FUNGSI APLIKASI TEKNOLOGI INFORMASI (TI) TERHADAP ILMU KIMIA

Di alam ini terdapat bermacam-macam senyawa kimia. Senyawa kimia yang terdapat di alam ini mempunyai beragam bentuk yang sangat unik, bahkan terkadang senyawa kimia mempunyai bentuk molekul yang cukup rumit untuk digambarkan. Misalnya saja sukrosa. Senyawa karbohidrat yang terdapat dalam gula tebu ini memiliki rumus molekul C12H22O6 ini memiliki struktur yang cukup rumit untuk digambar secara manual.

Gambar 1. Struktur molekul sukrosa.Jika kita harus menggambar struktur molekul senyawa yang cukup kompleks seperti sukrosa ini mungkin dapat kita kerjakan secara manual dengan mudah. Namun gambar molekul yang dibuat dengan cara manual mungkin hasilnya tidak akan terlalu rapi, apa lagi jika kita tidak punya keterampilan menggambar yang baik.Karena itu, untuk mempermudah kita dalam membuat gambar struktur molekul senyawa-senyawa yang cukup rumit seperti ini, kita mungkin akan memerlukan perangkat lunak (software) yang dapat membuat gambar struktur molekul yang kita inginkan, dan dapat kita kerjakan dengan menggunakan bantuan komputer.Untuk menjawab kebutuhan ini, sekarang ini sudah banyak perangkat lunak untuk komputasi kimia yang diciptakan untuk mempermudah kita menggambar molekul-molekul. Diantara banyak perangkat-perangkat lunak tersebut, dalam makalah ini akan dibahas tentang beberapa perangkat lunak yang dapat kita gunakan untuk membuat struktur molekul yaitu ChemOffice dan HyperChem.

A. Macam-macam Software Pembuat Struktur MolekulSekarang ini, telah banyak software yang diciptakan orang untuk membuat struktur molekul. Software-software tersebut kini telah tersebar luas. Software-software tersebut diantaranya adalah:1. ChemOfficeChemOffice merupakan salah satu software yang digunakan untuk membuat struktur kimia dengan mudah dandigunakan untuk menggambar secara 2 dimensi (2-D) dan 3 dimensi (3-D). ChemDraw merupakan salah satu program aplikasi dari ChemOffice, untuk menggambar struktur 2D dalam bidang ilmu kimia, terutama kimia organik, biokimia, dan polimer.2. HyperChemProgram HyperChem, merupakan program kimia yang dikembangkan olehHyperCube Inc, untuk sistem operasi Windows 95/98, Windows NT, Windows XP, Windows Vista, Windows 7 dan Linux. HyperChem menyediakan fasilitas pembuatan model tiga dimensi (3D), perhitungan mekanika molekuler dan mekanika kuantum.3. JmolJmol adalah software visualisasi struktur molekul dalam tiga dimensi yang ditulis dengan program Java. Fitur yang dimiliki software ini adalah membaca berbagai jenis file input dan output dari program-program kimia kuantum seperti VASP, serta animasi file multi-frame dan modus normal yang dihitung dari program kuantum.4. AvogadroAvogadro adalah software kimia gratis, open source, tersedia dalam berbagai paltform sistem operasi merupakan editor molekul yang dirancang untuk digunakan secara fleksibel dalam kimia komputasi, pemodelan molekul, bioinformatika, ilmu material, dan bidang terkait lainnya. Avogadro yang tersedia dapat dijalankan pada sistem Windows, Linux, dan Mac OS X.5. ChemSketchChemSketch adalah software yang digunakan untuk mengambar dan memodelkan struktur kimia seperti software ChemOffice. Software ChemSketch dapat mengambar struktur kimia dalam bentuk 2D dan 3D.Program ini juga menyediakan struktur asam amino, alkaloid, karbohidrat, asam nukleat, DNA/RNA, lab kit (semua peralatan kimia berupa gelas), orbital, senyawa phospor, steroid, terpen, dll. Software ini juga menyediakan pengambaran kurva dan grafik.6. ChemDoodleChemDoodle adalah software yang digunakan untuk menggambar struktur kimia baik dalam bentuk 2D atau 3D. Software ini juga menyediakan tool-tool yang yang mudah digunakan seperti ikatan, berbagai macam bentuk cincin, orbital, spektra, grafik, tabel periodik dan masih banyak tool-tool yang lain yang memudahkan kita untuk menggunakannya. Software ini hampir mirip dengan software ChemSketch dan ChemOffice. Software ini bisa dijalankan di sistem Windows, Linux, OSX dan didukung oleh program Java.

