STEREOKIMIA

OLEHDra. Wiwik Susanah Rita, M.Si.

ISOMER STRUKTUR

ISOMER RUANG (STEREOISOMER)

ISOMER POSISI

ISOMER RANTAI

ISOMER FUNGSIONAL

ISMR GEOMETRI (CIS-TRANS)

ISOMER OPTIK

ALKENA SIKLIK

ENANTIOMER DIASTEREOMER

ISOMERISOMER

STEREOKIMIA

Yang dipelajari:• Isomer geometrik: bagaimana kerigitan

molekul dapat mengakibatkan isomeri.• Konformasi molekul: bentuk molekul dan

bagaimana bentuk ini dapat berubah.• Kiralitas molekul: bagaimana penataan

atom-atom disekitar atom karbon dapat mengakibatkan isomeri

ISOMERI GEOMETRI DALAM ALKENA

C CH H

Cl Cl ClCl

HHC C C C

H

HCl

Cl

ikatan pi

tampak atas sesisi

atau berbeda dari

berlawanan sisi

C CH H

Cl ClC C

H

HCl

Cl

cis-1,2 dikloroetena trans-1,2 dikloroetena

t.d. 60 C t.d. 48 Co o

Syarat: salah satu atom karbon berikatan rangkap

harus tidak mempunyai dua gugus identik

Syarat: salah satu atom karbon berikatan rangkap

harus tidak mempunyai dua gugus identik

HC C

CH2CH3CH3

H

HCH3

CH2CH3

C CH

CH3C C

H

Cl

H

HCl

HC C

CH3

H

CH3

CH2CH3

C CH

H CH3

CH2CH3

C CH

Cl

HC C

CH3

CH3 CH3

CH3C C

H

Cl

isomer geometri:

cis-2-pentena trans-2-pentena

cis-1-kloro-1-propena trans-1-kloro-propena

bukan isomer geometri:

dan

dan

adalah sama dengan

adalah sama dengan

Sistem tatanama (E) dan (Z)• Bila tiga atau empat

gugus yang terikat pada atom-atom karbon ikatan rangkap berlainan, maka tetap diperoleh sepasang isomer geometrik. Tetapi kadang-kadang sulit untuk memberikan penandaan cis atau trans pada isomer-isomer itu.

C CI

F

Cl

Br

cis atau trans?

Digunakan sistem E(Entgegen) & Z (Zusammen) berdasarkan urutan prioritas menggunakan Sistem Cahn-Ingold-Prelog

Aturan deret untuk urutan prioritas: Jika atom-atom yang dipermasalahkan berbeda-beda, maka

urutan deret ditentukan oleh nomor atom. Atom dengan nomor atom tinggi memperoleh prioritas.

F Cl Br I Naiknya prioritas 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. Jika atom-atom itu juga mengikat atom-atom identik, maka prioritas ditentukan pada titik pertama kali dijumpai perbedaan dalam dalam menyusuri rantai. Atom yang mengikat suatu atom dengan prioritas tinggi, akan diprioritas (jangan menjumlahkan nomor-nomor atom, melainkan mencari atom tunggal yang berprioritas tertinggi).

H atau H H atau D11 2

1

hidrogen deuterium

C C

CH3 CHH

H

C

CH

H

H

H

H

H H3C CH2CH2

CH2CH2

CH2CH3

HC C

CH

H

Cl

CH H

tiga H: prioritas rendah

dua H dan satu C: C memberikan prioritas tinggi pada gugus ini

Cl memberikan prioritas tinggipada gugus ini

(E)-2-metilpentena (Z)-6-kloro-3-pentil-2-heksena

• Atom-atom yang terikat oleh ikatan rangkap atau ikatan gandatiga diberi kesetaraan ikatan tunggal, sehingga atom-atom ini dapat diperlakukan sebagai gugus-gugus berikatan tunggal, dalam menentukan prioritas. Tiap atom berikatan rangkap diduakalikan (atau ditigakalikan untuk ikatan gandatiga). Proses ini lebih jelas ditunjukkan oleh contoh-contoh.

