ISOMERISASI ibu.pdf

8/19/2019 ISOMERISASI ibu.pdf

1/44

ISOMERISASI


2/44

ISOMERISASI

IsomerStruktural

Isomerrangkaian

IsomerKedudukan

IsomerFungsional

IsomerRuang

IsomerGeometri

Isomer Optis

Aktif


3/44

• Isomerisasi : senyawa yg memiliki rumus

molekul yg sama namun rumus bangunnya

berbeda

A. Isomer Struktur

dua atau lbh senyawa organik berbeda

disebabkan oleh susunan atom yg terikat satu

sama lain dlm suatu molekul


4/44

Dua senyawa atau lebih yg memiliki rumus molekul

sama tetapi berbeda pd percabangan atom C nya.

Isomer Rangkaian

CH4 , C2H6 , C3H8 tidak memiliki isomer rangkaian

C4H10memiliki 2 isomer rangkaian

CH3-CH2-CH2-CH3 n-butana

CH2-CH-CH3

CH3

iso-butana = 2 metil propana


5/44

• Dua senyawa atau lebih yg memiliki rumus molekul

sama tetapi berbeda pd kedudukan ggs yg terikat pdsenyawa induknya

Isomer Kedudukan

C4H9OH memiliki 2 isomer kedudukan

CH3-CH2-CH2-CH2OH n-butanol atau Butanol-1

CH3-CH2-CHOH-CH3 2-hidroksi-butana atau Butanol-2


6/44

• Dua senyawa atau lebih yg memiliki rumus molekul

sama tetapi berbeda pd ggs fungsinya

Isomer Fungsional

C2H6O memiliki 2 isomer fungsional

CH3-O-CH3 eter atau dimetil eter

CH3-CH2OH alkohol atau etanol


7/44

B. Isomer Ruang

Studi mengenai molekul 3 dimensi yaitu bagaimana atom”

dlm sebuah molekul dalam ruangan

Isomer yg terjadi akibat ketegaran (rigidity) suatu

molekul yg memberikan btk cis/trans atau

Entgegen/zussamen

Isomer ini merupakan salah satu contoh stereoisomer

(atom yg menghasilkan isomer berada pd posisi yg sama

namun memiliki pengaturan keruangan yg berbeda)

Isomer Geometri


8/44

• Pada struktur alkena atom” karbon sp2 dan atom yg

terikat pdnya semuanya berada pd bidang kertas.

C C

Cl

H H

Clsesisi

berbeda dari C C

H

Cl H

Cl

berlawanan sisicis-1,2-dikloro etant.d. 60 C

trans-1,2-dikloroetant.d. 48 C


9/44

• Cis : bila atom atau gu

gus yg sama berada pd sisi yg sama

• Trans : atom atau gugus yg sama berada

berlawanan sisi (bersebrangan).

C C

H

H CH2CH3

CH3

C C

H

H CH2CH3

CH3

adalah sama dengan


10/44

Pada suatu alkena tdk mungkin ada isomer ruang bila :

1. Pada atom C yg memiliki ikatan pi, terikat atom atau

gugus yg sama

2. Pada salah satu atom C yg memiliki ikatan pi,

terikat atom atau gugus yg sama


11/44

Sistem Tata Nama cis/trans dan E/Z

• Sistem cis/trans

bila pd kedua atom C yg berikatan pi terikathanya 2 macam atom atau gugus

• Sistem E/Z

sistem penetapan penamaan yg lbh umumE = Entgegen (bersebrangan)

Z = Zussamen (bersama-sama)

Masing” atom atau ggs yg berikatan langsung dgnatom C yg berikatan pi prioritasnya ditentukanberdasarkan bobot atom.


12/44

Aturan Deret

• Aturan deret Chan-Ingold-Prelog (CIP)

1. Jika atom yg terikat pd salah satu atom C berikatan pi

berbeda, maka urutan deret ditentukan oleh nomor

atom. Atom dgn nomor atom lbh tinggi memperoleh

prioritas.

