STREOKIMIA
1.
Konfigurasi Mutlak dan Relatif
Konfigurasi
molekul kiral yang dikenal adalah konfigurasi relative. Hal ini disebabkan
karena pada saat itu belum ada metode yang dapat digunakan untuk menentukan
konfigurasi mutlak senyawa yang bersifat aktif optik. Konfigurasi relatif yaitu
membandingkan penataan atom-atom dari satu senyawa dengan senyawa yang lain.
Kata "kiral" berasal dari bahsasa Yunani "cheir" yang artinya tangan. Contohnya bayangkan tangan kiri berada di depan cermin, tentu saja bayangannya adalah tangan kanan. Sekarang posisikan tangan kiri dan tangan kanan menghadap ke bawah atau ke arah lantai. Kemudian letakan tangan kiri di atas tangan kanan anda. Terlihat, tangan kanan tidak bisa diimpitkan dengan tangan kiri kita.
Kata "kiral" berasal dari bahsasa Yunani "cheir" yang artinya tangan. Contohnya bayangkan tangan kiri berada di depan cermin, tentu saja bayangannya adalah tangan kanan. Sekarang posisikan tangan kiri dan tangan kanan menghadap ke bawah atau ke arah lantai. Kemudian letakan tangan kiri di atas tangan kanan anda. Terlihat, tangan kanan tidak bisa diimpitkan dengan tangan kiri kita.
Sistem tata nama isomer optik diperkenalkan
Chan-Ingold-Prelog yang menglasifikasikan atom C kiral sebagai R atau S adalah Masing-masing group yang terikat
pada atom C Kiral diberi nomor prioritas dari 1 s/d 4. Nomor prioritas ini
disusun berdasarkan nomor atom yang terikat langsung pada atom karbon Kiral.
Group dengan nomor atom terendah diberi nomor prioritas 1, dan nomor 2 terendah
nomor 2 dan seterusnya nomor 3 dan 4. Apabila nomor atom/prioritas ini tidak
dibedakan seperti contoh diatas, CH3 dan C2H5 yang sama -sama atom C, dibedakan
atas; CH3atom C terikat pada H CH2– CH3 atom C terikat pada atom C karena C
nomor atomnya besar dari H, CH3 diberi nomor prioritas lebih kecil dari C2H5.
Putar
model, sehingga gugus dengan nomor prioritas terendah terletak paling jauh dari
pengarat pengamat Sekarang perhatikan group dengan nomor prioritas 4,3, dan 2.
arah ini berlawanan dengan arah jarum jam. Enamsiomer ini disebut (S) – 2 –
butanol. Sistem tata nama ini sering dinamakan
konfigurasi mutlak/absolut. Group yang mempunyai ikatan rangkap 2 atau
rangkap 3 di perlakukan seolah-olah atom C tersebut pada 2 atau 3 atom C. Contohnya
(2R,3S)-2,3 dibromo pentana. Dengan sistem tata nama ini diperkenalkan dua
klasifikasi stereoisomer, yaitu enantiomer dan diastereoisomer.
Stereoisomer
bukanlah bukanlah isomer struktur,mereka mempunyai urutan keterkaitan atom-atom
yang sama. Stereoisomer hanya berbeda susunan atom-atomnya dalam ruang.
Berdasarkan strukturnya stereoisomer digolongkan menjadi dua yaitu :
1.
Enantiomer adalah yang antara satu sama lain merupakan bayangan cermin
2. Diastereomer adalah yang bukan
merupakan bayangan cermin, contohnya adalah isomer cis dan trans
Enantiomer dan molekul kiral
Enantiomer
hanya terjadi dengan senyawa-senyawa yang molekulnya kiral. Suatu molekul kiral
didefenisikan sebagai molekul yang tidak superimposible (tidak dapat di
himpitkan) di atas bayanagn cermin.
Karbon kiral
adalah suatu atom karbon yang mengikat empat gugus yang berbeda. Dalam molekul
2-butanol karbon-2 adalah karbon kiral dan empat gugus berbeda yang terikat
padanya adalah hidroksil, metal, etil, dan atom hydrogen. Jika ada dua atau
lebih gugus yang sama terikat pada suatu karbon tetrahedral, maka molekul
tersebut adalah akiral dan superimposible terhadap bayangan cerminnya. Sebagai
contoh adalah molekul 2-propanol.
