Upload
muhammad-luthfan
View
318
Download
22
Embed Size (px)
Citation preview
STEREOKIMIATIM DOSEN MKDU KIMIA FTP
• Pengertian stereokimia
• Isomer dan jenisnya
• Stereoisomer :– Isomer geometri pada hidrokarbon tak jenuh rantai
terbuka : cis-trans dan E-Z– Isomer geometri pada hidrokarbon jenuh rantai
terbuka: konformer goyang - eklips– Isomer geometri pada hidrokarbon siklik : aksial -
ekuatorial dan cis-trans– Isomer geometri pada hidrokarbon yang mempunyai
pusat kiral: enansiomer R-S , enansiomer + / - danenansiomer d-l
2
Pokok bahasan
• 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
3
PENGERTIAN
4
Hidrokarbon
• Variasi jenis & jumlah atom penyusun molekul.
• Variasi urutan atom yang terikat satu sama lain dalam suatu molekul.
• Variasi penataan atom penyusun molekul dalamruang 3 dimensi yang dikarenakan ketegaran(rigidity) dalam molekul
5
Variasi StrukturSenyawa Organik
• Isomer adalah suatu molekul dengan jumlah danjenis atom yang sama tetapi berbeda susunansusunan atomnya
• Jenis: isomer struktural dan isomer geometrik
6
Isomer
• Isomer struktural– Jenis & jumlah atom penyusun molekul sama– Variasi urutan atom yang terikat satu sama lain
dalam suatu molekul.• Gugus fungsi sama, beda urutan atom saja• Gugus fungsi berbeda isomer fungsional
• Isomer geometrik– Jenis, jumlah & urutan atom yang terikat satu sama
lain dalam suatu molekul sama– Variasi penataan atom penyusun molekul dalam
ruang 3 dimensi yang dikarenakan ketegaran(rigidity) dalam molekul.
7
Jenis Isomer
8
Isomer Struktural
9
Isomer Fungsional
• Stereoisomer adalah suatu molekul yang mempunyai pelekatan atom yang sama tetapi berbeda susunan atomnya diruangan 3 dimensi
• Dalam stereoisomer, atom yang menghasilkan isomer berada pada posisi yang sama namun memiliki pengaturan keruangan yang berbeda
• Contoh: isomer geometrik
10
Stereoisomer
• Variasi penataan atom penyusun molekul dalam ruang 3 dimensi yang dikarenakan ketegaran (rigidity) dalam molekul
– Isomer geometri pada hidrokarbon tak jenuh rantai terbuka.
– Isomer geometri pada hidrokarbon jenuh rantai terbuka.
– Isomer geometri pada hidrokarbon siklik.
– Isomer geometri pada hidrokarbon yang mempunyai pusat kiral
11
Isomer Geometri
1. Isomer geometri pada hidrokarbon takjenuh rantai terbuka
Keterbatasan perputaran atom – atom yang terikatpada masing – masing atom C pada ikatan rangkapyang dikarenakan adanya antaraksi antara orbital p membentuk ikatan .
Isomer geometri cis & trans
Isomer geometri E & Z.12
Sistem dan tatanamacis & trans
• cis = pada sisi yang sama
• trans = bersebrangan
13
14
Br
I
F
Cl
cis atau trans ?
16
E & Z
Gugus pada tiap atom C ikatan rangkap diberi prioritastinggi (1) atau rendah (2) menurut aturan Chan-Ingold-Prelog
Jika 1 dari kedua atom C ikatan rangkap berada pada satusisi isomer Z (zusammen = bersama) sm dg Cis
Jika 1 dari kedua atom C ikatan rangkap berada pada sisiyang berbeda isomer E (entgegen = bersebrangan) sm dg Trans
17
Chan-Ingold-Prelog
• Atom dengan nomor atom lebih tinggimempunyai prioritas lebih tinggi : I > Br > Cl > F > OH > NH2 > CH3 > H
18
• Isotop dengan nomor massalebih tinggi mempunyaiprioritas lebih tinggi
D (H12) mempunyai prioritas
lebih tinggi dari H11.
• Jika kedua atom identik makaatom berikutnya digunakanuntuk menentukan prioritas
19
• Atom denganikatan rangkap2 atau 3 setaradengan 2 atau3 kali ikatantunggal
20
21
Keterbatasan perputaran atom – atom yang terikatpada masing – masing atom C.
Rintangan perputaran atom – atom tidak sebesarrintangan atom – atom yang terikat pada atom C ikatan rangkap.
Ikatan masih memungkinkan atom – atom yang terikat pada atom C untuk berputar (molekul yang memiliki penataan dalam ruang secara berlainan) konformasi struktur atom conformational isomers(konfomer)◦ Konfomer goyang (stagerred)◦ Konfomer eklips.
22
2. Isomer geometri padahidrokarbon jenuh rantai terbuka
23
24
Gambaran mengenai molekul berdimesi tiga
25
goyang goyang goyang
eklipseklips
E
26
a
b
c
d
e
f
• Keterbatasan perputaran atom – atom yang terikat padamasing – masing atom C.
• Rintangan perputaran atom – atom tidak sebesarrintangan atom – atom yang terikat pada atom C ikatanrangkap, tetapi lebih besar dari pada rintangan padahidrokarbon rantai terbuka karena pengaruh regangansudut.
