BAB I STEREOISOMETRI-STEREOKIMIA PADA SENYAWA BIFENIL 1.1. Stereokimia Stereokimia adalah studi mengenai molekul-molekul dalam ruang tiga dimensi yakni bagaimana atom-atom dalam sebuah molekul ditata dalam ruangan satu relatif terhadap yang lain. Ada 3 aspek stereokimia yaitu: 1. Isomer geometrik, yaitu bagaimana ketegaran atau rigidity dalam molekul dapat mengakibatkan isomeri. 2. Konformasi molekul, yaitu bentuk molekul dan bagaimana bentuk molekul ini dapat berubah. 3. Kirality molekul, yaitu bagaimana penataan kiri atau kanan atom-atom di sekitar sebuah atom karbon dapat mengakibatkan isomeri. Banyak faktor yang menyebabkan timbulnya variasi dalam struktur senyawa organik. Selain akibat jumlah atom atau jenis atom dalam molekul, pola ikatan dan struktur ruang juga membuat senyawa organik memiliki banyak variasi. Adanya senyawa-senyawa organik yang memiliki rumus molekul sama tetapi berbeda dalam hubungan ikatannya atau berbeda susunan ruangnya disebut isomer (ke-isomeran). Isomer dapat dibedakan menjadi dua kelompok besar, yaitu isomer konstitusional dan isomer ruang (stereoisomer). Isomer konstitusional memiliki ciri perbedaan hubungan ikatan atom-atomnya. Isomer konstitusional dapat dibagi lagi menjadi dua, yaitu isomer struktural dan isomer fungsional. Isomer struktur adalah isomeri dengan perbedaan terletak pada urutan penggabungan atom-atom penyusun molekul. Sedangkan isomer fungsional menyatakan senyawa dengan rumus molekul sama tetapi memiliki gugus fungsi yang berbeda. Untuk senyawa-senyawa yang memiliki rumus molekul sama tetapi susunan ruangnya berbeda, digunakan istilah stereoisomer.

1

Stereoisomer dapat dibagi menjadi dua, yaitu enantiomer dan diastereomer. Enantiomer digunakan untuk menyataan hubungan antara dua molekul yang merupakan bayangan cermin antara molekul satu dengan molekul yang lain. Sementara diastereomer kebalikan dari enantiomer, yaitu isomer ruang antar molekul yang tidak merupakan bayangan cermin satu sama lain. Isomer cis dan trans termasuk dalam golongan diastereomer. Contoh isomer struktural :

Contoh isomer fungsional :

Contoh enantiomer :

2

Contoh diastereomer :

1.2. Stereoisometri Stereoisomeri merupakan peristiwa terdapatnya beberapa senyawa berbeda dengan rumus molekul sama, dan perbedaan antara senyawa-senyawa tersebut terletak pada cara penataan atom-atom dalam ruang, tetapi urutan penggabungan atom-atomnya tidak berbeda. Terdapat berbagai jenis stereoisomeri, yaitu isomeri geometri (atau isomeri cis-trans), dan isomeri konfigurasi.

3

1. Isomer geometri

Isomer geometri terdapat pada senyawa-senyawa alkena yang pada setiap atom karbon ikatan rangkapnya mengikat dua gugus yang berbeda. Isomeri geometri didefinisikan sebagai peristiwa terdapatnya beberapa senyawa berbeda yang mempunyai rumus molekul sama, dan perbedaan di antara senyawa-senyawa tersebut terletak pada cara penataan gugus-gugus di sekitar ikatan rangkap.

Keduanya merupakan dua senyawa berbeda. Urutan penggabungan atom-atom kedua senyawa tersebut sama, tetapi penataan ruang atom-atom di sekitar ikatan rangkapnya berbeda, jadi keduanya tidak termasuk isomeri struktur, tetapi stereoisomeri, khususnya isomeri geometri. Perbedaan nama keduanya ditunjukkan dengan awalan cis dan trans. Awalan cis digunakan untuk memberi nama alkena dengan dua gugus pada kedua karbon berikatan rangkap terletak pada sisi yang sama. Sebaliknya, awalan trans digunakan untuk memberi nama alkena dengan dua gugus pada kedua karbon berikatan rangkap terletak pada sisi yang berseberangan. Selain pada alkena, isomeri geometri ditemukan pula pada senyawa siklis atau sikloalkana.