D (dexter) berarti kanan dan L (leavus) berarti kiri, untuk menetukan yang manakah dari kedua proyeksi fisher itu (D dan L) yang memutar bidang polarisasi ke kanan (+) atau ke kiri (-), yaitu konfigurasi D untuk (+)-gliseraldehida dan konfigurasi L untuk (-).
D (dexter) berarti kanan dan L (leavus) berarti kiri, untuk menetukan yang manakah dari kedua proyeksi fisher itu (D dan L) yang memutar bidang polarisasi ke kanan (+) atau ke kiri (-), yaitu konfigurasi D untuk (+)-gliseraldehida dan konfigurasi L untuk (-).
Suatu kesulitan yang muncul karena
tidak semua senyawa jelas hubungannya dengan gliseraldehida.
Masalah tersebut diatas telah diselesaikan oleh orang kimiawi yaitu professor R. S. Chan (inggris), dan V. Prelog (switzerlan). Mereka membuat suatu system tambahan untuk system IUPAC. System ini disebut system R-S (system Chan-Ingold dan prelog) sistem inilah yang kemudian kita kenal dengan konfigurasi mutlak. Konfigurasi mutlak yaitu penataan atom-atom pada ruang 3D ( tiga dimensi) yang sudah pasti. Menurut system ini, enantiomer-enantiomer 2-butanol masing-masing dikenal sebagai R-2-botanol dan S-2-butanol. R berasal dari kata rectus yang berarti kanan dan S berasal dari kata sinister yang berarti kiri.
contoh: enantiomer-enantiomer 2-butanol
Masalah tersebut diatas telah diselesaikan oleh orang kimiawi yaitu professor R. S. Chan (inggris), dan V. Prelog (switzerlan). Mereka membuat suatu system tambahan untuk system IUPAC. System ini disebut system R-S (system Chan-Ingold dan prelog) sistem inilah yang kemudian kita kenal dengan konfigurasi mutlak. Konfigurasi mutlak yaitu penataan atom-atom pada ruang 3D ( tiga dimensi) yang sudah pasti. Menurut system ini, enantiomer-enantiomer 2-butanol masing-masing dikenal sebagai R-2-botanol dan S-2-butanol. R berasal dari kata rectus yang berarti kanan dan S berasal dari kata sinister yang berarti kiri.
contoh: enantiomer-enantiomer 2-butanol
2.
Pemisahan Campuran Resemik
Campuran
rasemik artinya suatu campuran yang mengandung sepasang enantiomer dalam jumlah
yang sama. Enantiomeric excess artinya persentase suatu enantiomer yang
berkonfigurasi R dikurangi persentase enantiomer pasangannya yang
berkonfigurasi S dalam suatu campuran atau sebaliknya. Sebelum menjawab
pertanyaan tersebut, harus diingat dua prinsip dasar isomer optik yaitu:
1.
Sepasang enantiomer memiliki sifat-sifat fisika (titik didih, kelarutan,
dan lain-lain) yang sama tetapi berbeda dalam arah rotasi polarimeter dan
interaksi dengan zat kiral lainnya.
2.
Sepasang diastereoisomer memiliki sifat-sifat fisika dan sudut rotasi polarimeter
yang berbeda satu sama lain. Bahkan sering dalam bereaksi mengambil cara yang
berlainan. Artinya kita bisa memisahkan campuran dua diastereoisomer dengan
cara-cara fisika (destilasi, kristalisasi, dan lain-lain). Akan tetapi tidak
bisa memisahkan campuran dua enantiomer dengan cara-cara fisika, karena
sepasang enantiomer memiliki properti fisika yang sama. Kesimpulannya, kita
dapat dengan mudah memisahkan campuran dua diastereoisomer, tapi akan kesulitan
memisahkan campuran dua enantiomer.
Dalam kebanyakan
reaksi di laboratorium, seorang ahli kimia menggunakan bahan baku akiral
ataupun rasemik dan memperoleh produk akiral dan rasemik. Oleh karena itu
sering kiralitas (atau tiadanya kiralitas) pereaksi dan produk diabaikan. Dalam
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. Suatu cara untuk memisahkan campuran
rasemik atau sekurangnya mengisolasi enantiomer murni adalah mengolah campuran
itu dengan suatu mikroorganisme yang hanya akan mencerna salah satu dari
enantiomer itu. Misalnya (R)- nikotina murni dapat diperoleh dari (R)(S)-
nikotina dengan menginkubasi campuram rasemik itu dengan bakteri Pseudomonas
Putida yang mengoksidasi (S)- nikotina tetapi tidak (R)-enantiomer.
assalamualaikum wr. wb
BalasHapussaya menyarankan kepada saudari siti mardhiyah, untuk gambar pada blog anda tidak terlihat sehingga sedikit mengurangi konteksnya, selanjutnya saya ingin menanyakan mengenai apa hubungan Pemisahan Campuran Resemik dengan stereokimia
Sebelumnya saya ucapkan terimakasih atas sarannya dan saya akan mencoba menjawab pertanyaan saudari rianti.
