STEREOKIMIA

Stereokimia Studi mengenai molekul-molekul dalam ruang tiga

dimensi, yaitu bagaimana atom-atom dalam molekul ditata dalam ruangan satu relatif terhadap yang lain

Isomer Geometri dalam Alkena Diakibatkan oleh ketegaran dalam molekul Dijumpai dalam dua kelas senyawa: alkena dan senyawa siklik Senyawa yang mempunyai ikatan rangkap tak dapat berputar dengan ikatan rangkap sebagai sumbunya, tanpa mematahkan ikatan pi nya

Energi yang diperlukan untuk mematahkan ikatan pi C-C 68 kkal/mol, energi ini tidak tersedia pada temperatur kamar.

Karena kekakuan ikatan pi, gugus-gugus yang terikat pada ikatan pi terletak tetap dalam ruang relatif satu sama lain.

cis 1,2-dikloroetena trans 1,2-dikloroetena td 60oC td 48oC

bukan isomer struktur, tetapi stereoisomer, isomer geometri (isomer cis-trans)

C C

ClCl

H H

C C

Cl

Cl

H

H

• Isomer geometri: stereoisomer-stereoisomer yang berbeda karena letak gugus-gugus satu sisi atau berlawanan sisi terhadap letak kekakuan ikatan pi

• Syarat isomer geometri dalam alkena: - Tiap atom karbon yang terlibat dalam ikatan pi mengikat dua gugus yang berlainan

bukan isomer geomatri

C C

CH2CH3

H

H

CH3

Sistem Tata Nama (E) dan (Z)Bila tiga atau empat gugus yang terikat pada atom

karbon ikatan rangkap berlainan, tetap diperolah pasangan isomer geometri tetapi sulit untuk penamaan cis dan trans sintem (E) dan (Z)

Bila gugus prioritas tinggi berada pada sisi yang berlawanan dari ikatan pi maka isomer itu (E) = entgegen, jika satu sisi (Z) = zusammen

Jika kedua atom pada masing-masing karbon ikatan rangkap berbeda, prioritas didasarkan pada nomor atom dari atom yang terikat langsung pada karbon ikatan pi. Atom bernomor atom paling tinggi mendapat prioritas utama.

F Cl Br I Nomor atom 9 17 35 53

naiknya prioritas

(Z)-1 bromo-2-kloro- 2 fluoro-1-iodoetena

C C

Cl

Br

I

F

I lebih prioritas daripada Br

Cl lebih prioritas daripada F

Aturan DeretAturan nama Chan-Ingold-prelogAturan deret untuk urutan prioritas:1. Jika atom-atom yang dipermasalahkan beda-beda,

maka urutan deret ditentukan oleh nomor atom. Atom dengan nomor atom tinggi memperoleh prioritas.

F Cl Br I naiknya prioritas

2. Jika atom-atom itu adalah isotop satu sama lain, maka isotop dengan nomor massa tinggi memperoleh prioritas.

naiknya prioritas

H1

1D

2

1

3. Jika kedua atom itu identik, maka nomor atom berikut digunakan untuk memberikan prioritas. Jika atom-atom ini juga mengikat atom-atom identik, maka prioritas ditentukan pada titik pertama kali dijumpai adanya perbedaan dalam menyusuri rantai. Atom yang mengikat suatu atom dengan prioritas tinggi, akan diprioritaskan (jangan menjumlahkan nomor-nomor atom, melainkan mencari atom tunggal yang berprioritas.

Tiga H: prioritas rendah

Cl memberikan prioritas dua H dan 1 C prioritas lebih tinggi (E)-3 metil-pentena

(Z)-5-butil-6-kloro-4-desena

C C

C

HH

H

CH3

HC

H

H

C

H

H

H

C C

CH2CH3

C Cl

H

CH3CH2

H CH2CH2

C H

CH3

H

CH3CH2CH2

4. Atom-atom yang mempunyai ikatan rangkap dua atau tiga diberi kesetaraan ikatan tunggal. Tiap atom berikatan rangkap dua, dikalikan dua.

naiknya prioritas

CR2CH -CN -CH2OHCH

O

C

O

COH

O

Isomer Geometri dalam Senyawa SiklikAtom-atom yang tergabung dalam suatu cincin, tidak

bebas berotasi mengelilingi ikatan-ikatan sigma cincin tersebut.

