Rabu, 12 Oktober 2016

STEREOKIMIA

Konfigurasi didefenisikan sebagai metode untuk menggambarkan susunan ruang (tiga dimensi) atom-atom atau gugus-gugus pada atom karbon pusat stereogenik (stereo berasal dari bahasa yunani stereos yang artinya ruang) atau atom C asimetris/atom pusat kiral. Konfigurasi dibedakan menjadi dua, yaitu konfigurasi relatif dan konfigurasi absolut.
1.     Konfigurasi Relatif
Konfigurasi ini dikata relatif karena cara penentuannya didasarkan atas perbandingan dengan senyawa pembanding. Senyawa banding untuk karbohidrat (sakarida) adalah D-gliseraldehida (dengan gugus OH di sebelah kanan) dan L-gliseraldehida (dengan gugus OH disebelah kiri). Untuk golongan asam amino, senyawa pembandingnya adalah D-alanina (dengan NH2 Disebelah kanan) dan L-alanina (dengan NH2 disebelah kiri. D singkatan dari “Dexter” yang artinya kanan, L singkatan dari “Levo”, dari bahasa latin Laevus yang artinya kiri. Pada umumnya, di alam banyak dijumpai asam amino dengan konfigurasi relatif L, sedangkan kabohidrat pada umumnya di temukan dalam bentuk konfigurasi relatif D.
2.    Konfigurasi Absolut
Konfigurasi D dan L secara terbatas hanya berlaku pada senyawa-senyawa dari golngan karbohidrat dan senyawa amino saja. Sementara, senyawa organik terdiri dari banyak golongan senyawa yang tidak saja mengandung gugus fungsi hidoksi (OH) dan gugus amino (NH2), tetapi juga gugus-gugus yang lain. Untuk mengatasi hal ini, tiga orang ahli kimia, yaitu Chan (dari Inggris), Ingold (dari Swiss), dan Prelog (dari swiss) mengusulkan cara penentuan konfigurasi atom karbon stereogenik baru yang didasarkan atas aturan prioritas (piority rule) atau aturan urutan (sequence rule).

Aturan tersebut mengatakan bahwa atom-atom utama dari keempat gugus yang terikat langsung dengan atom karbon pusat stereogenik diurutkan atau diprioritaskan berdasarkan nomor atomnya. Atom yang terikat langsung dengan atom karbon stereogenik diberi prioritas sebagai yang besar (large=L), berikutnya atom yang lebih rendah nomor atomnya dari pada L diberi perioritas sebagai menengah (medium=M), dan atom yang lebih kecil dari M L diberi prioritaskan sebagai kecil (small=S), sedangkan gugus/atom yang paling kecil diprioritaskan sebagai smallest, Sst. Apabila dalam penentuan prioritas tersebut terdapat atom-atom utama yang mempunyai nomor atom yang sama, maka harus dilakukan penentuan prioritas terhadap atom kedua, dan berikutnya terikat pada atom utama tersebut (misalnya, OCH3 dengan OH, CH3 dengan C2H5 atau dengan C3H7, CHO dengan COOH atau dengan COOR atau dengan CONH2), sehingga dapat diperoleh urutan prioritas : L(1)>M(2)>S(3)>Sst(4). Aturan tersebut dapat juga memperioritaskan ikatan rangkap tiga > ikatan rangkap dua > ikatan rangkap tunggal > pasangan elektoktron bebas. Namun, atom lebih diprioritaskan dari pada ikatan rangkap tiga atau rangkap dua, misalnya C-O-C lebih diprioritaskan dari ada C=C atau C rangkap tiga. Selain itu, -CH2 didalam cincin, lebih diprioritaskan daripada –CH2 atau –CH3 diluar cincin.

Penetapan Konfigurasi Sintem (R) dan (S)

Untuk mengurutkan empat gugus disekitar atom karbon kiral disebut konfigurasi mutlak dan disekitar atom itu (jangan mencampurkan konfigurasi dengan konformasi, yaitu bentuk-bentuk yang di sebabkan rotasi yang mengelilingi ikatan-ikatan). Sepadang enttiomer mempunyai konfigurasi yang berlawanan. Misalnya, (+)-griseraldehida dan (-)-griseraldehida mempunyai konfigurasi yang berlawanan.
Sebelum tahun 1951 diketahui bahwa (+)-griseraldehda dan asam (-)giserat (asam 2,3-dihidroksipropanoat) mempunyai konfigurasi yang sama disekitar karbon 2, meskipun sudut putarnya berlawanan. Tetapi tidak diketahui apakah OH pada karbon 2 berada dikiri atau dikanan.


