polarisasi kekiri (counterclockwise) dikatakan levorotatori atau diberi notasinegetif (-).

Aturan Konfigurasi Spesifik• Aturan Cahn Ingold Prelog :

1. Urutkan prioritas berdasarkan nomor atom substituen

2. Jika (1) tdk bisa, maka urutkan prioritas berdasarkan nomor atom kedua substituen

3. Multibonding atom adl sama dg atom ikatan tunggal

4. Urutkan prioritas dan lihat arah perputarannya

• R = rectus = bila arah perputaran ke kanan atau searah jarum jam

• S = sinister = bila arah perputaran ke kiri atau berlawanan arah jarum jam

Diastereomer

Pasangan diastereomer asam 2-amino-3-hidroksibutanoat

Diastereomer adalah stereoisomer yang bukan bayanganCerminnya, contoh : 2R,3R dg 2R,3S

• Diastereomer kiral mempunyai konfigurasi yangberlawanan pada beberapa pusat kiral namunmempunyai konfigurasi yang sama dengan yanglainnya.

• Sebagai pembandingnya, enantiomer yangmempunyai konfigurasi berlawanan pada semuapusat kiral.

Senyawa Meso

• Senyawa akiral yang mememiliki 2 pusat kiral

Bayangan Cermin

Pusat kiral

Molekul yg memiliki > 2 pusat kiral• Sebuah pusat kiral dlm satu molekul akan memberikan 2

stereoisomer atau sepasang enantiomer

• Dua pusat kiral akan memberikan maksimal 4 stereoisomeratau 2 pasang enantiomer

• Secara umum, sebuah molekul dengan n pusat kiralmempunyai maksimum 2n stereoisomer atau 2n-1 pasangenantiomer, walaupun mungkin bisa kurang karenamungkin beberapa stereoisomer adalah senyawa meso

Kolesterol memungkinkan memiliki 28 = 256 stereoisomer

Sifat Fisika Stereoisomer

Campuran Rasemat

• Campuran rasemat adalah campuran yang terdiri jumlah yang samaenantiomer (+) dan (-) dari substansi kiral.

• Campuran rasemat menunjukkan zero optical rotation karena rotasi(+) dari satu enantiomer dilawan oleh rotasi (-) dari enantiomer yanglain

Review Stereoisomerisme

Kiralitas selain pada atom karbon

Kiralitas Senyawa Alam

Prokiralitas

• Molekul akiral yang dapat diubah menjadi molekulkiral dengan reaksi kimia sederhana.

• Contohnya adalah 2-butanon merupakan prokiralkarena dapat diubah menjadi kiral alkohol 2-butanoldengan adisi hidrogen

Isomer geometrik Alkena

• Diakibatkan oleh ketegaran (rigidity) dalam molekul

• Hanya ditemui pada senyawa alkena dan siklik

• Atom dan gugus yang terikat pada ikatan sigma dapat berotasi bentuk keseluruhan molekul selalu berubah berkesinambungan

• Gugus-gugus yang terikat pada ikatan rangkap tidak dapat berputar, untuk berputar butuh energi 68 kkal/mol untuk memutus ikatan pi

• Ketegaran (rigidity) ikatan pi inilah maka gugus-gugus yang terikat pada karbon berikatan pi terletak tetap dalam ruang relatif satu sama lain.

• Dua gugus atau atom yang terletak pada satu sisi ikatan pi disebut cis (latin : pada sisi yang sama)

• Gugus-gugus atau atom-atom yang terletak pada sisi-sisi yang berlawanan disebut trans (latin : bersebrangan)

• Syarat : tiap atom karbon yang terlibat dalam ikatan pi mengikat dua gugus yang berlainan.

Aturan penandaan E dan Z

• Digunakan bila terdapat 3 atau 4 substituen berbeda pada alkena

• Urutan prioritas substituen dibutuhkan untuk penomoran pada substituen

• Substituen dengan prioritas yang sama pada sisi-sisi yang sama pada ikatan pi diberi tanda Z (Zusammen, Jerman : bersama-sama) ; bila posisinya bersebrangan pada ikatan pi diberi tanda E (Entgegen, Jerman : bersebrangan)

Aturan Chan-Ingold-Prelog

• Lihat pada atom yang terikat langsung pada karbon ikatan rangkap lalu urutkan substituen tersebut berdasarkan nomor atomnya.

• Jika atom-atom itu adalah isotop satu sama lain, maka isotop dengan nomor massa tinggi memperoleh prioritas

Naiknya prioritas

• Jika kedua atom itu identik, maka nomor atom (dari) atom-atom berikutnya digunakan untuk memberikan prioritas atau prioritas ditentukan pada titik pertama kali dijumpai perbedaan dalam menyusuri rantai.

(E)-3-metil-pentena (Z)-5-butil-8-kloro-4-desena

• Atom-atom yang terikat oleh ikatan rangkap atau ikatan rangkap 3 diberi kesetaraan ikatan tunggal.

Naiknya prioritas

Latihan

• Beri nama senyawa di bawah ini dengan sistem (E) dan (Z) :