STEREOKIMIA

STEREOKIMIA
Enantiomer dan Karbon Tetrahedral
Gambaran karbon tetrahedral dan pencerminannya
Molekul bayangan cermin yang tidak dapat dihimpitkan disebut enantiomer (dalam
bahasa Yunani enantio berarti berlawanan/opposite).
Superimposed dari asam laktat
Kiralitas
• Jika suatu molekul tidak dapat dihimpitkan dengan
bayangan cerminnya berarti kedua senyawa
enantiomer disebut kiral/chiral (ky-ral dalam bahasa
Yunani cheir, berarti “tangan”).
• Molekul yang mempunyai sisi simetri dalam berbagai
kemungkinan dalam konformasinya identik dengan
bayangan merupakan senyawa nonkiral atau biasa
disebut akiral.
• Penyebab adanya kiralitas pada suatu senyawa
dikarenakan adanya atom karbon yang mengikat 4
gugus berbeda. Atom karbon tersebut diistilahkan
sebagai pusat kiralitas (chirality centers).
Aktivitas Optikal
• Studi mengenai stereokimia diawali pada abad XIX oleh ilmuwan
Prancis, Jean Batiste Biot.
• Biot menemukan sifat alami cahaya terpolarisasi bidang (planepolarized light).
• Ketika sebuah berkas cahaya melewati
polarizer, hanya
gelombang terosilasi pada sebuah bidang yang dapat
melewatinya sehingga dinamakan cahaya terpolarisasi bidang.
• Ternyata beberapa molekul optik aktif dapat memutar bidang
polarisasi.
• Molekul optik aktif yang memutar bidang polarisasi ke kanan
(clockwise) disebut dekstrorotatori (dextrorotatory) atau diberi
notasi (+).
• Sebaliknya, bila molekul optis aktif memutar bidang polarisasi ke
kiri (counterclockwise) dikatakan levorotatori atau diberi notasi
negetif (-).
Aturan Konfigurasi Spesifik
• Aturan Cahn Ingold Prelog :
1. Urutkan prioritas berdasarkan nomor atom
substituen
2. Jika (1) tdk bisa, maka urutkan prioritas berdasarkan
nomor atom kedua substituen
3. Multibonding atom adl sama dg atom ikatan
tunggal
4. Urutkan prioritas dan lihat arah perputarannya
• R = rectus = bila arah perputaran ke kanan atau searah
jarum jam
• S = sinister = bila arah perputaran ke kiri atau
berlawanan arah jarum jam
Diastereomer
Pasangan diastereomer asam 2-amino-3-hidroksibutanoat
Diastereomer adalah stereoisomer yang bukan bayangan
Cerminnya, contoh : 2R,3R dg 2R,3S
• Diastereomer kiral mempunyai konfigurasi yang
berlawanan pada beberapa pusat kiral namun
mempunyai konfigurasi yang sama dengan yang
lainnya.
• Sebagai
pembandingnya,
enantiomer
yang
mempunyai konfigurasi berlawanan pada semua
pusat kiral.
Senyawa Meso
• Senyawa akiral yang mememiliki 2 pusat kiral
Pusat kiral
Bayangan
Cermin
Molekul yg memiliki > 2 pusat kiral
• Sebuah pusat kiral dlm satu molekul akan memberikan 2
stereoisomer atau sepasang enantiomer
• Dua pusat kiral akan memberikan maksimal 4 stereoisomer
atau 2 pasang enantiomer
• Secara umum, sebuah molekul dengan n pusat kiral
mempunyai maksimum 2n stereoisomer atau 2n-1 pasang
enantiomer, walaupun mungkin
bisa kurang karena
mungkin beberapa stereoisomer adalah senyawa meso
Kolesterol memungkinkan memiliki 28 = 256 stereoisomer
Sifat Fisika Stereoisomer
Campuran Rasemat
• Campuran rasemat adalah campuran yang terdiri jumlah yang sama
enantiomer (+) dan (-) dari substansi kiral.
• Campuran rasemat menunjukkan zero optical rotation karena rotasi
(+) dari satu enantiomer dilawan oleh rotasi (-) dari enantiomer yang
lain
Review Stereoisomerisme
Kiralitas selain pada atom karbon
Kiralitas Senyawa Alam
Prokiralitas
• Molekul akiral yang dapat diubah menjadi molekul
kiral dengan reaksi kimia sederhana.
• Contohnya adalah 2-butanon merupakan prokiral
karena dapat diubah menjadi kiral alkohol 2-butanol
dengan adisi hidrogen
Isomer geometrik Alkena
• Diakibatkan oleh ketegaran (rigidity) dalam molekul
• Hanya ditemui pada senyawa alkena dan siklik
• Atom dan gugus yang terikat pada ikatan sigma dapat berotasi 
bentuk keseluruhan molekul selalu berubah berkesinambungan
• Gugus-gugus yang terikat pada ikatan rangkap tidak dapat berputar,
untuk berputar butuh energi 68 kkal/mol untuk memutus ikatan pi
• Ketegaran (rigidity) ikatan pi inilah maka gugus-gugus yang terikat
pada karbon berikatan pi terletak tetap dalam ruang relatif satu sama
lain.
• Dua gugus atau atom yang terletak pada satu sisi
ikatan pi disebut cis (latin : pada sisi yang sama)
• Gugus-gugus atau atom-atom yang terletak pada sisisisi yang berlawanan disebut trans (latin :
bersebrangan)
• Syarat : tiap atom karbon yang terlibat dalam ikatan pi
mengikat dua gugus yang berlainan.
Aturan penandaan E dan Z
• Digunakan bila terdapat 3 atau 4 substituen berbeda pada alkena
• Urutan prioritas substituen dibutuhkan untuk penomoran pada
substituen
• Substituen dengan prioritas yang sama pada sisi-sisi yang sama pada
ikatan pi diberi tanda Z (Zusammen, Jerman : bersama-sama) ; bila
posisinya bersebrangan pada ikatan pi diberi tanda E (Entgegen,
Jerman : bersebrangan)
Aturan Chan-Ingold-Prelog
• Lihat pada atom yang terikat langsung pada karbon ikatan rangkap
lalu urutkan substituen tersebut berdasarkan nomor atomnya.
• Jika atom-atom itu adalah isotop satu sama lain, maka
isotop dengan nomor massa tinggi memperoleh
prioritas
Naiknya prioritas
• Jika kedua atom itu identik, maka nomor atom (dari)
atom-atom berikutnya digunakan untuk memberikan
prioritas atau prioritas ditentukan pada titik pertama
kali dijumpai perbedaan dalam menyusuri rantai.
(E)-3-metil-pentena
(Z)-5-butil-8-kloro-4-desena
• Atom-atom yang terikat oleh ikatan rangkap atau
ikatan rangkap 3 diberi kesetaraan ikatan tunggal.
Naiknya prioritas
Latihan
• Beri nama senyawa di bawah ini dengan sistem (E) dan (Z) :