BalasHapusStereokimia merupakan ilmu yang mempelajari tentang struktur 3 dimensi dari molekul. Perlu diketahui bahwa stereokimia ini sangatlah penting. bahkan karena seterokimia ini, sebuah struktur yang memiliki rumus molekul sama hanya karena susunannya berbeda akan mengakibatkan fungsi yang berbeda pula, hal ini sering terjadi di dunia kesehatan.
Pemisahan campuran rasemik
Campuran rasemik merupakan campuran yang terdiri jumlah yang sama enantiomer (+) dan (-) dari substansi kiral.
Campuran rasemat: afinitas antara tubuh murni secara optik yang lebih besar dan kristal L dextral terbentuk. Mereka biasanya lebih rendah dari titik leleh murni optik aktif, kelarutan lebih tinggi daripada murni optik aktif.
Nah telah kita ketahui pengertian dari stereokimia. Jadi hubungannya dapat kita ketahui bahwa campuran resemik itu merupakan bagian dari pelajaran kimia organik tentang stereokimia.
saya ingin sedikit mengomentari blog anda, menurut saya sebaiknya pada penjelasan konfigurasi mutlak dan relatif lebih dijelaskan perbedaannya terutama seharusnya ditunjukkan bentuk struktur dari senyawa kiral agar lebih dapat terlihat perbedaannya. terimakasih
BalasHapusTerima kasih kepada saudari Elsa telah memberikan sarannya. semoga pada blog selanjutnya akan menjadi lebih baik lagi.
HapusAssalamualaikum warahmatullah^^
BalasHapussaya ingin menambahkan sedikit untuk memahami materi stereokimia kita harus tahu dulu apa itu stereokimia, jadi berdasarkan sumber yang saya baca 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. Nah, dalam stereokimia ini berkaitan dengan enantiomer dan molekul kiral. Enantiomer (dalam bahasa Yunani enantio berarti berlawanan/ opposite ) adalah molekul bayangan cermin yang tidak dapat dihimpitkan. Jika suatu molekul tidak dapat dihimpitkan dengan bayangan cerminnya berarti kedua senyawa enantiomer disebut kiral/ chiral (ky-ral dalam bahasa Yunani cheir, berarti “tangan”).
Bagaimana kita memprediksi apakah suatu molekul tersebut kiral atau tidak? Molekul yang tidak kiral jika mengandung sisi simetri (plane of chemistry ). Sisi simetri yang dimaksud adalah sisi datar yang dipotong melewati tengah-tengah dari molekul. Sebagai contoh tabung Erlenmeyer mempunyai sisi simetri. Jika kita memotong tabung Erlenmeyer secara vertikal, akan nampak sisi satu akan merupakan bayangan cermin sisi yang lain. Salah satu tangan kita tidak mempunyai sisi simetri karena sisi setengahnya bukan merupakan bayangan cermin.
Molekul yang mempunyai sisi simetri dalam berbagai kemungkinan dalam konformasinya harus identik dengan bayangan cermin dan karena itu merupakan senyawa nonkiral atau biasa disebut akiral.
Kebanyakan, walau tidak semua, penyebab adanya kiralitas pada suatu senyawa dikarenakan adanya atom karbon yang mengikat 4 gugus berbeda. Atom karbon tersebut diistilahkan sebagai pusat kiralitas (chirality centers). Catatan, kiralitas merupak sifat dari keseluruhan molekul, dimana pusat kiralitas adalah ciri struktur yang menyebabkan kiralitas.
Kiralitas bukan hanya ditentukan berdasarkan perbedaan atom yang terikat langsung pada karbon, tetapi perbedaan keempat gugus yang terikat pada karbon sebagai pusat kiral.
terima kasih kepada saudari lutfi atas sarannya, sangat bermanfaat bagi saya sehingga dalam blog selanjutnya akan lebih baik.
