stereokimia2.ppt

7/28/2019 stereokimia2.ppt

1/27

6/15/2013 1

Kiralitas obyek dan molekul

Obyek apa saja yang tak dapat diimpitkan pada bayangan

cerminnya dikatakankiral(chiral; Yunani: cheir, tangan).Contoh : tangan, sepatu, kaus kaki, dll.

Sebaliknya piala atau kotak (kubus) adalahakiral(tidak kiral);

benda-benda ini dapat diimpitkan pada bayangan cerminnya

Asas-asas yang sama juga berlaku untuk molekul. Sebuah

molekul yang tak dapat diimpitkan pada bayangan cerminnyaadalahkiral (molekul dan bayangan merupakan pasangan

stereoisomer atau enantiomer).


2/27

6/15/2013 2

sebuah atom karbon dengan empat gugus yang berlainan disebut

atom karbon kiral (meskipun secara teknis yang bersifat kiraladalah molekul, bukan atom karbon).

bayangan cermin adalah senyawa yang sama

cermin

Br Br

Cl

C HH C

Cl

H H

Cl

CH F F HC

Cl

BrBr

karbon kiral

cermin

bayangan cermin tak dapat diimpitkan

Atom Karbon Kiral


3/27

6/15/2013 3

CH3CH2 C

CH3

CH2CH2CH3

CH2CH2CH3

CH3

CCH3CH2

H

H H

CH2CH3C

CH3

CH3CH2CH2

atom karbon kiral

enantiomer-enantiomer

rumus dimensional

CH3CH2CH2

CH3

CH2CH3

HH

CH3CH2

CH3

CH2CH2CH3

enantiomer-enantiomer

rumus bola dan pasak


4/27

6/15/2013 4

Proyeksi Fisher

Pada akhir abad ke 19, seorang ahli kimia dari Jerman Emil Fischer

mengemukakan rumus proyeksi untuk menunjukkan penataan

ruang gugus-gugus di sekitar atom kiral dalam rumus dua dimensi.

Rumus proyeksi ini disebut proyeksi Fischer.

CH

O

H OH

CH2OH

C OH

CH

O

CH2OH

Hmenjadi

Rumus dimensional Proyeksi Fisher

(2R) 2,3-dihidroksipropanal :

menjadi

CH3

CH3

Br

Br

Br

Br

H

H

H

HCH3

CH3

C

C

(2R,3R)-2,3 dibromobutana :

Rumus dimensional Proyeksi Fisher


5/27

6/15/2013 5

Dalam menggambarkan suatu proyeksi Fischer, rantai karbon

utama diulur dari atas ke bawah dengan semua pada posisi

eklips. Tiap titik potong garis horizontal dan vertikal menyatakansebuah atom karbon kiral.Tiap garis horizontal melambangkan

suatu ikatan berarah ke pembaca, sedangkan garis vertikal

melambangkan ikatan ke belakang menjauhi pembaca

OH

CH

O

CH2OH

H

menjauhi pembaca

berarah ke pembac

BrBrH

H

CH3

CH3

BrH HBr

CH3

CH3

HHBr

Br

karbon 2,3,4 adalah kiral

1

2

3

4

5

enantiomer


6/27

6/15/2013 6

CH3

CH3

Br

Br

H

H

CH3

H Br

CH3

HBr

H

H

Br

Br

CH3

CH3

180o

diputar

pada bidang

A Astruktur sama

dijungkir balik

H

H

Br

Br

CH3

CH3

Btidak sama

(enantiomer dari A)diputar

90o

tidak sama

(untuk memeriksa perbedaannya,

gambar proyeksi ini sebagai suaturumus dimensionel dengan ikatanhorizontal berarah ke pembaca)

B

(enantiomar A)

CH2OHC

OH

H

CH3

Soal-soal

1. Ubahlah rumus dimensional senyawa berikut menjadi proyeksi Fischer.


7/27

6/15/2013 7

H

H

CH3

OH

HO

CH2OH

2. Ubahlah proyeksi Fischer berikut menjadi rumus dimensional.

PERPUTARAN CAHAYA TERPOLARISASI-BIDANG

Sepasang enantiomer mempunyai kesamaan sifat fisika dan kimia, misalnyatiap enantiomer murni mempunyai titik leleh dan titik didih yang sama dengan

pasangannya.

Hanya terdapat dua sifat yang berlainan untuk enantiomer-enantiomer dalam

suatu pasangan enantiomer:

1. antaraksi dengan zat kiral lain

2. arah perputaran bidang polarisasi dari cahaya terpolarisasi-bidang.

Cahaya terpolarisasi-bidangialah cahaya yang getaran gelombangnya

telah tersaring semua, kecuali getaran yang berada pada suatu bidang.