B. ChemOfficeChemOffice merupakan software yang dikeluarkan oleh CambridgeSoft. ChemOffice merupakan salah satu software yang digunakan untuk membuat struktur kimia dengan mudah dandigunakan untuk menggambar secara 2 dimensi (2-D) dan 3 dimensi (3-D). ChemOffice terdiri atas tiga aplikasi kimia yaitu ChemDraw, Chem3D dan ChemFinder. Software ini dapat dijalankan pada sistem Macintosh dan Microsoft Windows.ChemDraw merupakan salah satu program aplikasi dari ChemOffice, untuk menggambar struktur dua dimensi dalam bidang ilmu kimia, terutama kimia organik, biokimia, dan polimer. Sedangkan, untuk membuat struktur tiga dimensi, dapat dilakukan dengan menggunakan Chem3D.1. Fungsi-fungsi ChemOfficeDengan menggunakan Chemoffice, kita tidak hanya bisa membuat struktur molekul. Selain membuat struktur molekul, software ChemOffice sebenarnya masih memiliki beberapa fungsi yang lain. Fungsi-fungsi yang dapat dijalankan oleh Chemoffice adalah:1. Membuat struktur molekul dua dimensi.2. Membuat struktur molekul tiga dimensi.3. Konversi struktur molekul ke nama.4. Konversi nama senyawa ke strukturnya.5. Simulasi spektrum massa.6. Simulasi spektrum NMR.7. Koleksi template.2. Membuat Struktur Molekul dengan ChemOfficeMembuat struktur molekul menggunakan ChemOffice tidak terlalu sulit. Misalnya saja membuat struktur dua dimensi dari senyawa 1 propanol dengan menggunakan aplikasi ChemDraw.Senyawa 1 propanol dengan rumus molekul C3H7OH memiliki struktur molekul seperti pada gambar 2.

Gambar 2. Struktur dua dimensi 1 propanol.Cara membuat struktur molekul dua dimensi menggunakan aplikasi ChemDraw dapat dilakukan dengan langkah-langkah berikut:1. Buka aplikasi ChemDraw.2. Untuk membuat rantai karbonnya, gunakan Text tool, kemudian ketik CH3.

Gambar 3. Menggunakan Text tool pada ChemDraw. 3. Gunakan tool Solid Bond, kemudian klik pada huruf C, lalu tarik lurus ke kanan.

Gambar 4. Membuat ikatan menggunakan Solid Bond.

4. Klik lagi Text tool, kemudian ketik C, lalu tarik lagi ke kanan. Ulangi sekali lagi hingga terbentuk cabang propil.

Gambar 5. Membentuk cabang propil.5. Tambahkan OH di ujung cabang propil. Terbentuklah struktur senyawa 1 propanol.

Gambar 6. Terbentuk 1 propanol.Selain dalam bentuk dua dimensi, dengan ChemOffice kita juga bisa membuat struktur molekul tiga dimensi dengan menggunakan aplikasi Chem3D. Contohnya untuk membuat struktur tiga dimensi dari 1 propanol dapat dilakukan dengan langkah-langkah berikut:1. Buka aplikasi Chem3D.2. Buat ikatan tunggal dengan dua atom C menggunakan tool ikatan tunggal yang terdapat di sebelah kiri.

Gambar 7. Membuat ikatan tunggal dengan dua atom C.3. Tambahkan satu atom C lagi dengan mengganti salah satu atom hidrogen dengan atom karbon dengan menggunakan Text tool.

Gambar 8. Menambahkan satu atom C.4. Kemudian tekan Enter, maka terbentuklah struktur propana.

Gambar 9. Propana.5. Untuk menambahkan gugus alkohol, ganti salah satu atom H yang terikat di atom C yang berada di ujung dengan atom O.

Gambar 10. Menambahkan atom O.

6. Kemudian tekan Enter, maka terbentuklah struktur 1 propanol.

Gambar 11. 1 propanol.7. Ganti tampilan Sticks dengan Ball & Sticks.

Gambar 12. Struktur Ball & Sticks 1 propanol.