HapusAssalamualaikum saya ingin menambahkan tentang
BalasHapusKonfigurasi relatif
Dikatakan konfigurasi relatif, oleh karena cara penentuannya didasarkan atas perbadingan dengan senyawa pembanding, yaitu D-gliseraldehida dan L-gliseraldehida, untuk senyawa-senyawa golongan karbohidrat/sakarida (OH di sebelah kanan = D dan OH di sebelah kiri), dan D-alanina, untuk senyawa golongan asam amino (NH2 di sebelah kanan = D dan NH2 di sebelah kiri = L). D singkatan dari dextro, dari bahasa latin yang artinya kanan, dan L singkatan dari leuvo juga berasal dari bahasa latin yang artinya kiri.
Di alam pada umumnya banyak dijumpai asam amino dengan konfigurasi relatif L, sedangka untuk karbohidrat pada umumnya di alam ditemukan dalam bentuk konfigurasi relatif D.
konfigurasi absolut
oleh karena adanya keterbatasan dalam penggunaan konfigurasi D dan L, yang hanya dapat diterapkan pada senyawa-senyawa dari golongan karbohidrat dan asam amino saja, sedangkan senyawa organic terdiri dari banyak golongan senyawa, yang tidsak saja mengandung gfugus hidroksi (OH) dan gugus amino (NH2) tetapi juga gugus-gugus yang lain, maka 3 orang ahli kimia, yaitu Chan (dari inggris), ingold (dari Swiss) dan Prelog (juga dari Swiss) mengusulkan cara penentuan konfigurasi atom karbon stereogenik baru, yang didasarkan atas aturan prioritas (priority rule) atau aturan urutan (sequence rule). Aturan tersebut mengatakan bahwa atom-atom utama dari keempat gugus yang terikat langsung dengan pusat atom karbon stereogenik diurutkan atau diprioritaskan berdasarkan nomor atomnya. Atom yang terikat langsung dengan atom karbon stereogenik diberi prioritas sebagai yang paling besar (large =L), berikutnya yang lebih rendah nomor atomnya dari yang L, diberi prioritas sebagai menengah (medium =M), dan yang lebih kecil dari M adalah yang diprioritaskan sebagai kecil (small =S), sedangkan gugus/ atom yang paling kecil diprioritaskan sebagai smallst.
Apabila dalam penentuan prioritas tersebut terdapat atom-atom utama yang mempunyai nomor atom yang sama, maka harus di lakukan penentuan prioritas terhadap atom kedua dan berikutnya yang terikat pada atom utama tersebut (misal OCH, dengan OH, CH3 C2H5 atau dengan C3H7, CHO dengan COOH atau dengan COOR atau dengan CONH2), sehingga dapat diperoleh urutan prioritas ; L(1)>M(2)>S(3) dan seterusnya. Aturan tersebut juga memprioritaskan ikatan rangkap 3> ikatan rangkap 2 > ikatan tunggal >pasangan electron bebas, namun demikian atom lebih diprioritaskan dari pada ikatan rangkap tiga atau rangkap dua, seperti misalnya C-O-C lebih diprioritaskan dari pada C=C atau . Selain itu, - CH2 di dalam cincin/lingkar, lebih diprioritaskan dari pada –CH2 atau –CH3 di luar cincin/lingkar untuk menentukan konfigurasi absolut dari suatu senyawa yang bersifat optis aktip, maka ada 2 cara :
Untuk senyawa optic aktip rantai terbuka (asiklis) yag hanya mempunyai sebuah pusat atom karbon stereogenik, maka senyawa oktif aktip tersebut diposisikan memiliki geometri tetrahedral, dimana gugus yang paling kecil diletakkan paling atas, sedangkan gugus atom L(1),M(2) dan S(3), membentuk tangan kanan atau tangan kiri yang dikepalkan dengan ibu jari mengarah keatas. Apabila sekarang diurutkan arah 1(2(3 sesuai dengan arah kepalan tangan kanan (dari pangkal ibu jari kea rah ibu jari yang lain), maka dikatakan senyawa optis aktip tersebut mempunyai konfigurasi absolut R (rectus,dari bahasa yunani yang artinya kanan). Sebaliknya, bila urutan 1(2(3--> tersebut sesuai dengan kepalan tanga kiri, maka senyawa optis tersebut dikatakan mempunyai konfigurasi absolute S (sinister, dari bahasa latin yang artinya kiri).
waalaikumsalam. Saya ucapkan terima kasih kepada saudari Safitri yang telah menambahkan, sangat bermanfaat ilmunya.