(E)-3-metil-2-pentena

R2C CR2 R2C CR2

C C

R

C

C

CCC

C

R

RCR

O O

R C R

O C

struktur untuk menentukan prioritas setara dengan:

O

R C OH OHCR

O

O C

NCR CR N

N

NC

C

C CR2 C N CH2OH CH

O

C COH

OO

struktur untuk menentukan prioritas setara dengan:

Dengan aturan ini diperoleh deret prioritas sebagai berikut:

Naiknya prioritas

Soal-soal:• Berikan sistem tata nama E/Z dari alkena-alkena

berikut.

• Gambar struktur senyawa-senyawa di bawah ini, yang menunjukkan stereokimianya. a) (E)-2-bromo-1-nitro-2-butena b) (2Z, 4Z)-nonadiena

C C C C C C

CO2H

OH

H3C

H

a) b) N(CH3)2

H3C CH3

H CO2H

C6H5

H5C2

H2C CH

c)

d) HOe)

ISOMERI GEOMETRIK DALAM ISOMERI GEOMETRIK DALAM SENYAWA SIKLIKSENYAWA SIKLIK

ISOMERI GEOMETRIK DALAM ISOMERI GEOMETRIK DALAM SENYAWA SIKLIKSENYAWA SIKLIK

Penyebab adanya isomer geometri:Penyebab adanya isomer geometri: rotasi tak bebas dalam rotasi tak bebas dalam senyawa sikliksenyawa siklik

menjauhi pembaca

mendekati pembaca

CH3

OH

di atas bidang

di bawah bidang

H3CCH3

HO OH

di atas bidang

di bawah bidang

CH3

OH

CH3OH

trans-2-metil-1-sikloheksana cis-2-metil-1-sikloheksana

Penataan molekul dalam ruang secara berlainan disebut Konformasi

proyeksi Newmanrumus bola dan pasakrumus dimensional

H

H H

H

H

HH

HC C

H

HH

H

H

H

H

H

H

H

H

HH

HH

H

proyeksi NewmanH

HH

HH

H

ikatan-ikatan dari karbon depan

ikatan-ikatan dari karbon belakang untuk CH3CH3

Proyeksi Newman

KONFORMASI SENYAWA RANTAI TERBUKA

Karena adanya rotasi mengelilingi ikatan sigma, maka suatu molekul dapat memiliki konformasi

berapa saja. Tetapi konformasi-konformasi tertentu lebih stabil daripada yang lain. Konformasi yang

disukai ini disebut konformer. Konformer bukanlah isomer karena mereka dapat

saling dipertukarkan

OH

CH2

CH2

CH2Cl

ClCH2

CH2Cl

1

2

3

3

2

1

3

2

13

2

1

OH

HHH

H

H

HCC

H H

H

H

HH

dimensional bola dan pasak Newman

OH

ClCH2

OH

Newmanbola dan pasak dimensional

H H

H

H

HH

C CH

H

H

HH H

1

2

3

1

2

3

1

23

3

2

1

CH2OHCH2Cl

CH2

CH2

OHCl

Cl

CH2OH

Cl

CH2OH

perhatikan karbon 1 dan 2:

perhatikan karbon 2 dan 3:

eklips E 3 kkal/mol

goyang

0 60 120 180 240 300 360

Derajat rotasi mengelilingi ikatan C-C dari etana

H

H H

H H

H

H

H H

H

H

Hgoyang eklips

tolak-menolak

Konformasi Etana

Konformasi Butana

Metil-metil eklips

eklips eklips E 4-6 kkal

3,5 kkal 0,9 kkal

Anti gauche gauche anti

0 360

derajat rotasi mengelilingi ikatan C2-C3 butana

eklips

H

H

HH

HH

HH

CH3

CH3

CH3

CH3

H3C CH3H3C

CH3

H H

H

H

H HH

H

anti(energi terendah)

tolak-menolak

gauche metil tereklipskan(energi tertinggi)