8. Terbentuklah struktur tiga dimensi dari 1 propanol. Untuk melihat lebih jelas susunan atom pada molekul, kita dapat memutar gambar molekul.

Gambar 13. Memutar struktur 1 propanol.

JMolfJMolmerupakan3Dviewerforchemicalstructuresyangberbasisjava.Aplikasiinidigunakanuntukmelihatsuatusenyawasecaratigadimensidanjugabisamenggambarnyasendiri.1.Melihatsuatusenyawa Mekanisme:DownloadsenyawadiPupChemdengantipefile.sdf2.MenggambarsuatusenyawaMekanisme:MembukaJMoldengantampilanpolos. Padamenutoolbar,klikpadagambarikonOpenthemodelki. Tampilansetelahdiklik. LangsungmunculsenyawaCH4.Untukmerubahsenyawainidapatklikkanandisembarangtempatdilayaryangberwarnahitamlalupilihikonyangbergambarsenyawadanpilihjenissenyawanya. Contoh:SenyawaCH3NO2 Linkdownloadaplikasi:http://jmol.sourceforge.net/download/.2. CHEMSOFFICEChemOfficemerupakansuatuprogramdimanadidalamnyaterdapatprogramChemDraw,Chem3DdanChemFinder.DariketigaprogramyangadadiChemOfficeinimemilikikegunaanyangberbeda-beda.Sesuaidengannamanyafungsiutamanyaadalahuntukmenggambar,menganalisasecara3Ddanmencaridatabase.3. ChemDrawTampilanawalaplikasiChemDrawDisini(TampilanAwal)kitadapatmenggunakanbanyakmenukhususnyauntukmenggambarsuatusenyawa.Padatoolboxsebelahkiribanyakpilihanmenu.Contoh:membuatsenyawaN-(4 hydroxyphenyl)ethanamideatauyangbiasadisebutparasetamol.Pilihsolidbondpadatoolboxsebelahkiri Selanjutnyabarulahdigambarmembentukparasetamoldengancaraklikmousekiritahandangeser SemuastandarpenulisanpadaChemDrawinimenggunakanatomkarbon.Jenisatomkarboninidapatkitagantidengancaradoubleklikpadabagianyangkitainginkanuntukdirubahdengansenyawatertentudanyangperludiperhatikanharusmenggunakanhurufkapital Gambardiatasmerupakangambersenyawaparasetamol.Gambardiatasmerupakangambarsecara2Ddanbilamerubahnyamenjadi3Ddapatmenggunakantoolboxbajihitam.Denganitukitanantinyaakanmendapatkanstereokimiadarisenyawatersebut.4. HyperChemHyperChemmerupakansoftwareluncuranHypercube,Inc.Softwareinimerupakanmolecularmodelingdimanamemilikitampilan3Dyangterbilangbaik. Gambardi atasmerupakancontohtampilangrafisyangdiperlihatkanmenggunakanHyperChem.CaramenggunakanHyperChem GambardiatasmenjelaskansedikittentangapayangadadidalamHyperChem.Kegunaanpalingsedarhanadalampemanfaatansoftwareiniadalahmenggambarsuatustruktursenyawasecara3D.Padapenggambaransenyawa,menuToolIconsmerupakantoolyangakanseringdigunakan.Mulaidarimenggambaratom,memilihsalahsatuatausemuajenisatomyangdigambar,memutarsecara2Datau3Dstruktursenyawadanlain-lain.Gambardibawahinimerupakancontohsenyawayangdigambarsendiri. 5. AvogadroAvogadroadalahsoftwarekimiagratis,opensource,tersediadalamberbagaipaltformsistemoperasimerupakaneditormolekulyangdirancanguntukdigunakansecarafleksibeldalamkimiakomputasi,pemodelanmolekul,bioinformatika,ilmumaterial,danbidangterkaitlainnya.AvogadroyangtersediadapatdijalankanpadasistemWindows,Linux,danMacOSX.KodesumbertersediadibawahGPLGNU.CaramenggunakanaplikasiavogadroTampilanawalaplikasiavogadro