HapusAssalamualaikum saya ingin menambahkan tentang
BalasHapusKonfigurasi relatif
Dikatakan konfigurasi relatif, oleh karena cara penentuannya didasarkan atas perbadingan dengan senyawa pembanding, yaitu D-gliseraldehida dan L-gliseraldehida, untuk senyawa-senyawa golongan karbohidrat/sakarida (OH di sebelah kanan = D dan OH di sebelah kiri), dan D-alanina, untuk senyawa golongan asam amino (NH2 di sebelah kanan = D dan NH2 di sebelah kiri = L). D singkatan dari dextro, dari bahasa latin yang artinya kanan, dan L singkatan dari leuvo juga berasal dari bahasa latin yang artinya kiri.
Di alam pada umumnya banyak dijumpai asam amino dengan konfigurasi relatif L, sedangka untuk karbohidrat pada umumnya di alam ditemukan dalam bentuk konfigurasi relatif D.
konfigurasi absolut
oleh karena adanya keterbatasan dalam penggunaan konfigurasi D dan L, yang hanya dapat diterapkan pada senyawa-senyawa dari golongan karbohidrat dan asam amino saja, sedangkan senyawa organic terdiri dari banyak golongan senyawa, yang tidsak saja mengandung gfugus hidroksi (OH) dan gugus amino (NH2) tetapi juga gugus-gugus yang lain, maka 3 orang ahli kimia, yaitu Chan (dari inggris), ingold (dari Swiss) dan Prelog (juga dari Swiss) mengusulkan cara penentuan konfigurasi atom karbon stereogenik baru, yang didasarkan atas aturan prioritas (priority rule) atau aturan urutan (sequence rule). Aturan tersebut mengatakan bahwa atom-atom utama dari keempat gugus yang terikat langsung dengan pusat atom karbon stereogenik diurutkan atau diprioritaskan berdasarkan nomor atomnya. Atom yang terikat langsung dengan atom karbon stereogenik diberi prioritas sebagai yang paling besar (large =L), berikutnya yang lebih rendah nomor atomnya dari yang L, diberi prioritas sebagai menengah (medium =M), dan yang lebih kecil dari M adalah yang diprioritaskan sebagai kecil (small =S), sedangkan gugus/ atom yang paling kecil diprioritaskan sebagai smallst.
Apabila dalam penentuan prioritas tersebut terdapat atom-atom utama yang mempunyai nomor atom yang sama, maka harus di lakukan penentuan prioritas terhadap atom kedua dan berikutnya yang terikat pada atom utama tersebut (misal OCH, dengan OH, CH3 C2H5 atau dengan C3H7, CHO dengan COOH atau dengan COOR atau dengan CONH2), sehingga dapat diperoleh urutan prioritas ; L(1)>M(2)>S(3) dan seterusnya. Aturan tersebut juga memprioritaskan ikatan rangkap 3> ikatan rangkap 2 > ikatan tunggal >pasangan electron bebas, namun demikian atom lebih diprioritaskan dari pada ikatan rangkap tiga atau rangkap dua, seperti misalnya C-O-C lebih diprioritaskan dari pada C=C atau . Selain itu, - CH2 di dalam cincin/lingkar, lebih diprioritaskan dari pada –CH2 atau –CH3 di luar cincin/lingkar untuk menentukan konfigurasi absolut dari suatu senyawa yang bersifat optis aktip, maka ada 2 cara :
Untuk senyawa optic aktip rantai terbuka (asiklis) yag hanya mempunyai sebuah pusat atom karbon stereogenik, maka senyawa oktif aktip tersebut diposisikan memiliki geometri tetrahedral, dimana gugus yang paling kecil diletakkan paling atas, sedangkan gugus atom L(1),M(2) dan S(3), membentuk tangan kanan atau tangan kiri yang dikepalkan dengan ibu jari mengarah keatas. Apabila sekarang diurutkan arah 1(2(3 sesuai dengan arah kepalan tangan kanan (dari pangkal ibu jari kea rah ibu jari yang lain), maka dikatakan senyawa optis aktip tersebut mempunyai konfigurasi absolut R (rectus,dari bahasa yunani yang artinya kanan). Sebaliknya, bila urutan 1(2(3--> tersebut sesuai dengan kepalan tanga kiri, maka senyawa optis tersebut dikatakan mempunyai konfigurasi absolute S (sinister, dari bahasa latin yang artinya kiri).