Atom : F Cl Br INo atom : 9 17 35 53

--------------- Prioritas naik

C C

Br

I

F

Cl


13/44

2. Jk atom’’ tsb merupakan isotop satu sama lain, mk isotop

dgn no massa tinggi memperoleh prioritas

3. Jk ke-2 atom identik, maka digunakan no atom

berikutnya utk memberikan perioritas. Jk atom

berikutnya juga identik, mk perioritas ditentukan pd ttkpertama sekali dijumpai perbedaan dlm menyusuri rantai

ikatan. Atom yg mengikat suatu atom dgn perioritas

tinggi akan diperioritaskan. (Perioritas tdk ditentukan

oleh panjangnya rantai ikatan)

C C

H3C

H

H

D

(E)-1-Deutrium propena


14/44

4. Atom yg terikat oleh ikatan rangkap atau ikatan ganda 3 diberikesetaraan ikatan tunggal, sehingga atom” ini dpt diperlakukan

sbg ggs berikatan tunggal dlm menentukan prioritas

C C

H3C

H3C-H2C

CH3

H

(E)-3-metil pentena-2

C

O

RRCR

O

O C

R

RC N C

N

N

R N

C

C


15/44

Isomer Geometri Dalam Senyawa Alisiklik

• Atom” yg terikat dlm suatu cincin tdk bebas berotasi

mengelilingi ikatan sigma dari cincin tsb.

• Rotasi mengelilingi ikatan sigma cincin akan memutuskanatom atau ggs yg terikat melewati pusat cincin tsb.

• Adanya gaya van der waals, akan menghalangi terjadinya

gerakan ini, kecuali bila cincin beranggotakan 10 atau lbh

karbon.

• Dlm senyawa organik cincin yg lazim adalah cincin

dengan 6 anggota atau kurang


16/44

Mis:

atom C pd suatu struktur lingkar: sikloheksana membentuk bidang

datar. Cincin dianggap horizontal dgn bidang kertas, tepi cincin yg

menghadap pembaca diberi garis tebal.

• Tiap atom C dlm cincin sikloheksana terikat pd atom C tetangganya

dan 2 atom atau ggs lainnya.

• Ikatan pd dua ggs lainnya dinyatakan oleh garis vertikal thdp bidang

kertas.

• Suatu gugus yg terikat mengarah ke atas garis horizontal dikatakan

berada di atas bidang cincin dan gugus yg terikat mengarah ke

bawah garis horizontal dikatakan berada di bawah bidang cincin


17/44


18/44

• Suatu cahaya merambat seperti gelombang ke segala arah.

• Bila cahaya dilewatkan pd suatu lensa polarisasi mk getaran

gelombangnya tersaring dan bidang cahaya tsb akan

terpolarisasi dan tegak lurus thdp arah rambatan.

• Jean-BaptisteBiot (ahli fisika Perancis, 1815) menemukan

peristiwa terputarnya bidang polarisasi cahaya oleh suatu

senyawa.

• Polarimeter : alat yg digunakan utk mengukur sudut putar

jenis suatu zat (senyawa optis aktif), yt: cahaya yg msk

dipolarisasikan dan ketika melewati larutan zat akan terdpt 3

kemungkinan yt: tdk ada putaran

terjadi putaran ke kiri

terjadi putaran ke kanan

• Penentuan sifat optis aktif : salah satu cara penentuan

kemurnian suatu bahan.

Isomer Optis Aktif


19/44


20/44

Larutan zat polarimeter

Tdk memutar

bidangpolarisasi

Senyw optis takaktif (campuran

rasemis)

Bukan senyawaoptis aktif

Memutar

bidangpolarisasi

Senyawa optisaktif (senyawa

kiral)


21/44

Penelitian oleh para ahli kimia menyimpulkan bahwa:

1. Sepasang senyawa yg masing” merupakan bayangancerminnya, dapat memutar bidang polarisasi cahaya dgn

sudutr putar sama besar, hanya arah yg berlawanan yt: yg

satu memutar bidang polarisasi cahaya ke kanan dan yg

satunya lg memutar bidang polarisasi ke kiri.