Untukmemulaimembuatbentukmolekul,carayangpertamaadalahkliktoolsettings.Langkahselanjutnyaadalah,pilihballandstickpadadisplaytypes.Dantentukanmolekulapayangakandigambar.Contoh:MenggambarstrukturC3H8,makapadadrawSettings,kitamemilihatompusatC,kemudianbondOrderadalahsingle(karenaikatandiC3H8adalahtunggal),kemudiancheckpadaadjustHydrogensdanhasilnyasepertigambarberkutini. Sudutyangterbentukpadagambardiatasbelumtepat,makauntukmengetahuisudutikatanyangtepatadalahklikpadaAutoOptimizationSettingsdanklikStart. Hasilnya adalah : Kitabisamemodifikasigambaryangsudahkitabuatdenganmenggunakanmenutoolssettings.Misaluntukmemunculkanangkapadasetiapatom.CaranyahanyacheckpadalabelyangadadiDisplaytypes. GambardibawahadalahtampilanpadaVanderWaalsSpheres. Sedangkanuntukmemunculkansudutikatan,caranyaadalahklikpadagambar: 6. ChemsketchChemsketchmerupakanaplikasikimiauntukmembuatbentukmolekul3dimensi(3D)dandapatmelakukanrotasiuntukmemberikangambaranyangutuh.ContohMenbuatMolekulCH4denganChemsketch:1.BukaaplikasiChemsketch2.PadamodeStructurklikAtomCyangadaditoolkiri,dankliksekalipadaareakerjahinggamenghasilkanrumusmolekulCH43.AddexplicitehydrogendarimenuToolsuntukmembuatbentanganrumusstruktur Atompusat(C)belumnampak?Seleksirumusstruktur,klikmenuToolsdanpilihStrucutrePropertiesmakaakanmunculmenupopupdanpadatabCommon,centangAllShowCarbonsdantampilanhasil: Seleksi(blok)rumusstrukturCH4 4.Optimisasistrukture3D,caranyaklikmenuToolskemudianklik3Dstructureoptimization,kalauadatawaranklikyesuntukmenghilangkanatomHsaatoptimisasi3D-nya 5. Setelahitusilahkanbuka3DViewerAcdLabdariStartmenu6. KembaliberalihkankeChemsketch2Duntukmengkopi2Dke3D 7.Hasilnyalangsungnampaksepertigambarberikut: 8.Selanjutnyarotasiuntukdapatmenunjukkanberbagaipropertiesbentukmolekulsepertipanjangikatandansudutyangdibentukoleh3buahatomdenganChemsketchini. 7. ChemtoolChemtooladalahprogramuntukmenggambarstrukturterutamasenyawaorganik.Chemtoolmudahdigunakanuntukmenggambarselainterdapattoolsuntukmenghitungmassamolekular.Caramenggunakanaplikasichemtool:PertamaketikaAndamembukaaplikasichemtoolmakamuncultampilansepertidibawahini: -Klikmenutoolstempaltesmakaakanmuncultampilansepertidibawahini.Tampilantemplates-carboncycles,pilihstruktur: Untuktemplatessugarsmakamunculpilihandibawahini.Pilihstrukturyangdiinginkan: Untuktemplatesheterocyclesmakamunculpilihandibawahini.Pilihstrukturyangdiinginkan: Untuktemplates Amino Acids makamunculpilihandibawahini.Pilihstrukturyangdiinginkan: Untuktemplatessymbolsmakamunculpilihandibawahini.Pilihstrukturyangdiinginkan: Contoh:Strukturglukosa,klikstrulturglucoseyangadaditempaltessugarsdanhasilnyaadalah: Selainstrukturyangsudahdisediakan,jugabisamengambarsendiristrukuryangdihendaki.Semisalinginmembuatsikloheksana,makacaranyaadalahklik: 8. EasyChemChemicalStructuresEditorEasychemChemicalStructuresEditoradalahprogramuntukmembuatstrukturkimia2D,caranyaklikdangeser,untuk:Simple =garislurusDouble =garisgandaTriple =garistigaGoingup =keluar/menghadapkekitaGoingdown=kebelakang/menjauhikita Dashed =garisputus-putus Arrow =garispanah Circle =lingkaran GChemPaintChemicalStructuresEditorGChemPaintChemicalStructuresEditorsamadenganEasyChemprogramuntukmembuatstrukturkimia2D,tampilan-tampilanGChemPaintChemicalStructuresEditor: 