• Ikatan pada hibridisasi sp3 mempunyai sudut 109,5o, beberapa ikatan siklik mempunyai sudut ikatan tidakdemikian.
• Besarnya rintangan akibat regangan sebanding selisihsudut ikatan dengan 109, 5o.
27
3. Isomer geometri pada hidrokarbon siklik
• Siklopropana mempunyai sudut ikatan 60, siklopentana108.
• Molekul siklik besar hampir tidak ada rintangan karenaregangan
• Sikloheksana membentuk konformasi kursi supaya sudutikatan mendekati 109,5o.
• Dalam sikloheksana dikenal subtituen:
Aksial ikatan pada salah satu hidrogen terletak dalambidang cincin
Ekuatorial ikatan ke hidrogen lain yang tegak lurussumbu
28
29
30
31
E
Energi potensialrelatif dari
konformasi-konformasi
sikloheksana
Bentukkursi
Bentukbiduk
32
Isomer cis & trans
• Kiralitas adalah suatu keadaan yang menyebabkan dua molekul dengan struktur yang sama tetapi berbeda susunan ruang dan konfigurasinya.
• Atom yang menjadi pusat kiralitas dikenal dengan istilah atom kiral.
• Atom kiral adalah atom yang mengikat gugus yang semuanyaberbeda.
• Bila dalam suatu molekul terdapat satu pusat kiral maka akan terdapat dua stereoisomer dari senyawa tersebut yang dikenal dengan istilah enantiomer.– Sepasang enantiomer merupakan bayangan cermin satu terhadap yang
lainnya. – Kedua enantiomer tidak bisa ditumpangtindihkan setelah dilakukan
operasi simetri apapun.
• Bila dalam satu molekul terdapat lebih dari satu pusat kiralmaka akan terdapat lebih dari satu pasang enantiomerdiastereoisomer/diastereomer 33
4. Isomer geometri pada hidrokarbon yang mempunyai pusat kiral
akiral kiral (enantiomer)
34
Molekul kiral dan akiral
35
Enantiomer 2-butanol
• Singkirkan kebelakang atom dengan prioritasterendah.
• Beri skala prioritas 3 atom sisanya
• Gerakan dari prioritas tertinggi (1) ke tengah (2) hingga terendah yang tersisa (3)
• Jika arah putaran searah jarum jam maka disebutenantiomer rectus (R)
• Jika arah putaran berlawanan arah jarum jam maka disebut enantiomer sinister (S)
36
Enantiomer R & S
37
• Pasangan enantiomer yang ditentukan berdasarkan arah putaran terhadap bidang cahaya terpolarisasi bidang.
• Enantiomer (+) memberikan putaran searah bidang cahaya terpolarisasi bidang (putar kekanan)
• sudut putaran bidang polarisasi radiasi terpolarisasi linear setelah radiasi tersebut melewati medium kiral disebut rotasi optik.
• Molekul yang memberikan rotasi optik disebut optis aktif
38
Enantiomer + dan -
Polarimeter
• Keadaan awal (tabung berisi air)
• Keadaan zat optis aktif
Enantiomer (+) mempunyai sudut rotasi optik +.
Enantiomer (-) mempunyai sudut rotasi optik -.
Campuran enantiomer (+) & (-) dalam jumlah yang sama disebut campuran rasemat yang memberikan sudut rotasi optik 0.
Untuk suatu campuran enantiomer dalam jumlahyang berbeda, sudut rotasi optik merupakanselisih jumlah kedua enantiomer.
41
• Ditentukan berdasarkan posisi OH pada atom C kedua gliseraldehid berdasarkan proyeksi Fischer.
• Jika OH berada disebelah kanan maka disebutenantiomer dextro (d).
• Jika OH berada disebelah kiri maka disebutenantiomer laevus (l).
• Struktur senyawa dengan lebih dari satu pusatkiral tetapi strukturnya tidak kiral disebutsenyawa meso
44
Enantiomer (d) & (l)
45
Senyawa dg > 1 pusat kiral
• 1 pusat kiral = 2 isomer
• 2 pusat kiral = 4 isomer
• 3 pusat kiral = 8 isomer
• n pusat kiral = 2n isomer
CO2H
CO2H
OH
H
H
HO
CO2H
CO2H
HOH
H
OH
d-(+)-asam tartratl-(-)-asam tartrat
asam rasemat
CO2H
CO2H
HO
H
OH
H
CO2H
CO2H
OH
H
HO
H
CO2H
OH
H
HOH
CO2H
asam meso tartrat 48
Sifat enantiomer
• Mempunyai sifat fisik yg sama : titik lebur, titik didih, berat jenis, dll
• Mempunyai sifat kiralitas yang tidak sama, misal : sudut putar polarisasi cahaya, reaksi metabolisme, dll
Contoh : (-) adrenalin : obat pemacu jantung
(+) adrenalin : tak bermanfaat
(+) asam laktat asam piruvat
(-) asam piruvat --> tidak membentuk as
piruvat
• Gambarkan konfomer dari 2 butanol• Dari senyawa berikut, mana yang mempunyai pusat
kiral ?– 1-kloro butana– 3-kloro-2-butanol– 4-bromo-1-klorosikloheksena– 1,3-dimetil benzena
• Gambarkan isomer R & S dari :– 3-fenil-2-butanol– Asam 2-amino-3-hidroksibutanoat
• Carilah stereoisomer dari 2-bromo-3-kloro-4-flouro-pentana
51
Latihan