CH2CH3

H

suatu gugus dapatberotasi sempurna mengelilingi ikatan ini

gugus-gugus tak dapatberotasi sempurna mengelilingiIkatan-ikatan cincin

HH

H

H HH

CH3

OHH

H

H

di atas bidang

di bawah bidang

CH3

OH

sama dengan

trans-2-metil-1-sikloheksanol cis-2-metil-1-sikloheksanol

CH3

OH

H3C

HO

di atas bidang

di bawah bidang

CH3

OH OH

CH3

Korformasi Senyawa Rantai TerbukaKonformasi perbedaan penataan atom-atom dalam

ruang1. Rumus dimensional2. Rumus bola dan pasak3. Proyeksi Newman

rumus dimensional rumus bola dan pasak proyeksi Newman

CC

H

H

H

H

H

H OOH

H

H

H

H

H H

H

HH

HH

ikatan-ikatan dari ikatan-ikatan dari proyeksi Newman karbon depan karbon belakang untuk CH3CH3

Proyeksi Newman dapat digambar untuk molekul dengan dua atau lebih atom karbon. Hanya dua karbon yang digambarkan dalam proyeksi Newman sehingga satu molekul dapat mempunyai lebih dari satu proyeksi Newman.

H

H

H

H

H

HH

H

HH

H

H

Contoh: 3-kloro-1-propanol

dimensional bola dan pasak Newman

dimensional bola dan pasak Newman

CC

HH

H

H

ClCH2

OH

1

2

3

OOH

HH

OH

H

ClCH21

2

3 H

HH

OH

H

ClCH2

CH2

OH

CH2

CH2Cl

2

3

CH2

OH

CH2

CH2Cl

2

1

CC

HH

H

H

Cl

CH2OH

2

3

1

OOH

HH

CH2OH

H

Cl2

3 1

H

HH

CH2OH

H

Cl

1

2

3

Karena adanya rotasi yang mengelilingi ikatan sigma, maka suatumolekul beberapa konformasi konformer

goyang eklips

Butana (CH3CH2CH2CH3), memiliki dua gugus metil yang menyebabkan terjadinya 2 macam konformasi goyang, yang ditimbulkan oleh perbedaan posisi kedua metil tersebut.

H

HH

H

H

H

H

HH

H

H

H

tolak menolak3 kkal

Konformasi goyang yang mana gugus-gugus metil terpisah sejauh mungkin konformer anti, sebaliknya konformer gauche

anti eklips gaunche (energi terendah)

H

HH

H

CH3

CH3

H H

CH3H

H

CH3

H

HH

H

CH3

CH3

H H

CH3

H

H

CH3tolak menolak

metil tereklispkan(energi tertinggi)

Bentuk Senyawa SiklikKekakuan cincin

H

HH

H

H

H

H

H

H

HH

H

sudut ikatan 109oC

60o 90o 106o120o

+ 9 O2 6 CO2 + 6 H2O + 944,5 kkal/mol(157,4 kkal/mol untuk tiap CH2)

sikloheksana

2 + 9 O2

6 CO2 + 6 H2O + 944,5 kkal/mol(157,4 kkal/mol untuk tiap CH2)

siklopropana

+ H2tak ada reaksi

CH2H2C

CH2

+ H2 CH3CH2CH3

sudut ikatan molekul 109o sudut antar inti 60o

seperti dalam sokloheksana atau dalam siklopropana alkana rantai terbuka

tumpang tindih yang jelek karena

orbital sp3normal tidak sebesar 60o seperti diharuskan untuk sudut ikatan

C C

Ctumpang tindih maksimum

C

CC

60o

Konformasi sikloheksana

Substituen ekuatorial dan aksial

kursi setengah kursi biduk belit biduk

H

HH

H H

H

sumbu

H aksial sejajar sumbu

H H

H

ujung ini bergerak ke atas

ujung ini bergerakke bawah

aksial

ekuatorial

CHH

H

H

HH

H

1

23

4

56

C

H

H

HH

H 123

45

6

tolakan 1,3 diaksial

lebih sedikit tolakan

KiralitasSuatu benda yang tak dapat diimpitkan pada bayangan

cerminnya disebut kiral, sebaliknya akiral

Sebuah molekul akiral dan molekul bayangan cerminnya yang dapat diimpitkan adalah senyawa yang sama, dan bukan isomer