9. ACD/ChemsketchFreeware(Platform:Windows,Linux) Chemsketchadalahsoftwaregrafisuntukmenggambarhalyangadahubungannyadengankimia.Bisamenggambarsecaramanualataumenggunakantempletyangdisediakan.Klikdangambarmolekul,ion,stereobonds,teks,poligon,panah,sertaperlengkapanlaboratorium,dlltermasukmenentukansecaraotomatismassasuatuatomataumolekul.Kitajugadapatmemperkirakandensitas,indeksbias,volumemolar,dll.SelainitudariACDLabsjugamenawarkanbeberapadownloadgratisuntukutilitasyangdapatdipergunakandalamChemSketchsehinggalebihpowerfull.10. SymyxChimedanSymyxDraw(Platform:WindowsdanMacOSX,Linuxbelumtersedia) SymyxChimeversi2.6merupakanpluginyangsecarainteraktifmenampilkanmolekul2D(duadimensi)dan3D(tigadimensi)langsungdihalamanWeb.Kitajugadapatmemutar,memformat,danmenyimpanmolekuluntukdigunakandalamprogramlain.SymyxDrawversi3.3,denganaplikasiinikitabisamenyisipkanmodelmolekulyangkitabuatkedalamhalamansitus,dokumen,spreadsheetmaupunpresentasi.11. MarvinSketch(Platform:Windows,Linux,MacOS) BanyakhalyangbisadimanfaatkandariMarvinSketchuntukpengajarankimia.Gambardananimasimolekuldapatdibuatdenganmudah.Selanjutnyadapatdisisipkandalammediapembelajarankimia.MarvinSketchadalahsoftwarekimiahanyauntukvisualisasirumusstrukturkimiayanggratis,bisadijalankandisistemoperasiWindowsdanLinuxjugaMacOS.12. WinDrawChemWinDrawChemadalahprogramyangdigunakanuntukmenggambarstrukturmolekuldalamduadimensi(2D).WinDrawChemdapatdiinstaldisistemoperasiWindows95/98/NT/2000/XP,Linux,Unix,FreeBSD.HalinimiripdalamhalfungsionalitasdenganprogrammenggambarmolekullainsepertiChemDraw(TM,CambridgeSoft).HalinidapatmembacadanmenulisMolfilesMDLuntukmemungkinkansharingantaraXDrawChemdanaplikasikimialainnya,sertamembacabinerdanfileteksChemDraw.FiturWinDrawChemtermasuk:Mendeteksistruktur,teks,danpanahdanmenempatkanmerekasecaraotomatis.Sertamampumenyelaraskanpanjang,dansudutagartetapsimetris.DapatmembacadanmenulisMolfilesMDL,dandapatmengeksporgambaryangdidesainsebagaifilegambardenganekstensijpg.Dapatsecaraotomatismenggambarcincindanstrukturlainnya,memilikisemuaasamaminostandardanasamnukleatdalambuilt-inlibrary. Dapatmenggambarsimbolsepertibiayaparsial,radikal,dll.Terdapatfiturbantuanonline,termasuktips,dantoolsuntukpengguna.DukunganuntukmembacaChemDraw(TM,CambridgeSoft)XML(teks)danfilebiner.MendukungEncapsulatedPostScriptyangdapatmengimport/mengekspor(EPS)fileyangdari/keaplikasilain. 13. VMDVMDadalahprogramyangdidesainuntukmemvisualisasidananalisisbiopolimersepertiprotein,asamnukleat,membran.VMDdapatberjalandiatasplatformUNIX,MacOSdanMicrosoftWindows.SelainituVMDjugadapatmemvisualisasidata-datadaridinamikamolekular,simulasidanlainnya. 14. RasMolRasMoladalahprogramyangditujukanuntukmemvisualisasiprotein,asamnukleat,danmolekul-molekulkecil.TujuandariRasMoladalahmenghasilkanvisualisasiyangmemenuhisyaratuntukpublikasiilmiah,danmengajarkanvisualisasi.RasMolbekerjadenganmembacakoordinatatomkemudianmenghasilkanberbagaimacammolecularrepresentations.RasmolberjalandiatasplatformWindows,Linux,VMSdanMac. RasMoldapatdidownloaddiwww.rasmol.org.15. MolekelMolekelmerupakanprodukkeluarandariSwissNationalSupercomputingCentre(CSCS)yangjugaditujukanuntukmemvisualisasihasilperhitungankimiakomputasi.Denganmolekelkitabisamengambilsnapshotdarihasilperhitungandanmengekstraksifat-sifatnya.SelainitujugadapatmembuatanimasidenganMolekel.