8/27

6/15/2013 8

Jika cahaya terpolarisasi-bidang dilewatkan suatu larutan yang

mengandung suatu enantiomer tunggal, maka polarisasi cahaya itu diputar

ke kanan atau ke kiri.

perputaran cahaya terpolarisasi-bidang ini disebut rotasi optis.

Suatu senyawa yang memutar bidang polarisasi suatu cahaya terpolarisasi-

bidang dikatakan bersifat optis aktif. Karena inilah maka enantiomer-

enantiomer kadang-kadang disebut isomer optis.

Alat : Polarimeter

a20D =

a

lc

= sudut putar jenis garis D natrium pada 20 C

a = sudut putar teramati pada 20 C

l = panjang tabung dalam dm

c = konsentrasi larutan contoh dalam g/ml.

a20D


9/27

6/15/2013 9

Beberapa istilah dalam pembahasan rotasi optis

Enantiomer dari pasangan enantiomer apa saja, yang memutar

bidang polarisasi cahaya ke kanan di sebut dekstrorotatori(memutar ke kanan, Latin: dexter, kanan).

Bayangan cerminnya, yang memutar bidang polarisasi cahaya kekiri, disebut levorotatori (memutar ke kiri; Latin: laevus, kiri). Arahperputaran ditandai dengan (+) atau duntuk dekstrorotatori dan (-)atau luntuk levorotatori.

C

CH2OH

CH

OHH

O

CH2OH

CH

OHH

O

atau atau

O

HHO

CH

CH2OH

O

HHO

CH

CH2OH

C

(+)-gliseraldehida (-)-gliseraldehida

D20

a = +8,7o

o-8,7=a

20D


10/27

6/15/2013 10

Suatu campuran sama banyak dari sepasang enantiomer apa

saja disebut campuran rasemik atau modifikasi rasemik. Suatu

campuran rasemik dapat dinyatakan dengan awalan () atau dl.

Jadi gliseraldehida rasemik disebut () gliseraldehida.

Suatu campuran rasemik tidak memutar bidang polarisasi cahaya

karena perputaran oleh masing-masing enantiomer saling

mematikan. Suatu larutan baik dari suatu campuran rasemik baik

dari suatu senyawa akiral dikatakan tak optis aktif, tetapi sebab-sebab ketak-aktifan optisnya berlainan

50% + 50% = +- gliseraldehida(+)-gliseraldehida (-)-gliseraldehidao

+8,7=a20

D

o

-8,7=a20

D 0=a

20

Dsuatu campuran rasemik


11/27

6/15/2013 11

Urutan penataan keempat gugus di sekitar suatu atom karbon kiral

disebut konfigurasi mutlak di sekitar atom itu. Biasanya

dihubungkan dengan gliseraldehid.

(+)-gliseraldehida

O

OH

CH

CH2OH

C

asam (-)-gliserat

O

OH

COH

CH2OH

CH H

konfigurasi sama, tetapiapakah -OH berada dikanan ataukah di k iri


12/27

6/15/2013 12

Pemberian konfigurasi : Sistem (R) dan (S)

Telah ditunjukkan bagaimana arah pemutaran bidang polarisasicahaya dapat dinyatakan oleh (+) dan (-). Tetapi diperlukan juga

suatu sistem untuk menyatakan konfigurasi mutlak itu, yaknipenataan yang sesungguhnya dari gugus-gugus disekeliling atomkarbon kiral.

Sistem itu ialah sistem (R) dan (S) atau sistem Cahn-Ingold-Prelog. Huruf (R) berasal dari kata Latin rectus, kanan ,sedangkan (S) dari kata Latin sinister, kiri.

Cara Penentuan R/S:Urutkan keempat gugus (atau atom) yang terikat pada karbon kiral itu

menurut urutan prioritas aturan deret Cahn-Ingold-Prelog.

Proyeksikan molekul itu sedemikian sehingga gugus yangberprioritas rendah ke arah belakang.

Pilih gugus dengan prioritas tertinggi dan tarik anak panahbengkok ke gugus dengan prioritas tertinggi berikutnya.

Jika panah ini searah dengan jarum jam, maka konfigurasi iniadalah (R). Jika anak panah berlawanan dengan jarum jam,konfigurasi itu adalah (S).


13/27

6/15/2013 13

Contoh:

H

BrCl

CH3 CH3

ClBr

H

CH3

ClBr

H

C C

H

BrCl

CH3

atau

enantiomer-enantiomer 1-bromo-1-kloroetana

Br Br

Cl Cl CH3 CH3H3C H3C

Catau atau

C

ClCl

BrBr

searah dengan jarum jam = (R) berlawanan arah jarum jam = (S)

(R)-1-bromo-1-kloroetana (S)-1-bromo-1-kloroetana


14/27

6/15/2013 14

Contoh lain:

Berilah nama dan konfigurasinya dari senyawa di bawah ini:

Jawaban:

Urutan prioritas: OH (tertinggi), CH2CH3, CH3, H (terendah).