2. Suatu campuran sama banyak dari sepasang senyawa yg

masing” merupakan bayngan cerminnya tdk memutar bidang

polarisasi cahaya


22/44

KIRALITAS

• Kiral = Chiral (yunani: Cheir =tangan)

• Senyawa kiral : senyawa yg tdk bisa dihimpitkan/tdk

setangkup terhadap bayangan cerminnya.• Lawannya = akiral : senyawa yg bs dihimpitkan/setangkup

thdp bayangan cerminnya

• Setiap senyawa yg memiliki 1 C asimetris (C kiral) memiliki 2

isomer optis aktif (senyw yg memutar bidang polarisasicahaya ke kanan dan ke kiri)

• Simbol (+) atau d (dextrorotatory , Latin: dexter = kanan)

senyawa yg memutar bidang polarisasi ke kanan

• Simbol (-) atau I (laevorotatory , Latin: laevus = kiri)

• Tiap senyawa yg memiliki 1 atom C asimetri (kiral)

memiliki 2 isomer

R 2n


23/44

• Rumus: 2n

n = jlh atom C asimetris

• Molekul dgn atom C sp3 dengan 4 atom atau ggs ygberlainan disebut atom C asimetris/atom C kiral

k i i h ( il i h )


24/44

Proyeksi Fischer (Emil Fischer)

•

Proyeksi Fischer hanyalah cara singkat utkmenyatakan suatu rumus bola dan pasak

•Pd proyeksi Fischer, ggs karbonil diletakkanpaling atas, karbon teratas adalah karbon 1.

• Tiap titik perpotongan garis horizontal danvertikal menyatakan atom kiral


25/44

i


26/44

Enantiomer

• Enantiomer = stereoisomer yg bayangan cerminnya tdk dpt

dihimpitkan• Suatu molekul yg memiliki 1 atom kiral memiliki sepasang

enantiomer

• Pasangan enantiomer, satu memutar bidang polarisasi ke

kanan (dekstrorotatori, latin: dextro = kanan, (+)), dan satulagi memutar bidang polarisasi ke kiri (levorotatori, latin:

laevus= kiri (-))

• Untuk campuran sepasang enantiomer yg sama banyak

disebut campuran rasemik, ditulis dengan tanda ± atau (dl )• Rasemik berasal dari B. Latin yt Racemis (seikat anggur)

• Senyawa rasemik yg pertama kali ditemukan adalah asam

tartrat (hsl samping pembuatan anggur)


27/44

f ( ) ( )


28/44

Konfigurasi sistem (R) dan (S)

• Urutan penataan keempat ggs di sekitar atom C

asimetris/atom C kiral disebut konfigurasi mutlak di sekitar

atom tsb.

• Dua senyawa mempunyai konfigurasi berlawanan, mis: asam

(+) gliserat dan (-) gliserat

C

O

H

HC OH

CH2OH

C

O

H

C H

CH2OH

HO

Asam (+) gliserat Asam (-) gliserat


29/44

• Untuk menyatakan konfigurasi mutlak yt penataan yg

sesungguhnya dr ggs disekeliling karbon asimetri atau

karbon kiral digunakan sistem (R) dan (S)

• Singkatan R dan S berasal dari kata Latin yt R (Rectus =kanan) dan S (Sinister = kiri)

• Suatu atom C kiral hrs memiliki konfigurasi R atau S

• Campuran rasemis ditandai dengan (R) (S)

• Campuran rasemis merupakan campuran sepasang

enantiomer yg sama banyak sehingga pd alat polarimeter

terlihat tdk memutar bidang polarisasi krn arah putaran

ke kanan sama dengan putaran ke kiri.

