Stereokimia

Tim Dosen
Kimia Dasar II/ Kimia Organik
1



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 + / - dan enansiomer d-l
2

Stereokimia adalah studi mengenai molekulmolekul dalam ruang tiga dimensi, yakni
bagaimana atom-atom dalam sebuah
molekul ditata dalam ruangan satu relatif
terhadap yang lain
3
4



Variasi jenis & jumlah atom penyusun
molekul.
Variasi urutan atom yang terikat satu sama
lain dalam suatu molekul.
Variasi penataan atom penyusun molekul
dalam ruang 3 dimensi yang dikarenakan
ketegaran (rigidity) dalam molekul
5


Isomer adalah suatu molekul dengan jumlah
dan jenis atom yang sama tetapi berbeda
susunan susunan atomnya
Jenis: isomer struktural dan isomer geometrik
6

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
8
9



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

Variasi penataan atom penyusun molekul
dalam ruang 3 dimensi yang dikarenakan
ketegaran (rigidity) dalam molekul
◦ Isomer geometri pada hidrokarbon
terbuka.
◦ Isomer geometri pada hidrokarbon
terbuka.
◦ Isomer geometri pada hidrokarbon
◦ Isomer geometri pada hidrokarbon
mempunyai pusat kiral
tak jenuh rantai
jenuh rantai
siklik.
yang
11



Keterbatasan perputaran atom – atom yang
terikat pada masing – masing atom C pada
ikatan rangkap yang dikarenakan adanya
antaraksi antara orbital p membentuk
ikatan .
Isomer geometri cis & trans
Isomer geometri E & Z.
12


cis = pada sisi yang
sama
trans =
bersebrangan
13
14
15
16



Gugus pada tiap atom C ikatan rangkap diberi
prioritas tinggi (1) atau rendah (2) menurut
aturan Chan-Ingold-Prelog
Jika 1 dari kedua atom C ikatan rangkap
berada pada satu sisi  isomer Z (zusammen
= bersama)
Jika 1 dari kedua atom C ikatan rangkap
berada pada sisi yang berbeda  isomer E
(entgegen = bersebrangan)
17

Atom dengan nomor atom lebih tinggi
mempunyai prioritas lebih tinggi
18


Isotop dengan nomor massa lebih tinggi
mempunyai prioritas lebih tinggi
D (H12) mempunyai prioritas lebih tinggi dari H11.
Jika kedua atom identik maka atom berikutnya
digunakan untuk menentukan prioritas
19

Atom dengan ikatan rangkap 2 atau 3
setara dengan 2 atau 3 kali ikatan tunggal
20
21



Keterbatasan perputaran atom – atom yang
terikat pada masing – masing atom C.
Rintangan perputaran atom – atom tidak
sebesar rintangan 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
23
24
E
eklips
eklips
goyang
goyang
goyang
25
d
f
b
c
e
a
26




Keterbatasan perputaran atom – atom yang
terikat pada masing – masing atom C.
Rintangan perputaran atom – atom tidak
sebesar rintangan atom – atom yang terikat
pada atom C ikatan rangkap, tetapi lebih
besar dari pada rintangan pada hidrokarbon
rantai terbuka karena pengaruh regangan
sudut.
Ikatan  pada hibridisasi sp3 mempunyai
sudut 109,5o, beberapa ikatan siklik
mempunyai sudut ikatan tidak demikian.
Besarnya rintangan akibat regangan
sebanding selisih sudut ikatan dengan 109,
5o.
27




Siklopropana mempunyai sudut ikatan 60,
siklopentana 108.
Molekul siklik besar hampir tidak ada
rintangan karena regangan
Sikloheksana membentuk konformasi kursi
supaya sudut ikatan mendekati 109,5o.
Dalam sikloheksana dikenal subtituen:
Aksial  ikatan pada salah satu hidrogen
terletak dalam bidang cincin
Ekuatorial  ikatan ke hidrogen lain yang
tegak lurus sumbu
28
29
30
E
Bentuk
setengah
kursi
Bentuk
biduk
Bentuk
kursi
Energi potensial relatif dari konformasi-konformasi
sikloheksana
31
32




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
semuanya berbeda.
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 kiral maka akan terdapat lebih dari satu
pasang enantiomer 
diastereoisomer/diastereomer
33
akiral
kiral (enantiomer)
34
35





Singkirkan kebelakang atom dengan
prioritas terendah.
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
disebut enantiomer rectus (R)
Jika arah putaran berlawanan arah jarum
jam maka disebut enantiomer sinister (S)
36
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 (+) 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
jumlah yang berbeda, sudut rotasi optik
merupakan selisih jumlah kedua enantiomer.
39
[]tD =
100 
LC
(1)
[]tD = rotasi jenis

= sudut rotasi optik terukur
l
= panjang tabung (mm)
C
= konsentrasi sampel (g/100 mL)
Untuk sampel berupa larutan murni :
[]tD =

Ld
(2)
[]tD = rotasi jenis

= sudut rotasi optik terukur
l
= panjang tabung (mm)
d
= berat jenis sampel
40
% kemurnian optik = []tD campuran / []tD enantiomer murni
[]tD campuran
= rotasi jenis campuran pada suhu tertentu
[]tD enantiomer murni
= rotasi jenis enantiomer murni pada suhu tertentu
41




Ditentukan berdasarkan posisi OH pada
atom C kedua gliseraldehid berdasarkan
proyeksi Fischer.
Jika OH berada disebelah kanan maka
disebut enantiomer dextro (d).
Jika OH berada disebelah kiri maka disebut
enantiomer laevus (l).
Struktur senyawa dengan lebih dari satu
pusat kiral tetapi strukturnya tidak kiral
disebut senyawa meso
42
43
44


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
45