Proyeksi dengan H di belakang:

Berlawanan jarum jam = (S)

Nama: (S)-2-butanol

H

CH2CH3

CH3HOHO CH3

CH2CH3

atau

H

C

atau

OH

CH3CH3CH2 CH3CH2 CH3

OH

C


15/27

6/15/2013 15

2. Gambar struktur (R)-(-)-2-butanol:

Jawaban:

Tulis rumus senyawa tanpa memperhatikan konfigurasi karbonkiral.

Urutkan prioritas di sekeliling karbon kiral itu: OH (tertinggi),CH2CH3, CH3, H (terendah).

Gambar proyeksi dengan gugus berprioritas terendah (H) beradadi belakang. Tarik gugus-gugus lain sedemikian rupa sehinggaputaran dari OH ke CH2CH3 searah dengan jarum jam.

Gambar kembali struktur itu sebagai rumus dimensional atau boladan pasak.

CH3CHCH2CH3

OH*

atauOH

H3C CH2CH3 CH2CH3H3C

OH

C


16/27

6/15/2013 16

Soal-soal

Tuliskan konfigurasi (R) atau (S) untuk masing-masing molekul di

bawah ini:

Gambar rumus untuk (a) (R)-3-bromoheptana dan (b) (S)-2-

pentanol, yang menunjukkan konfigurasi mutlak di sekitar karbon-

karbon kiral.

H

atau

H

OH

H3C CH2CH3CH2CH3H3C

OH

C

CH2OH

OH

CHO

H3C

H(a) (b) D

H

Br

C CH3CH3CH2

NH2

H

H2N

CH2O

CO2H

H(c) (d)


17/27

6/15/2013 17

Jumlah maksimum stereoisomer optis untuk suatu senyawa ialah 2n,

dengan n adalah banyaknya atom kiral. Jika terdapat dua karbon

kiral, maka jumlah stereoisomer maksimum adalah empat (22

= 4),bila ada tiga karbon kiral, maka dapat diperoleh maksimum delapan

stereoisomer (23 = 8).

Karbon kiral 1 Karbon kiral 2 Konf. molekul total

(R) (R) (1R,2R)

(S) (S) (1S,2S)

(R) (S) (1R,2S)

(S) (R) (1S,2R)


18/27

6/15/2013 18

Sistem (R) dan (S) utk senyawa dg dua atom C kiral

C

C

CH

O

CH2OH

OH

OH

H

Hkarbon 2dan 3 adalah kiral

CHO

C OHH

CHOH

CH2OHCH2OH

CHOHHO

C

CHO

untuk karbon 2:

putaran sehingga

H berada di belakang

dari OH (prioritas tertinggi) ke

CHO (tertinggi kedua) searah

jarum jam; karbon 2 adalah (2R)

untuk karbon 3:

CHO

CHO

CHOH

CH2OHCH2OH

CHOH

H OHC

CHO

rotasi

dari OH ke -CH(OH)CHO searah

jarum jam; karbon 3 adalah (3R)

Nama IUPAC: (2R,3R)-2,3,4-trihidroksibutanol


19/27

6/15/2013 19

Diastereomer

(2R,3R) merujuk ke konfigurasi di sekitar dua karbon kiral

yang berlainan dalam satu molekul. Tetapi (R)(S)

menyatakan campuran rasemik.

H

H

OH

OH

CH2OH

CHO

C

C HO

HO

C

C

CHO

CH2OH

H

H

C

C

CHO

CH2OH

OH

OH

H

H H

H

CH2OH

CHO

C

C

HO

HO

(2R,3R) (2S,3S) (2R,3S) (2S,3R)

enantimer-enantiomer

keempat stereoisomer dari 2,3,4-trihidroksibutanol:

enantimer-enantiomer

H

H

CH2OH

CHO

C

C

HO

HO

HO H

H OH

CH2OH

CHO

C

C

sepasang diastereomer:

stereoisomer yang bukan enantiomer


20/27

6/15/2013 20

Contoh soal:

Mana pasangan molekul di bawah ini yang bersifat enantiomer atau

diastereomer?

Jawaban:

(a) dan (d) enantiomer, sedangkan (b) dan (c) diastereomer.