2. Isomer konfigurasi

Berbeda dengan isomeri geometri yang harus terjadi pada senyawa berikatan rangkap dua atau senyawa siklis, isomeri konfigurasi berlangsung pada senyawa berikatan tunggal yang tidak mempunyai bidang simetri. Bidang simetri adalah bidang imajiner yang membagi molekul menjadi dua bagian

4

yang satu sama lain adalah bayangan cerminnya. Molekul yang tidak mempunyai bidang simetri akan berinteraksi dengan bidang cahaya terpolarisasi sehingga bidang cahaya terpolarisasi akan berputar, baik ke kiri atau ke kanan. Kemampuan memutar bidang cahaya terpolarisasi tersebut, baik arah maupun besar sudut putarnya dapat diketahui dengan alat polarimeter. Salah satu ciri molekul yang tidak mempunyai bidang simetri adalah pada molekul tersebut terdapat atom karbon yang mengikat empat gugus berbeda. Atom karbon seperti itu disebut atom karbon kiral atau asimetris. Sebagai contoh, atom karbon nomor 3 pada molekul 3-kloro-2-metilpentana adalah atom karbon kiral, karena mengikat empat gugus berbeda, yaitu H, CH2CH3, Cl, dan CH(CH3)2. Atom karbon kiral atau pusat kiral seringkali diberi tanda *.

Oleh karena itu, peristiwa terdapatnya beberapa senyawa berbeda yang mempunyai rumus molekul sama, dan perbedaannya terletak pada konfigurasi atom karbon kiral (penataan empat gugus berbeda di sekitar atom karbon kiral) disebut isomer konfigurasi.

1.3. Molekul Kiral Tanpa Karbon Asimetri Hingga saat ini, kita masih beranggapan bahwa setiap senyawa yang memiliki satu atau lebih karbon asimetrik bersifat kiral atau optik aktif. Bila kita teliti lebih jauh ternyata anggapan itu salah. Sebagai contoh senyawa 2,3-butanadiol. Seperti halnya 2,3-pentanadiol, stereokimia yang mungkin dari 2,3-butanadiol adalah (2S,3S), (2R,3R), (2R,3S), dan (2S,3R).

5

Isomer (2S,3S) dengan (2R,3R) sudah pasti memiliki hubungan enantiomer karena merupakan bayangan cermin satu sama lain; dan isomer (2S,3S) dengan (2R,3S), (2S,3S) dengan (2S,3R), (2R,3R) dengan (2S,3R), serta (2R,3R) dengan (2R,3S) memiliki hubungan diastereomer. Nah yang jadi pertanyaan adalah hubungan antara isomer (2R,3S) dengan (2S,3R). Apakah memiliki hubungan enanti0

omer ? Bila senyawa (2R,3S) diputar 180 keluar bidang, maka akan diperoleh bentuk yang sama dengan isomer (2S, 3R). senyawa yang memiliki hubungan semacam ini disebut senyawa meso.

6

Untuk mengidentifikasi senyawa meso, ada dua cara mudah yang dapat dilakukan, yaitu: 1. Senyawa meso memiliki bidang simetri (dapat dibagi menjadi dua bagian yang sama atau bagian yang satu merupakan bayangan cermin bagian yang lainnya).

2. Bagian yang terpisah leh bidang simetri harus memiliki konfigurasi electron yang sama. Adanya senyawa meso telah menunjukkan bahwa tidak semua senyawa yang memiliki karbon asimetri bersifat kiral. Pengecualian yang lain juga muncul, bahwa tidak semua senyawa yang bersifat kiral memiliki karbon asimetri. Kejadian seperti ini dapat dijumpai pada senyawa-senyawa siklik dan bifenil.

7

1.4. Senyawa Bifenil Dalam kimia, gugus fenil adalah salah satu gugus fungsional pada suatu rumus kimia. Rumusnya adalah -C6H5. Pada gugus ini, enam atom karbon disusun pada struktur cincin siklik. Cincin ini bersifat sangat stabil, dan merupakan bagian dari kelompok senyawa aromatik. Cincin fenil bersifat hidrofobik (menolak air) dan hidrokarbon aromatik. Gugus ini dapat ditemukan di banyak senyawa organik. Cincin ini diperkirakan diturunkan dari benzena (C6H6). Dan

8

disini akan dibahas mengenai sentawa bifenil yaitu senyawa yang terdiri dari dua gugus fenil.

Bifenil (atau difenil atau phenylbenzene atau 1,1 '-bifenil atau lemonene) adalah senyawa organik yang membentuk kristal tak berwarna. Ini memiliki bau khas yang menyenangkan. Bifenil adalah hidrokarbon aromatik dengan rumus molekul (C6H5)2. Hal ini penting sebagai bahan awal untuk produksi polychlorinated biphenyls (PCB), yang pernah banyak digunakan sebagai cairan dielektrik dan agen transfer panas. Bifenil juga merupakan perantara untuk produksi sejumlah senyawa organik lainnya seperti emulsifier, brighteners optik, produk perlindungan tanaman, dan plastik. Bifenil terjadi secara alami dalam tar batubara, minyak mentah, dan gas alam dan dapat diisolasi dari sumber-sumber melalui distilasi. Hal ini juga dapat disintesis dengan menggunakan pereaksi Grignard seperti bromida

phenylmagnesium dan bereaksi dengan bromobenzene. Bifenil tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik khas. Molekul bifenil terdiri dari dua cincin fenil terhubung. Kurang kelompok fungsional, hal ini cukup non-reaktif. Ini bagaimanapun, berpartisipasi dalam banyak reaksi yang khas untuk benzena, misalnya, reaksi substitusi pada pengobatan dengan halogen dengan adanya suatu asam Lewis. Bifenil mencegah pertumbuhan jamur, dan karena itu digunakan sebagai pengawet (E230, dalam kombinasi dengan E231, E232 dan E233), khususnya dalam pelestarian buah jeruk selama transportasi. Hal ini agak beracun, tetapi

9

dapat terdegradasi secara biologis oleh konversi menjadi senyawa beracun. Beberapa bakteri mampu hydroxylate bifenil dan polychlorinated biphenylsnya (PCB). Ini adalah bagian dari kelompok aktif dalam oritavancin antibiotik.