Pada akhir abad 19 diputuskan pengandaian bahwa (+)-griseraldehida mempunyai konfigurasi mutlak dengan OH pada karbon dua di kanan.
Arah pemuaran bidang polarisari cahaya oleh suatu enaniomer adalah suatu sifat fisika.  Konfigurasi mutlak suatu enantiomer adalah khas struktur molekulnya. Tidak terdapat hubungan yang sderhana antara konfigurasi mutlak suatu enantiomer tertentu dan arah perputaran bidang polarisasi cahaya olehnya. Enantiomer asam gliserat yang konfigurasi mutlak nya sama dengan konfigurasi (+)-griseraldehida adalah levorotatori.
Sistem (R) dan (S) atau sistem Chan Ingold Prelog yaitu sistem yang menyatakan konfigurasi mutlak penataan yang sesungguhnya dari gugus disekeliling suatu karbon kiral. Huruf R berasal dari kata latin Rectus yaiutu kanan, sedangkan S dari bahasa latin sinister yaitu kiri. Satu enantiomer adalah R dan enantiomer lain adalah S. Suatu campuran resemik ditandai dengan R da S , yang berarti suatu campuran dari keduanya.
Dalam sistem R dan S, gugus fungsi diberi perioritas dengan menggunanakan perangkat aturan yang sama sepeti yang digunakan dengan sistem E dan Z, hanya saja urutan prioritas ini digunakan dengan cara sedikit berbeda. Untuk memberikan konfigurasi R dan S kepada suatu karbon kiral yaitu :
1.     Urutkan keempat gugus yang terikat pada atom kiral menurut urutan             prioritas aturan deret Chan Ingold Prelog.
2.    Proyeksikan molekul dengan sedemikian sehingga gugus yang berpriorias       rendah berarah kebelakang.
3.    Pilih prioritas yang berprioritas tinggi dan tarik suatu anak panah bengkok ke gugus dengan prioritas tinggi berikutnya.
4. Jika panah ini searah jarum jam maka konfigurasinya R, jika nak panah berlawanan dengan jarum jam konfigurasinya adalah S.








Untuk keempat gugus
1.  Urutkan ke empat gugus menurut nomor atomnya Br (tertinggi), Cl, C, H(terendah).
2.    Gambar proyeksi dengan atom berprioritas endah (H) ada dibelakang.
3.    Tarik anak panah dari atom berprioritas tinggi(Br) ke atom berprioritas tinggi kedua(Cl).
4.    Berikan R dan S

Dengan menggunakan sebuah model molekul, akan mudah menaruh suatu struktur dalam posisi yang bener untuk memberikan R dan S Kepada sebuah Struktur.












Sistem R dan S untuk Senyawa dengan Dua Atom Karbon Kiral

Untuk memberikan konfigurasi R dan S kepada kedua atomkarbon kiral dalam sebuah molekul, tiap karbon kiral diperhatikan secara bergantian. Untuk menjelaskan tekniknya akan digunakan eritrosa, yaitu sebagai berikut :















Jadi nama IUPAC untuk stereoisomer ini adalah (2R,3R)-2,3,4-trihidroksibutanal.angka dan hurup dalam tanda kurung menunjukan ke konfigurasi dan sekitar dua karbon kiral yang berlain dalam suatu molekul.

Pemisahan suatu campuran resemik

Campuran rasemik yaitu suatu campuran yang mengandung sepasang enantiomer dalam jumlah yang sama. Sepasang enentiomer itu adalah enantiomer R dan enentiomer S. Sebagian masyarakat mungkin kurang memperhatikan sifat optis suatu senyawa organik, padahal reaksi kimia dalam sistem biologis makhluk hidup sangat stereospesifik. Artinya suatu stereoisomer akan menjalani reaksi yang berbeda dengan stereoisomer pasangannya dalam sistem biologis makhluk hidup. Bahkan terkadang suatu stereoisomer akan menghasilkan produk yang berbeda dengan stereoisomer pasangannya dalam sistem biologis makhluk hidup. Dalam kebanyakan reaksi di laboratorium, seorang ahli kimia menggunakan bahan baku akiral ataupun rasemik dan memperoleh produk akiral dan rasemik.