• Dlm sistem (R) dan (S) gugus disekitar atom C

asimetri/kiral diberi prioritas seperti pd sistem (E) (Z)

menurut aturan deret sistem Cahn-Ingold-Prelog pd

isomer geometri.


30/44

• Untuk memberikan konfigurasi (R) atau (S) pada suatu

atom asimetris/kiral, urutan sbb:

1. Urutkan keempat atom/ggs yg terikat pd karbon

asimetri/kiral menurut urutan prioritas

2. Proyeksikan molekul itu sedemikian rupa sehingga

atom/ggs yg memiliki prioritas terendah berada di

belakang

3. Tentukan ggs dgn prioritas tertinggi dan tarik tanda

panah bengkok ke ggs dgn prioritas tertinggi berikutnya

(no 2 tinggi)

4. Jk tanda panah searah putaran jarum jam, mkkonfigurasinya (R) dan bila berlawanan arah jarum jam

maka konfigurasinya (S)


31/44

• Untuk menentukan konfigurasi senyawa di atas maka:

1. Urutkan ke 4 ggs/atom, berdasarkan prioritas maka prioritastertinggi adalah atom Br, menyusul Cl dan ggs CH3, menyusul

yg terendah atom H

2. Gambarkan proyeksi dgn atom berprioritas terendah (atom

H) berada di belakang sehingga tdk kelihatan3. Tarik anak panah dari atom berpriritas tertinggi (Br) ke atom

berprioritas kedua tertinggi (Cl)

4. Perhatikan arah anak panah, bila searah jarum jam, beri

tanda (R) dan bila berlawanan arah jarum jam beri tanda (S)


32/44

K fi i b b C ki l


33/44

Konfigurasi beberapa atom C kiral

• Sebuah molekul yg memiliki 2 atom karbon kiral sesuai rumus

n2, maka memiliki 22= 4 buah stereoisomer dgn demikian

memiliki 4 konfigurasi molekul total

(2R, 3R)-2,3,4-trihidroksibutanal

CH2OH-CHOH-CHOH-CHO

* *


34/44


35/44

Karbon kiral 1 karbon kiral 2 konfigurasi molekul ttl

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

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

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

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

Utk molekul yg memiliki 3 atom C kiral, mk sesuai rumus 2n,maka memiliki 23= 8 buah stereoisomer dgn demikian memiliki

8 konfigrasi molekul total.

Diastromer


36/44

Diastromer

• Bila sebuah molekul memiliki lbh dr satu atom

karbon kiral, tdk semua isomer optis aktif bersifatenantiomer.

•Dari 4 isomer hanya ada 2 psgn yg merupakanenantiomer (bayangan cerminnya), sedangkan 4

pasangan lainnya merupakan diastromer (isomer yg

bkn merupakan bayangan cerminnya)

CHO


37/44

•

A-C : diastreomer• A-D: diastreomer

• B-C: diastreomer

• B-D: diastreomer

C

C

CHO

H OH

H OH

CH2O

C

C

CHO

HO H

H OH

CH2O

A

C

C

CHO

HO H

HO H

CH2O

C

C

CHO

H OH

HO H

CH2O

B C D

pasangan enantiomer

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

pasangan enantiomer

Senyawa Meso


38/44

Senyawa Meso

• Senyawa meso merupakan senyawa yg mengandung

atom C kiral tetapi dpt dihimpitkan pd bayangan

cerminnya.• Contoh:

