StereokimiaStruktur molekul dalam 3D

IsomerismeStructural isomerism (constitutional isomers):- perbedaan adalah pada URUTAN susunan atom (connectivity) dalam suatu molekul- Subklasifikasi: chain isomers, position isomers, functional group isomers

Contoh

Molecular FormulaStructural isomersC4H10C3H7ClC2H6O

StereoisomerBUKAN structural isomerPerbedaan pada pengaturan atom-atom dalam ruang (3D): isomer cis- dan trans-

Contoh

KategoriEnantiomer:molekul-molekul merupakan bayangan cerminDiastereomer:bukan bayangan cermincis-2-Butene dan trans-2-Butene adalah contoh diastereomer

Subdivisi isomer

Chiral moleculesEnantiomer hanya bisa terjadi pada molekul yang bersifat chiral.Chiral:bayangan cermin tidak saling berhimpit dengan sempurna (superposisi)

Chirality dalam kehidupan

Chiral molecules

Chiral molecules

Keistimewaan chirality

Contoh: 2-butanol

Chiral carbonAtom karbon yang berikatan dengan empat gugus yang berbeda

AchiralJika suatu atom tetrahedral mengikat dua gugus yang sama:punya bayangan cermin, tetapi bayangan cermin dari molekulnya dapat berhimpit (superposisi)

Contoh: 2-propanol

Menentukan chiralityVisualisasi (riil/imajiner)Identifikasi plane of symmetry:bidang yang memotong sebuah molekul sedemikian rupa sehingga separuh molekul tersebut merupakan bayangan cermin

Contoh:

Kaitan dengan chiralityMolekul yang memiliki plane of symmetry TIDAK AKAN memiliki sifat chiral.

Aturan penamaan enantiomerSistem Cahn-Ingold-Prelog

Aturan penamaan enantiomer Beri kode prioritas a, b, c, dan d:Kode d: atom dengan nomor atom terkecil; prioritas paling rendahIsotop: prioritas lebih tinggi untuk isotop dengan massa atom lebih besar

Gugus metil dan gugus etil belum bisa ditentukan prioritasnya

Aturan penamaan enantiomerJika dua atom pada level prioritas yang sama, maka lihat set atom berikutnya Metil: lihat atom berikutnya, yaitu HEtil: lihat atom berikutnya, yaitu C (prioritas lebih tinggi)

Aturan penamaan enantiomerPutar molekul sedemikian rupa sehingga atom dengan prioritas d paling jauh dari kita

Aturan penamaan enantiomerLihat urutan a-b-c:- searah jarum jam: R-2-Butanol- berlawanan jarum jam: S-2-Butanol

Aturan penamaan enantiomerR = rectus (kanan), S = sinister (kiri)Penentuan prioritas jika terdapat ikatan rangkap:

Contoh prioritas ikatan rangkapGugus vinil vs. gugus isopropil:

>

LevelVinilIsopropil1CC2C-C-HC-C-H3C-H-HH-H-H

ContohTulis rumus 3D untuk enantiomer glyceraldehyde dan beri kode R/S yang sesuai

Chiral centerAtom karbon yang mengikat 4 gugus berbedaEnantiomers bisa memiliki lebih dari satu chiral center (cholesterol memiliki 8 chiral center, karbohidrat/gula memiliki 2 chiral center)Jumlah stereoisomer max. 2n, n = jumlah chiral center

Penamaan untuk chiral center > 1Analisis setiap chiral center secara terpisah

Sifat-sifat enantiomerMerupakan senyawa yang BERBEDA tapi sifat-sifat fisisnya sama (titik lebur, titik didih, indeks bias, kelarutan, densitas)Yang berbeda adalah perilaku mereka jika berinteraksi dengan senyawa chiral yang lain (termasuk interaksi dengan cahaya terpolarisasi)

Optical activityCahaya terpolarisasi dilewatkan senyawa enantiomer secara terpisah: terjadi perubahan bidang polarisasi, besarnya sama, tetapi arahnya berlawanan (searah jarum jam = +, berlawanan = -)Besarnya perubahan bidang polarisasi tergantung jumlah molekul chiralLihat File ppt: 3. Aktivitas Optikal

Racemic modification (racemat)Campuran equimolar dari pasangan enantiomer:meniadakan optical activityDilambangkan sebagai (), contoh:()-2-butanol

StereoselectivityBiasanya terjadi pada reaksi enzimatis:spesifik menghasilkan salah satu enantiomer saja

ResolutionIstilah untuk pemisahan enantiomersSecara teoritis bisa dilakukan dengan cara mereaksikan campuran racemic dengan enatiomer senyawa lain (murni, disebut resolving agent) sehingga dihasilkan diastereomersDiastereomers memiliki titik didih yang berbeda sehingga dapat dipisahkan dengan fraksinasi

Chiral chemistry di industri

Reaksi enzimatisSensitif terhadap bentuk molekul sehingga reaksi enzimatis merupakan reaksi yang stereoselektif.Contoh kasus:thalidomide disaster:- R-thalidomide = mild sedative- S-thalidomide = teratogenik

Pemisahan campuran racemicPembentukan garam yang bersifat stereoselektif, diikuti kristalisasiChromatographyPemisahan dengan biokatalisProses deracemization

LipitorDiproduksi oleh Pfizer, untuk menurunkan kholesterolSenyawa aktif:(3R, 5S)-3,5-dihidroksiheksanoatmemiliki 2 chiral carbon (lebih stereoselective daripada senyawa dengan 1 chiral carbon)Keuntungan Pfizer dari Lipitor USD 12 billion per tahun