Rotasi sebagian mengelilingi ikatan C 2-C3 dari butana (karbon belakang yang berputar):

BENTUK SENYAWA SIKLIK

Tegangan cincin

sehrsnya

sikloheksana plng stabil

Paling stabil tidak seluruhnya benar

sudut ikatan menurut Baeyer:

60 90 108 120oo o o

H

H

H

H

H

HH

H

H H

HH

sudut ikatan ~109o

+ H2

siklopentana

katalistak ada reaksi

CH2H2CCH2 katalis

H2+ CH3CH2CH3

siklopropanapropana

Melipatnya cincin dan tolakan hidrogen-hidrogen

HH

H H

HH

H

H

H

H

H

H

HH

HH

HH

H

H H

HH H

tereklipskan goyang

datar terlipat

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

HH

H H

bentuk amplopsik lopentana

bentuk kupu sikobutana

KONFORMASI SIKLOHEKSANA

kursi setengah kursi biduk-belit biduk

H

H

HH

HH

HH

HH

H

H

bidangsumbu

H ekuatorial (dalam bidang) H aksial (sejajar sumbu)

H HH

aksial

ujung ini bergerak ke atas

ujung inibergerak ke bawah

ekuatorial

Substituen ekuatorial dan aksial

H

H

HH

HH

HH

HH

H

H

bidangsumbu

H ekuatorial (dalam bidang) H aksial (sejajar sumbu)

H HH

aksial

ujung ini bergerak ke atas

ujung inibergerak ke bawah

ekuatorial

Antaraksi antara gugus-gugus aksial disebut antaraksi aksial-aksial. Tolak-menolak ini minimal bila gugus metil berada dalam posisi ekuatorial. Jadi konformer dengan metil ekuatorial berenergi rendah. Pada temperatur kamar, sekitar 95% molekul metil sikloheksana berada dalam konformasi dimana gugus metil ekuatorial.

HH

HH

HH

HH

HH

H

H

C C

tolakan 1,3-diaksial

lebih sedik it tolakan

C(CH3)3

HH

C(CH3)3

aksial ekuatorial

lebih disukai

CH3H

H

CH3CH3

H

H

CH3 CH3

H

H

CH3

beberapa representasi berlainan dari cis-1,2-dimetil sik loheksana:

CH3

CH3

keduanya "ke bawah" keduanya "ke atas"keduanya "ke bawah"

CH3

H

H

HH

CH3

CH3H3C

aksial, ekuatorial (atau a,e) ekuatorial, aksial (atau e,a)

konformer cis-1,2-dimetil sik loheksana:

CH3

HH

CH3CH3

HH

CH3

CH3

H

H

CH3

beberapa representasi berlainan dari trans-1,2-dimetil sik loheksana:

CH3

CH3

ke bawah

ke atas

ke atas

ke bawah

ke atas

ke bawah

konformer trans-1,2-dimetil sik loheksana:

H3C

CH3

CH3H

HH

H

CH3a,a e,e

disukai

cis-1,3-dimetil sik loheksana:

trans-1,3-dimetil sik loheksana:

disukai

e,ea,a

CH3CH3

CH3

H3C

H3C

CH3

CH3

CH3

e,a a,e

Penentuan isomer geometri sikloheksana disubstitusi

• Posisi substituen: 1,2 atau 1,4Cis : aksial-ekuatorial / ekuatorial-aksialTrans: aksial-aksial / ekuatorial-ekuatorial

• Posisi substituen: 1,3 Trans : aksial-ekuatorial / ekuatorial-aksial Cis : aksial-aksial / ekuatorial-ekuatorial

Soal-soal• Tentukan isomer geometri dari sikloheksana

berikut ini:

a)b)

c)d)

H

H

HH

HH

H

H

CH3OH

Cl

CH3

COOH

Cl

C2H5

Br