Pada laboratorium pemisahan fisis suatu campuran rasemik menjadi enantiomer-enantiomer murni disebut resolusi (atau resolving) campuran rasemik itu. Pemisahan natrium amonium tartarat rasemik oleh Pasteur adalah suatu resolusi campuran tersebut. Enantiomer-enantiomer yang mengkristal secara terpisah merupakan gejala yang sangat jarang, jadi cara Pasteur tidak dapat dianggap sebagai suatu teknik yang umum. Karena sepasang enantiomer itu menunjukkan sifat-sifat fisika dan kimia yang sama, maka tidak dapat dipisahkan dengan cara kimia atau fisika biasa. Sebagai gantinya, ahli kimia terpaksa mengandalkan reagensia kiral atau katalis kiral (yang hampir selalu berasal dari dalam organisme hidup).

Suatu cara untuk memisahkancampuran rasemik, atau sekurangnya mengisolasi suatu enantiomer murni, yaitu mengolah campuran dengan organisme, yang hanya akan mencerna salah satu dari kedua enantiomer. Misalanya, (R)-nikotina murni dapat diperolehdari (R)(S)-nikotina dengan mengikubasi campuran resemik dengan bakteri Pseudomanas Putida, yang mengoksidasi (S)-nikotina, tetapi tidak (R)-enantiomer.
Gambar
Tenik yang sangat umum untuk memisahkan sepadang enantiomer adalah dengan mereaksikan dengan suatu reagensia kiral sehingga diperoleh sepasang produk diastereomerik. Diastereomer-diastereomer adalah senyawa yang berlainan, dengan sifat fisika yang berlainan. Sepasang diastereomer dapat dipisahkan oleh cara fisika biasa, seperti kristalisasi.


6 komentar:

  1. assalamualikum saya ingin bertanya mengenai blog diatas yaitu tolong jelaskan mengenai aturan penomoran chan ingold prelog, terimakasih

    BalasHapus
  2. Pada pemisahan campuran rasemik,bisakah saudari berikan contoh beserta gambar dan strukturnya?

    BalasHapus
  3. Apa faktor yang membedakan antara konfigurasi relatif dan konfigurasi mutlak?

    BalasHapus
    Balasan
    1. konfigurasi mutlak sama dengan konfigurasi absolut, Konfigurasi D dan L secara terbatas hanya berlaku pada senyawa-senyawa dari golngan karbohidrat dan senyawa amino saja. Sementara, senyawa organik terdiri dari banyak golongan senyawa yang tidak saja mengandung gugus fungsi hidoksi (OH) dan gugus amino (NH2), tetapi juga gugus-gugus yang lain. Untuk mengatasi hal ini, tiga orang ahli kimia, yaitu Chan (dari Inggris), Ingold (dari Swiss), dan Prelog (dari swiss) mengusulkan cara penentuan konfigurasi atom karbon stereogenik baru yang didasarkan atas aturan prioritas (piority rule) atau aturan urutan (sequence rule).

      Aturan tersebut mengatakan bahwa atom-atom utama dari keempat gugus yang terikat langsung dengan atom karbon pusat stereogenik diurutkan atau diprioritaskan berdasarkan nomor atomnya. Atom yang terikat langsung dengan atom karbon stereogenik diberi prioritas sebagai yang besar (large=L), berikutnya atom yang lebih rendah nomor atomnya dari pada L diberi perioritas sebagai menengah (medium=M), dan atom yang lebih kecil dari M L diberi prioritaskan sebagai kecil (small=S), sedangkan gugus/atom yang paling kecil diprioritaskan sebagai smallest, Sst. Apabila dalam penentuan prioritas tersebut terdapat atom-atom utama yang mempunyai nomor atom yang sama, maka harus dilakukan penentuan prioritas terhadap atom kedua, dan berikutnya terikat pada atom utama tersebut (misalnya, OCH3 dengan OH, CH3 dengan C2H5 atau dengan C3H7, CHO dengan COOH atau dengan COOR atau dengan CONH2), sehingga dapat diperoleh urutan prioritas : L(1)>M(2)>S(3)>Sst(4). Aturan tersebut dapat juga memperioritaskan ikatan rangkap tiga > ikatan rangkap dua > ikatan rangkap tunggal > pasangan elektoktron bebas. Namun, atom lebih diprioritaskan dari pada ikatan rangkap tiga atau rangkap dua, misalnya C-O-C lebih diprioritaskan dari ada C=C atau C rangkap tiga. Selain itu, -CH2 didalam cincin, lebih diprioritaskan daripada –CH2 atau –CH3 diluar cincin.
      semoga dapat membantu..

      Hapus
  4. bisakah anda jelaskan apa itu enantiomer? sederhana saja, menurut bahasa anda sendiri. Berikan pula contohnya

    BalasHapus