Rumus umum struktur bifenil:

Rotasi ikatan tunggal pada bifenil, dan terutama turunannya ortotersubstitusi, adalah sterik terhalang. Untuk alasan ini, beberapa polychlorinated diganti menunjukkan atropisomerism, yaitu individu C2-simetris-isomer optik yang stabil. Dalam kasus bifenil tersubstitusi, sudut kesetimbangan torsi adalah 44,4 dan hambatan torsi cukup kecil, 6,0 kJ / mol pada 0 dan 6,5 kJ / mol pada 90. Menambahkan substituen orto sangat meningkatkan penghalang. Di kasus turunan 2,2-dimetil, penghalang adalah 17,4 kkal / mol (72,8 kJ / mol).

10

Contoh senyawa bifenil:

R

R

R1

R1

CO2HDerivat Asam Difenat I. II. III. R = NO2 ; R1 = H R = R1 = NO2 R = H ; R1 = NO2

CO2H

Molekul I dan II tidak berada pada satu bidang planar, karena faktor sterik. 1. Isomer senyawa bifenil:

11

2. Atropoisomeri senyawa bifenil :

3. Senyawa bifenil tersubstitusi:

12

Apabila a, b, c, dan d meruah, dapat terbentuk enantiomer

I: II : III : IV :

a = b = F; R = CO2H ; R1 = Cl a = CH3O ; b = F; R = H ; R1 = CO2H a = b = CH3O ; R = CO2H , R1 = H a = b = CH3O ; R = NH2, R1 = H

Apabila substituen pada posisi ortho kecil, misalnya F atau -OCH3 akan cepat terbentuk campuran rasemik, tetapi apabila 2 substituen ortho kecil dan 2 substituen ortho besar, dapat terbentuk enantiomer namun pada pemanasan akan terbentuk campuran rasemik.

13

Jika : a = F ; b = COOH ; dan R = H Terbentuk campuran rasemik jika didihkan dalam anhidrida asam asetat selama 10 menit Jika : a = F ; b = NH2 ; dan R = CH3 Terbentuk campuran rasemik setelah didihkan dalam asam asetat selama 30 menit. Jika : a = CH3O ; b = CO2H , dan R = H Terbentuk setengah rasemik setelah didihkan dalam asam asetat selama 78 menit.

14

BAB II PENUTUP 3.1. Kesimpulan Stereokimia adalah studi mengenai molekul-molekul dalam ruang tiga dimensi yakni bagaimana atom-atom dalam sebuah molekul ditata dalam ruangan satu relatif terhadap yang lain. Isomer dapat dibedakan menjadi dua kelompok besar, yaitu isomer konstitusional dan isomer ruang (stereoisomer). Stereoisomeri merupakan peristiwa terdapatnya beberapa senyawa berbeda dengan rumus molekul sama, dan perbedaan antara senyawa-senyawa tersebut terletak pada cara penataan atom-atom dalam ruang, tetapi urutan penggabungan atom-atomnya tidak berbeda. Terdapat berbagai jenis stereoisomeri, yaitu isomeri geometri (atau isomeri cis-trans), dan isomeri konfigurasi. Bifenil adalah hidrokarbon aromatik dengan rumus molekul (C6H5)2.

3.2. Saran Untuk pembaca, mohon kritikan yang sifatnya membangun untuk perbaikan makalah kedepannya.

15

DAFTAR PUSTAKA Fessenden, Ralp J & Fessenden, Joan S. 1986. Kimia Organik Edisi ke tiga Jilid 1. Jakarta : Elangga. Morrison, Boyd. 1991. Http://ca.wikipedia.org/wiki/Bifenil (online). Diakses pada tanggal 10 November 2011. Sarker, Satiyajit & Nahar, Lutfur. 2009. Kimia Untuk Mahasiswa Farmasi. Yogyakarta : Pustaka pelajar.

16

MAKALAH KIMIA ORGANIK LANJUTSTEREOISOMETRI-STEREOKIMIA PADA SENYAWA BIFENIL

OLEH : 1. HARMININGSIH 2. SARI RAHAYU PUSPANINGRUM 3. WULAN RATIA RATULANGI 4. SRI RAHMAH

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM IKIP MATARAM 2012

17