C H

CO2H

CH2OH

H2N NH2

CH2OH

CO2H

H C(a)

CH3H3C

C C

HH H

HC C

H3C

CH3

(b)

(c) (d)

H

H

CH2OH

CHO

C

C

HO

OHC

C

CHO

CH2OH

OH

OH

H

H H

H

OH

OH

CH2OH

CHO

C

C HO

HO

C

C

CHO

CH2OH

H

H

C OHH HCHO


21/27

6/15/2013 21

Senyawa meso

CO2H

CO2H

C

C

HO

HOC

C

CO2H

CO2H

OH

OH

H

H

H

H

A B

CO2H

CO2H

C

C

HO

HO H

H

B

H

H

OH

OH

CO2H

CO2H

C

Cputar 180o

B dapat diimpitkan pada A

CO2H

CO2H

C

C

HO

HO H

H

B

H

H

OH

OH

CO2H

CO2H

C

Cputar 180o

B dapat diimpitkan pada A


22/27

6/15/2013 22

H

H

H

H

OH

OH

CO2H

CO2H

C

C HO

HO

C

C

CO2H

CO2H

asam (2R,3R)-(+)-tartrat asam (2S,3S)-(-)-tartrat

bukan sebuah bidang simetri

H

H

Cl

Cl

H3C

H3C

C

CH

H

OH

OH

CHO

CHO

C

C

C OHH

H OHC

C

C

CH2OH

CH2OH

OH

OH

H

H

C OHH

bidang simetri

Berikut ini bentuk meso beberapa senyawa lain:


23/27

6/15/2013 23

Soal-soal

Berapakah jumlah maksimum stereoisomer untuk

masing-masing senyawa berikut ini: (a) 1,2-dibromo-1-

fenilpropana; (b) 1,2-dibromo-2-metil-1-fenilpropana;

(c) 2,3,4,5-tetrahidroksipentana.

Gambar semua stereoisomer yang mungkin dari 1,2-

diklorobutana. Tandai pasangan enantiomer2nya.


24/27

6/15/2013 24

Pemisahan secara Biologis, misalnya dengan enzim, yang bersifat

kiral dan spesifik

Pemisahan secara Kimia dan Fisika

Karena sepasang enantiomer itu menunjukkan sifat-sifat kimia dan

fisika yang sama, mereka tak dapat dipisahkan oleh cara kimia ataufisika biasa.

Teknik yang sangat umum untuk memisahkan sepasang enantiomer

ialah mereaksikan mereka dengan suatu pereaksi kiral sehingga

diperoleh sepasang produk diastereomerik (dapat dipisahkan oleh

cara fisika biasa, seperti kristalisasi).


25/27

6/15/2013 25

Contoh: (R)(S)-RCO2H (campuran rasemik) akan dipisahkan

secara laboratorium. (R)- RCO2H dan (S)-RCO2H ialah kedua

enantiomer itu. Suatu asam karboksilat akan bereaksi dengan

suatu amina membentuk suatu garam.

RCO

O

+ R'NH2H...... ..

.. R'NH3+

O

RCO-..

suatu asamkarboksilat suatu amina suatu garam

Reaksi asam (R)(S) karboksilat dengan suatu amina yang

berupa suatu enantiomer murni, menghasilkan sepasang garam

diastereomer, yaitu garam amina dari asam (R) dan garam

amina dari asam (S).

(R)-RCO2H

(S)-RCO2H

dan + (S)-R'NH2(S)-R'NH3(R)-RCO2

dan

- +

+-(S)-RCO2 (S)-R'NH3

campuran rasemik suatu aminaenantiomerik

campuran diastereomergaram-(R,S) dan garam (S,S)

yang dapat dipisahk an


26/27

6/15/2013 26

Setelah pemisahan, masing-masing garam diastereomerik ini

diolah dengan basa kuat untuk memperolah kembali aminanya.

Amina dan ion karboksilat dapat dipisahkan oleh ekstraksi

dengan pelarut seperti dietil eter (amina larut, sedang garamkarboksilat tidak). Pengasaman lapisan air akan menghasilkan

asam karboksilat bebas sebagai suatu enantiomer.

+-(R)-RCO2 (S)-R'NH3 (R)-RCO2

-+ (S)-R'NH2

(R)-RCO2H

OH

HCl

-

salah satu garam

diastereomerik murni

sebagai enantiomer murni

Amina yang lazim digunakan ialah amfetamina, yang dapat

diperoleh sebagai enantiomerenantiomer murni secara

komersial, dan striknina yang tedapat dalam alam.

CH3

CH2CHNH2

amfetamina O

N

O

H

H

H

H

NH

striknina


27/27

6/15/2013 27

Soal-soal

Tuliskan proyeksi Fischer untuk enantiomer-enantiomeramfetamina, dan berikan konfigurasi (R) dan (S).

Tulis suatu persamaan reaksi yang menunjukkan produk-produk

reaksi antara :

(R)-amfetamina dan asam (R)(S)-laktat.

CH3CHCO2H

OH

asam 2-hiroksipropanoat

(asam laktat)

stereokimia2.ppt

Documents

Transcript of stereokimia2.ppt