Sebuah molekul kiral tidak dapat diimpitkan pada bayangan cerminnya merupakan dua senyawa yang berbeda, dan stereoisomer yang disebut enansiomer yaitu sepasang isomer yang merupakan bayangan cermin yang tak dapat diimpitkan

Atom karbon kiralKiralitas terjadi karena molekul tersebut mengandung

sebuah atom karbon sp3 dengan 4 gugus yang berlainan, disebut atom karbon asimetrik, atau atom karbon kiral. Penataan gugus-gugus di sekitar atom kiral disebut konfigurasi mutlak.

ClCl

BrBr

HH

F

ClCl

HH

BrBr

F

These two halomethanes are nonsuperimposable mirror images of each other and are said to be Chiral.

Enansiomer:

Diastereomer: stereomer yang bukan enansiomer

CO2H

C

C

CO2H

H OH

HO H

C

C

CO2H

HHO

H OH

CO2H

CO2H

C

C

CO2H

H OH

HO H

C

C

CO2H

OHH

H OH

CO2H

Proyeksi Fisher

OCH

O

OHH

CH2OH

1

2

3

atauC

CH

O

OH

CH2OH

HC

CH

O

OH

CH2OH

Hmenjadi

C

CH

O

OH

CH2OH

Hke arah pembaca

menjauhi pembaca

Perputaran Cahaya Terpolarisasi Bidang

Struktur-struktur sepasang enansiomer adalah sama sifat fisika (Td, Tl) dan kimianya sama, sifat yang berbeda:

antaraksi dengan zat kiral lain antaraksi dengan cahaya terpolarisasi

Cahaya Terpolarisasi Bidang: cahaya yang getaran gelombangnya telah tersaring semua, kecuali getaran yang berada pada suatu bidang.

Perputaran cahaya terpolarisasi bidang disebut rotasi optis, senyawanya dikatakan disebut aktif optis.

Polarimeter

• Use monochromatic light, usually sodium D• Movable polarizing filter to measure angle• Clockwise = dextrorotatory = d or (+)• Counterclockwise = levorotatory = l or (-)

• Not related to (R) and (S)

=>

Besarnya putaran tergantung pada:

1. Struktur molekul

2. Temperatur

3. Panjang gelombang

4. Banyaknya molekul pada jalan cahaya

5. Pelarut

Enansiomer yang memutar bidang polarisasi cahaya ke kanan disebut dekstrorotatori (+), sebaliknya levoratotori (-).

Campuran sama banyak dari sepasang enansiomer disebut campuran rasemat. Campuran yang tidak memutar bidang polarisasi cahaya, disebut tak aktif optis.

Penetapan konfigurasi: Sistem (R) dan (S)

1. Urutkan keempat gugus yang terikat pada karbon kiral menurut aturan prioritas aturan Chan-Ingold-Prelog.

2. Proyeksikan molekul tersebut sehingga gugus dengan prioritas rendah berarah ke belakang.

3. Pilih gugus dengan prioritas tertinggi dan tarik arah panah ke prioritas berikutnya.

4. Jika panah searah jarum jam, maka konfigurasinya R (rectus), sebaliknya S ( sinister).

43

2

1

4 3

2

1

Urutan prioritasUrutan prioritas:: 44 > > 33 > 2 > > 2 > 11

43

2

1

4 3

2

1

R S

CHO

CHOH

C

CH2OH

H OH

1

2

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

CO2H

C

C

CO2H

HO

HO H

H

senyawa meso