Asam tartrat memiliki 2 atom C kiral namun hanya

memiliki 3 stereoisomer

C

C

COOH

H OH

H OH

COOH

C

C

COOH

H OH

HO H

COOH

A

C

C

COOH

HO H

HO H

COOH

C

C

COOH

H OH

HO H

COOH

B C D

senyawa Meso

• Bila senyawa B diputar sejauh 180o maka diperoleh


39/44

Bila senyawa B diputar sejauh 180 maka diperoleh

senyawa yg identik dgn A. Adan B merupakan bayangan

cermin satu sama lain, tetapi bayangan cermin dpt

dihimpitkan sehingga bkn merupakan isomer

C

C

COOH

HO H

HO H

COOH

C

C

COOH

H OH

H OH

COOH

Putar 180o

A B dpt dihimpitkan pada A


40/44

Pemisahan Campuran Rasemik

• Pemisahan dilakukan secara fisis yt: memisahkan

campuran dlm btk kristal satu per satu seperti ygdilakukan Pasteur thdp Na tartrat

• Pemisahan campuran rasemik secara fisis ini disebut

dengan resolusi

• Salah satu cara utk mendptkan salah satu btk campuranrasemis:

1. dgn mengolah campuran dgn mikroorganisme yg hanya

mencerna salah satu dari enantiomer

2. Mereaksikannya dgn pereaksi kiral sehingga diperoleh

spsg diastreomerik (senyawa dgn sifat fisika berbeda

sehingga dpt dipisahkan sec. kristalisasi

• Untuk mendapatkan (R) nikotina murni adalah dgn


41/44

Untuk mendapatkan (R) nikotina murni adalah dgn

menginkubasi campuran rasemik dgn bakteri

Pseudomonas putida, bakteri hanya mengoksidasi (S)

nikotina, tetapi tidak (R) nikotina

Contoh:

• Suatu campuran rasemik asam karboksilat yt (R)(S)

karboksilat, akan dipisahkan secara laboratorium dgn

suatu enantiomer murni amina

• Dalam reaksi, tebentuk garam (R)(S) dan garam (S)(S).

Kedua garam ini bkn enantiomer, melainkan diastreomer

sehingga bisa dipisahkan melalui rekristalisasi

(R) -RCOOH

(S) -RCOOH

+ (S) -RNH2

(R) -RCOO- (S) -RNH3+

dan

(S) -RCOO- (S) -RNH3+

Ringkasan


42/44

Ringkasan

• Stereoisomer : isomeri yg disebabkan oleh penataan

ruang yg berlainan oleh atom” dlm molekul

• Isomeri geometrik : salah satu bentuk stereoisomer yg

diakibatkan oleh letak ggs apakah cis (sesisi) atau trans

(bersebrangan)terhadap ikatan pi (alkena) atau cincin

(sikloalkana). Isomer geometrik ini juga dapat diberi tanda

huruf E (entgegen/pada sisi berlawanan) dan Z(zussamen/pada satu sisi)

• Atom C asimetris : atom C yg keempat tangannya menikat

atom atau gugus yg berbeda

• Molekul kiral : molekul yg tdk dpt dihimpitkan (non-superimposable) terhadap bayangan cerminnya

• Enantiomer : pasangan stereoisomer yg bayangan

cerminnya tdk dapat dihimpitkan


43/44

• Campuran rasemik: campuran pasangan enantiomer

sama banyak yg masing” memutar bidang polarisasi

cahaya sama besar tetapi arah berlawanan, sehingga

pada polarimeter terlihat tidak memutar bidang

polarisasi cahaya, disebut juga optis tak aktif

• Diastreomer : 2 senyawa yg merupakan isomer optis

aktif tetapi bukan merupakan bayangan cerminnya.

Untuk senyawa yg memiliki 2 atau lbh atom karbon kiral

• Bentuk meso : suatu stereoisomer yg mengandung

atom karbon kiral tetapi dapat dihimpitkan pd bayangan

cerminnya. Contoh pd asam tartrat yg mempunyai 2atom karbon kiral, seharusnya mempunyai 4

stereoisomer, tetapi kenyataan hanya ada 3 isomer.


44/44

THANK YOU…

Documents

ISOMERISASI ibu.pdf